高中物理選修3-4知識點(diǎn)機(jī)械振動與機(jī)械波解析-wenkub
2023-04-19 02:40:06 本頁面
【正文】 耗能量，振幅會逐漸減小，必然是阻尼振動，故A、C正確；只有在周期性外力(驅(qū)動力)的作用下物體所做的振動才是受迫振動，B錯；受迫振動穩(wěn)定后的頻率由驅(qū)動力的頻率決定，與自身物理?xiàng)l件無關(guān)，D對。則當(dāng)該車以_________m/s的速度行駛在此減速區(qū)時顛簸得最厲害，我們把這種現(xiàn)象稱為_________。：(1)自由振動：物體在系統(tǒng)內(nèi)部回復(fù)力作用下產(chǎn)生的振動；(2)驅(qū)動力：系統(tǒng)受到的周期性的外力；(3)受迫振動：系統(tǒng)在驅(qū)動力作用下的振動叫做受迫振動。知道受迫振動的頻率等于驅(qū)動力的頻率，而跟振動物體的固有頻率無關(guān)。三、典型例題例1：如圖所示的單擺，擺球a向右擺動到最低點(diǎn)時，恰好與一沿水平方向向左運(yùn)動的粘性小球b發(fā)生碰撞，并粘接在一起，擺動的周期為T，a球質(zhì)量是b球質(zhì)量的5倍，( ) 解析：碰撞前后擺長不變，由T=2π知，速度為v，則B球質(zhì)量為Mb=，vb=2v，由碰撞過程動量守恒得：MvMbvb=(M+Mb)v′代入數(shù)值解得：v′=v因?yàn)閔=所以h′==h.答案：D例2：一單擺做小角度擺動，其振動圖象如圖所示，以下說法正確的是 ( )，懸線對它的拉力最小，懸線對它的拉力最小，懸線對它的拉力最大，懸線對它的拉力最大解析：由振動圖線可看出，t1時刻和t0時刻，小球偏離平衡位置的位移最大，此時其速度為零，懸線對它的拉力最小，故A、C錯；t2和t4時刻，小球位于平衡位置，其速度最大，懸線的拉力最大，故B錯，D對。：(1)擺的振幅不要太大，即偏角較小，不超過5176。：，其中x為擺球偏離平衡位置的位移。波在沿x軸正方向傳播，則x=0的支點(diǎn)在沿y軸的負(fù)方向運(yùn)動，B正確。(2)變化規(guī)律：位置AOB位移的大小最大減小0增大最大速度的大小0增大最大減小0動能0增大最大減小0勢能最大減小0增大最大總能(理想化)不變不變不變不變不變總結(jié)：A總機(jī)械能=任意位置的動能+勢能=平衡位置的動能=振幅位置的勢能；B彈簧振子在平衡位置的動能越大，振動的能量就越大；振幅越大，振幅位置的勢能就越大，振動的能量就越大。如圖答案D。該振子的振幅和周期可能為( )A．0. 1 m， B． m， 8s C． m， D． m，8s解析：t=s和t=4s兩時刻振子的位移相同，第一種情況是此時間差是周期的整數(shù)倍，當(dāng)n=1時T=s。答案：A 例2：周期為2s的簡諧運(yùn)動，在半分鐘內(nèi)通過的路程是60cm，則在此時間內(nèi)振子經(jīng)過平衡位置的次數(shù)和振子的振幅分別為( ) A．15次，2cmB．30次，1cmC．15次，1cm (6)相位：用來描述周期性運(yùn)動在各個時刻所處的不同狀態(tài)。(2)全振動：振子向右通過O點(diǎn)時開始計(jì)時，運(yùn)動到A，然后向左回到O，又繼續(xù)向左達(dá)到，之后又回到O，這樣一個完整的振動過程稱為一次全振動。簡諧運(yùn)動是最簡單的、最基本的機(jī)械振動，D正確。B．勻變速運(yùn)動C．非勻變速運(yùn)動(1)簡諧運(yùn)動：如果質(zhì)點(diǎn)的位移與時間的關(guān)系遵從正弦函數(shù)的規(guī)律，即它的振動圖像(xt圖像)是一條正弦曲線，這樣的振動叫做簡諧運(yùn)動。二、知識點(diǎn)說明(簡諧振子)：(1)平衡位置：小球偏離原來靜止的位置；(2)彈簧振子：小球在平衡位置附近的往復(fù)運(yùn)動，是一種機(jī)械運(yùn)動，這樣的系統(tǒng)叫做彈簧振子。(3)特點(diǎn)：一個不考慮摩擦阻力，不考慮彈簧的質(zhì)量，不考慮振子的大小和形狀的理想化的物理模型。(2)應(yīng)用：心電圖儀、地震儀中繪制地震曲線裝置等。 答案：CD簡諧運(yùn)動的描述一、學(xué)習(xí)目標(biāo)1．知道簡諧運(yùn)動的振幅、周期和頻率的含義。(3)周期：做簡諧運(yùn)動的物體完成一次全振動所需要的時間，符號T表示，單位是秒(s)。：。B．2cm 2πs C．1cm π6s D．60次，2cm解析：振子完成一次全振動經(jīng)過軌跡上每點(diǎn)的位置兩次(除最大位移處)，而每次全振動振子通過的路程為4個振幅。在s的半個周期內(nèi)振子的位移由負(fù)的最大變?yōu)檎淖畲?。答案：AD簡諧運(yùn)動的回復(fù)力和能量一、學(xué)習(xí)目標(biāo)。二、知識點(diǎn)說明：(1)如果質(zhì)點(diǎn)所受的力與它偏離平衡位置位移的大小成正比，并且總是指向平衡位置，質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動就是簡諧運(yùn)動，力的方向總是指向平衡位置，所以稱這個力為回復(fù)力。三、典型例題例1：關(guān)于回復(fù)力，下列說法正確的是( )A．回復(fù)力是指物體離開平衡位置時受到的指向平衡位置的力B．回復(fù)力是按力的作用效果命名的，它可能由彈力提供，也可能由摩擦力提供C．回復(fù)力可能是某幾個力的合力，也可能是某一個力的分力D．振動物體在平衡位置時，其所受合力為零解析：；回復(fù)力是物體在振動方向上受到的合力，并不一定是物體所受合力，所以平衡位置是回復(fù)力為零的位置，并不一定是合力為零的位置，D選項(xiàng)錯誤；回復(fù)力是效果力，它可以由一個力來提供，也可以由幾個力的合力來提供，B、C選項(xiàng)正確例2：彈簧振子做簡諧運(yùn)動時，下列說法中正確的是( )A．加速度最大時，速度也最大B．位移相同時速度一定相同C．加速度減小時，速度一定增大D．速度相同時位移也一定相同解析：，速度為零，A錯誤．位移相同時，速度方向可能不同，B錯誤，加速度減小時，振子向平衡位置運(yùn)動，速度增大，C正確．速度相同時，振子的位移也可能方向相反，D錯誤。x=0的質(zhì)點(diǎn)的位移是振幅的一半，則要運(yùn)動到平衡位置的時間是，則時刻x=0的質(zhì)點(diǎn)
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