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《机械振动》课件.pptx

发布:2025-01-27约3.82千字共46页下载文档
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《机械振动》;构建知识网络;机

动;机

动;机

动;归纳专题小结;专题1简谐运动的描述及规律

1.描述简谐运动的矢量(F、a、x、v)

分析这些矢量在运动过程中的变化时,可以根据题意作出运动简图,把振子的运动过程表示出来,再来分析各个量的变化.

;

2.简谐运动的图像能够反映简谐运动的规律

(1)由图像可以知道振动的周期;

(2)读出不同时刻的位移;

(3)确定速度的大小、方向的变化趋势;

(4)根据位移的变化判断加速度的变化、质点的动能和势能的变化情况.

;3.思路方法

(1)根据简谐运动图像的描绘方法和图像的物理意义,明确纵轴、横轴所代表的物理量及单位;

(2)将简谐运动图像跟具体运动过程或振动模型联系起来,根据图像画出实际振动或模型的草图,对比分析;

(3)判断简谐运动的回复力、加速度、速度变化的一般思路:

①根据F=-kx判断回复力F的变化情况;

②根据F=ma判断加速度的变化情况;

③根据运动方向与加速度方向的关系判断速度的变化情况.;例1如图所示,一弹簧振子沿光滑水平杆在BC间做简谐运动,O为平衡位置,振幅A=6cm.从振子经过图中B点时开始计时,经时间0.1s第一次到达O点,则振子的振动周期T=________s;取向右为正方向,振子振动方程的表达式____________________.

;

例2有一单摆,其摆长l=1.02m,摆球的质量m=0.10kg,已知单摆做简谐运动,单摆振动30次用的时间t=60.8s,则:

(1)求当地的重力加速度.

(2)如果将这个摆改为秒摆,摆长应怎样改变?改变多少?;答案:(1)9.80m/s2(2)应缩短摆长缩短0.02m;典练素养提升;素养解读:学科核心素养是通过学科学习而逐渐形成的正确价值观念、必备品格和关键能力.机械运动的形式是多种多样的,有平动、转动、振动、波动等形式,这一章主要学习机械振动中最简单、最基本的一种周期性运动——简谐运动.本章首先讲述了简谐运动的基本特点,然后通过图像介绍简谐运动的规律和特点,简谐运动的实例——单摆、受迫振动等知识.本章的重点是理解和掌握简谐运动的规律,掌握简谐振动的公式和图像,应用单摆的周期公式解决一些实际问题.而简谐运动中的力、位移、速度和加速度之间的变化特点,是本章的难点.;1.[科学思维]质点运动的位移x与时间t的关系如图所示,其中不属于机械振动的是 ()

【答案】D

【解析】机械振动是指在平衡位置附近的往复运动,A、B、C项属于机械振动;D图中质点运动一段时间就趋于静止了,D项不属于机械振动.;【答案】D

;3.[科学推理](2021届海口第四中学月考)如图甲所示,水平的光滑杆上有一弹簧振子,振子以O点为平衡位置,在a、b两点之间做简谐运动,其振动图像如图乙所示.由振动图像可以得知 ()

A.从t1到t2,振子正从O点向a点运动

B.在t=0时刻,振子的位置在a点

C.在t=t1时刻,振子的速度最大

D.在t=t2时刻,振子的加速度为零;

【答案】C

【解析】由图像可知,从t1到t2,振子从平衡位置向x轴正向运动,即振子正从O点向b点运动,A错误;在t=0时刻,振子在平衡位置,即振子的位置在O点,B错误;在t=t1时刻,振子振子在平衡位置,此时速度最大,C正确;在t=t2时刻,振子的位移最大,回复力最大,加速度最大,D错误.

;;【答案】D

;5.[科学态度与责任](多选)如图所示为某鱼漂的示意图.当鱼漂静止时,水位恰好在O点.用手将鱼漂往下按,使水位到达M点.松手后,鱼漂会上下运动,水位在MN之间来回移动.不考虑阻力的影响,下列说法正确的是 ()

A.鱼漂的运动是简谐运动

B.水位在O点时,鱼漂的速度最大

C.水位到达M点时,鱼漂具有向下的加速度

D.鱼漂由上往下运动时,速度越来越大

【答案】AB;【解析】设鱼漂的横截面积为S,O点以下的长度为h.当鱼漂静止时,水位恰好在O点,说明在O点浮力等于重力,即mg=ρgSh.可取O点所在位置为平衡位置,取竖直向下为正方向,当鱼漂被按下x时,水位在O点上方x处,此时合力为F合=mg-ρgS(h+x)=-ρgSx,同理可得水位在O点下方时也满足此式.因为ρ、g、S都是确定量,所以上述关系式满足简谐运动的条件(F合=-kx),鱼漂做的是简谐运动,A正确;O点是平衡位置,所以O点时鱼漂的速度最大,B正确;水位到达M点时,鱼漂具有向上的加速度,C错误;鱼漂由上往下运动时,可能加速,也可能减速,D错误.;6.[科学探究](2021届河北月考)某同学在“用单摆测重力加速度”的实验中.

(1)用游标卡尺测量摆球直径d,把摆球用细线悬挂在铁架台上,用刻度尺测量出悬线长度l.

(2)在小钢球某次通过平衡位置时开始计

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