【高考物理】考点31 机械振动（核心考点精讲+分层精练）（原卷版）.docx
【高考物理】考点31机械振动（核心考点精讲+分层精练）（原卷版）
【高考物理】考点31机械振动（核心考点精讲+分层精练）（原卷版）
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【高考物理】考点31机械振动（核心考点精讲+分层精练）（原卷版）
考点31机械振动
１.3年真题考点分布
题型
选择题、填空题、解答题
高考考点
简谐运动的的基本量；简谐运动的特征;简谐运动的两种特殊模型；受迫振动和共振
新高考
２0２３
浙江卷3题、北京卷8题、山东卷10题
2０２2
海南卷4题、浙江卷11题、湖南卷17题、浙江春招卷6题
2021
江苏卷4题、广东卷１7题、河北卷17题、浙江春招卷15题
2。命题规律及备考策略
【命题规律】近3年新高考卷对于运动的描述考查共计11次，主要考查：
1.简谐运动的基本量;
2。简谐运动的特征；
3.简谐运动的两种特殊模型--弹簧振子和单摆
【备考策略】理解简谐运动的图像问题，并能从图像中找出物体的运动规律;掌握简谐运动的的基本特征，并能根据运动特征求出振动方程和做出运动的图像；掌握简谐运动的两种模型——弹簧振子和单摆模型，并能将运动学和动力学运用到两种模型中。
【命题预测】本节内容为部分省份的选考内容，是选考省份的必考部分，主要以选择题和填空题的形式出现,偶尔也会出现在解答题中.本节题型在高考题中常以弹簧振子和单模模型出现，结合振动图像和波动图像出现的可能性较大，2024年考生不仅要掌握好本节内容，下一节内容也必须要掌握好。
考法1简谐运动的特征
一、简谐运动
１.简谐运动的概念
如果物体的位移与时间的关系遵从的规律，即它的振动图像（x－ｔ图像)是一条，这样的振动是一种简谐运动。
2。平衡位置
振动物体时的位置。
３．回复力
（1)定义：使振动物体在平衡位置附近做的力.
(2）方向：总是指向。
（3）来源：属于，可以是某一个力,也可以是几个力的合力或某个力的分力。
４.描述简谐运动的物理量
物理量
定义
意义
位移
由指向物体的有向线段
描述物体振动中某时刻的位置相对于的位移
振幅
振动物体离开平衡位置的
描述振动的和能量
周期
振动物体完成一次所需要的时间
描述振动的快慢,两者互为倒数:Ｔ＝
频率
振动物体完成全振动的次数与之比
相位
ωt+φ0
描述周期性运动在各个时刻所处的不同状态
二、简谐运动的特征
１.动力学特征
F=—kｘ，“－表示回复力的方向与位移方向相反，k是比例系数，不一定是弹簧的劲度系数.
2.运动学特征
做简谐运动的物体加速度与物体偏离平衡位置的位移大小成正比而方向相反,为变加速运动，远离平衡位置时,x、F、ａ、Ep均增大，v、Ek均减小，靠近平衡位置时则相反。
3．周期性特征
相隔nＴ（n为正整数)的两个时刻，物体处于同一位置且振动状态相同.
４．对称性特征
（1）时间对称性:相隔或（n为正整数)的两个时刻，物体位置关于平衡位置对称，位移、速度、加速度大小相等、方向相反。如图甲所示:
O为平衡位置，A、B为振子偏离平衡位置最大位移处,振子t时刻在C点，ｔ＋ｅq\f(?2n+1?Ｔ,2)时刻运动到D点,则位移xD=－ｘC，速度ｖＤ=-vC,加速度aＤ=—aC。
（2）空间对称性:如图乙所示,振子经过关于平衡位置O对称的两点P、P′(OP＝OP′）时，速度的大小、动能、势能相等,相对于平衡位置的位移大小相等.
此外，振子由P到Ｏ所用时间等于由O到Ｐ′所用时间，即tPO＝ｔOP′.振子往复过程中通过同一段路程（如OP段)所用时间相等，即tＯP=tＰO。
5．能量特征
简谐运动的能量包括动能Ek和势能Eｐ，简谐运动过程中，系统动能与势能相互转化，系统的机械能守恒.
三、简谐运动的公式和图像
1．表达式
（1)动力学表达式：Ｆ＝，其中“-”表示回复力与位移的方向相反.
（2）运动学表达式：x=，其中Ａ表示振幅，ω=eｑ＼f(２π,T）＝2πｆ表示简谐运动的快慢，ωt+φ０表示简谐运动的相位，φ0叫作.
2．简谐运动的图像
(1)如图所示。
（2）物理意义：表示振动质点的位移随的变化规律。
（3）图像信息
①由图像可以看出质点振动的振幅、周期、初相位。
②可以确定某时刻质点离开平衡位置的位移。
③可以确定某时刻质点所受的回复力、加速度和速度的方向.
【典例１】(2０２3·浙江·高考真题)主动降噪耳机能收集周围环境中的噪声信号，并产生相应的抵消声波，某一噪声信号传到耳膜的振动图像如图所示,取得最好降噪效果的抵消声波(声音在空气中的传播速度为)（）
Ａ.振幅为B．频率为
C.波长应为的奇数倍Ｄ．在耳膜中产生的振动与图中所示的振动同相
１.(２02３·河南开封·统考三模)如图甲所示,轻弹簧上端固定，下端系小球，现使小球在竖直方向上做简谐运动,小球相