高考物理大一輪復(fù)習 12.1機械振動課件 新人教版.ppt
《高考物理大一輪復(fù)習 12.1機械振動課件 新人教版.ppt》由會員分享,可在線閱讀,更多相關(guān)《高考物理大一輪復(fù)習 12.1機械振動課件 新人教版.ppt(50頁珍藏版)》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。
,,,第十二章 機械振動 機械波 光電磁波與相對論,高三物理一輪復(fù)習,,,,,,,,,,,考點一 簡諧運動的五個特征,考點二 簡諧運動的公式和圖象,考點三 受迫振動和共振,考 點,第十二章 機械振動 機械波 光電磁波與相對論,高三物理一輪復(fù)習,第1節(jié) 機械振動,,考點四 探究單擺的運動、用單擺測定重力加速度,A.第1 s末與第3 s末的位移相同 B.第1 s末與第3 s末的速度相同 C.3 s末至5 s末的位移方向都相同 D.3 s末至5 s末的速度方向都相同,,解析,答案,基礎(chǔ)自測,AD,和t=3 s質(zhì)點通過同一位置,故兩時刻質(zhì)點速度大小相等,但方向相反,B錯誤;由x-t圖象可知,3 s~4 s內(nèi)質(zhì)點的位移為正值,4 s~5 s內(nèi)質(zhì)點的位移為負值,C錯誤;同樣由x-t圖象可知,在3 s~5 s內(nèi),質(zhì)點一直沿負方向運動,D正確.,基礎(chǔ)自測,解析,2.(簡諧運動的圖象)(2015濟南模擬)某彈簧振子做簡諧運動, 其 振動圖象如圖所示,則( ) A.t1、t2時刻振子的速度大小相等,方向相反 B.t1、t2時刻振子的加速度大小相等,方向相反 C.t2、t3時刻振子的速度大小相等,方向相反 D.t2、t4時刻振子加速度大小相等,方向相同,從圖象可以看出,t1、t2時刻振子處于同一位置,位移大小相等,方向一致,由簡諧運動的定義F=-kx可得回復(fù)力、加速度大小相等,方向一致,由振動的對稱性可知,速度大小相等,方向相反,A正確,B錯誤;t2、t3時刻振子處于平衡位置兩邊的對稱位置上,速度大小相等,方向相同,C錯誤;同理可知,D錯誤.,基礎(chǔ)自測,解析,答案,圖片顯/隱,A,3.(對彈簧振子的理解)如圖所示,彈簧振子在B、C間振動,O為平衡位置, BO=OC=5 cm,若振子從B到C的運動時間是1 s,則下列說法正確的是( ) A.振子從B經(jīng)O到C完成一次全振動 B.振動周期是1 s,振幅是10 cm C.經(jīng)過兩次全振動,振子通過的路程是20 cm D.從B開始經(jīng)過3 s,振子通過的路程是30 cm,振子從B→O→C僅完成了半次全振動,所以周期T=21 s=2 s,振幅A=BO=5 cm,故A、B錯誤;彈簧振子在一次全振動過程中通過的路程為4A=20 cm,所以兩次全振動中通過路程為40 cm,故C錯誤;3 s的時間為1.5T,所以振子通過的路程為30 cm,故D正確.,基礎(chǔ)自測,解析,答案,圖片顯/隱,D,4.(對共振現(xiàn)象的理解)(2013高考江蘇卷)如圖所示的裝置,彈簧振子的固有頻率是4 Hz.現(xiàn)勻速轉(zhuǎn)動把手,給彈簧振子以周期性的驅(qū)動力,測得彈簧振子振動達到穩(wěn)定時的頻率為1 Hz,則把手轉(zhuǎn)動的頻率為( ) A.1 Hz B.3 Hz C.4 Hz D.5 Hz,因把手每轉(zhuǎn)動一周,驅(qū)動力完成一次周期性變化,即把手轉(zhuǎn)動頻率等于驅(qū)動力的頻率.彈簧振子做受迫振動,受迫振動物體的頻率等于驅(qū)動力的頻率,與振動系統(tǒng)的固有頻率無關(guān),所以A正確.,基礎(chǔ)自測,解析,答案,A,圖片顯/隱,一、簡諧運動 1.概念:質(zhì)點的位移與時間的關(guān)系遵從_________的規(guī)律,即它 的振動圖象(x-t圖象)是一條_________. 2.簡諧運動的表達式 (1)動力學表達式:F=_____,其中“-”表示回復(fù)力與_____的方向相反. (2)運動學表達式:x=Asin(ωt+φ),其中A代表振幅,ω= _____ 表示簡諧運動的快慢,(ωt+φ)代表簡諧運動的_____ ,φ叫做初相.,教材梳理,正弦函數(shù),正弦曲線,-kx,位移,2πf,相位,3.回復(fù)力 (1)定義:使物體返回到_________的力. (2)方向:時刻指向_________ . (3)來源:振動物體所受的沿_________的合力. 4.描述簡諧運動的物理量,教材梳理,平衡位置,平衡位置,振動方向,強弱,最大距離,教材梳理,全振動,單位時間,不同狀態(tài),快慢,二、簡諧運動的圖象 1.物理意義:表示振子的_____隨時間變化的規(guī)律,為正弦(或余弦)曲線. 2.簡諧運動的圖象 (1)從平衡位置開始計時,把開始運動的方向規(guī)定為正方向,函數(shù)表達式為x=________,圖象如圖甲所示.,教材梳理,Asin ωt,位移,(2)從正的最大位移處開始計時,函數(shù)表達式為x=_________,圖象如圖乙所示. 三、單擺 1.定義:在細線的一端拴一個小球,另一 端固定在懸點上,如果線的伸縮和質(zhì)量都不 計,球的直徑比線短得多,這樣的裝置叫做 單擺. 2.視為簡諧運動的條件:θ_____.,Acos ωt,5,教材梳理,5.單擺的等時性:單擺的振動周期取決于擺長l和重力加速度g,與振幅和振子(小球)質(zhì)量都沒有關(guān)系. 四、受迫振動及共振 1.受迫振動 (1)概念:物體在_______驅(qū)動力作用下的振動. (2)振動特征:受迫振動的頻率等于______的頻率,與系統(tǒng)的_____ _____無關(guān).,周期性,驅(qū)動力,固有,頻率,教材梳理,,教材梳理,2.共振 (1)概念:當驅(qū)動力的頻率等于_________時,受迫振動的振幅最大的現(xiàn)象. (2)共振的條件:驅(qū)動力的頻率等于_________ . (3)共振的特征:共振時_______最大. (4)共振曲線(如圖所示). f=f0時,A= _____.f與f0差別越大, 物體做受迫振動的振幅______.,固有頻率,固有頻率,振幅,Am,越小,1.動力學特征:F=-kx,“-”表示回復(fù)力的方向與位移方向相反,k是比例系數(shù),不一定是彈簧的勁度系數(shù). 2.運動學特征:簡諧運動的加速度與物體偏離平衡位置的位移成正比,而方向相反,為變加速運動,遠離平衡位置時,x、F、a、Ep均增大,v、Ek均減小,靠近平衡位置時則相反. 3.運動的周期性特征:相隔T或nT的兩個時刻振子處于同一位置且振動狀態(tài)相同. 4.對稱性特征:,考點一 簡諧運動的五個特征,考點闡釋,(2)如圖所示,振子經(jīng)過關(guān)于平衡位置O對稱的兩點P、P′(OP=OP′)時,速度的大小、動能、勢能相等,相對于平衡位置的位移大小相等. (3)振子由P到O所用時間等于由O到P′所用時間,即tPO=tOP′. (4)振子往復(fù)過程中通過同一段路程(如OP段)所用時間相等,即tOP=tPO. 5.能量特征:振動的能量包括動能Ek和勢能Ep,簡諧運動過程中,系統(tǒng)動能與勢能相互轉(zhuǎn)化,系統(tǒng)的機械能守恒.,考點闡釋,考點一 簡諧運動的五個特征,1.如圖所示,彈簧振子在振動過程中,振子從a到b歷時0.2 s,振子經(jīng)a、b兩點時速度相同,若它從b再回到a的最短時間為0.4 s,則該振子的振動頻率為( ) A.1 Hz B.1.25 Hz C.2 Hz D.2.5 Hz,,題組設(shè)計,解析,答案,B,考點一 簡諧運動的五個特征,,,題組設(shè)計,解析,答案,ACD,考點一 簡諧運動的五個特征,,,題組設(shè)計,解析,考點一 簡諧運動的五個特征,分析簡諧運動的技巧 (1)分析簡諧運動中各物理量的變化情況時,一定要以位移為橋梁,位移增大時,振動質(zhì)點的回復(fù)力、加速度、勢能均增大,速度、動能均減??;反之,則產(chǎn)生相反的變化.另外,各矢量均在其值為零時改變方向. (2)分析過程中要特別注意簡諧運動的周期性和對稱性.,規(guī)律總結(jié),考點一 簡諧運動的五個特征,1.對簡諧運動圖象的認識: (1)簡諧運動的圖象是一條正弦或余弦曲線,如圖所示. (2)圖象反映的是位移隨時間的變化規(guī)律,隨時間的增加而延伸,圖象不代表質(zhì)點運動的軌跡.,考點二 簡諧運動的公式和圖象,考點闡釋,2.圖象信息: (1)由圖象可以得出質(zhì)點做簡諧運動的振幅、周期和頻率. (2)可以確定某時刻質(zhì)點離開平衡位置的位移. (3)可以確定某時刻質(zhì)點回復(fù)力、加速度的方向:因回復(fù)力總是指向平衡位置,故回復(fù)力和加速度在圖象上總是指向t軸. (4)確定某時刻質(zhì)點速度的方向:速度的方向可以通過下一時刻位移的變化來判定,下一時刻位移如增加,振動質(zhì)點的速度方向就是遠離t軸,下一時刻位移如減小,振動質(zhì)點的速度方向就是指向t軸. (5)比較不同時刻回復(fù)力、加速度的大?。?(6)比較不同時刻質(zhì)點的動能、勢能的大?。?考點闡釋,考點二 簡諧運動的公式和圖象,1. (2015湖北荊州江陵中學期中)如圖所示為某彈簧振子在0~5 s內(nèi)的振動圖象,由圖可知,下列說法中正確的是( ) A.振動周期為5 s,振幅為8 cm B.第2 s末振子的速度為零,加速度為負向的最大值 C.第3 s末振子的速度為正向的最大值 D.從第1 s末到第2 s末振子在做加速運動,根據(jù)圖象,周期T=4 s,振幅A=8 cm,A錯誤.第2 s末振子到達波谷位置,速度為零,加速度為正向的最大值,B錯誤.第3 s末振子經(jīng)過平衡位置,速度達到最大值,且向正方向運動,C正確.從第1 s末到第2 s末振子經(jīng)過平衡位置向下運動到達波谷位置,速度逐漸減小,做減速運動,D錯誤.,題組設(shè)計,解析,答案,圖片顯/隱,C,考點二 簡諧運動的公式和圖象,2.如圖所示為彈簧振子的振動圖象,試完成以下問題: (1)寫出該振子簡諧運動的表達式.,,題組設(shè)計,解析,考點二 簡諧運動的公式和圖象,(2)在第2 s末到第3 s末這段時間內(nèi),彈簧振子的加速度、速度、動能和彈性勢能各是怎樣變化的? (3)該振子在前100 s的總位移是多少?路程是多少?,小,動能不斷減小,彈性勢能逐漸增大,當t=3 s時,加速度的值達到最大,速度等于零,動能等于零,彈性勢能達到最大值. (3)振子經(jīng)過一個周期位移為零,路程為54 cm=20 cm,前100 s剛好經(jīng)過了25個周期,所以前100 s振子位移x=0,振子路程s=20 25 cm=500 cm=5 m.,題組設(shè)計,解析,答案,考點二 簡諧運動的公式和圖象,解決簡諧運動圖象問題應(yīng)注意三點 (1)簡諧運動的圖象不是振動質(zhì)點的軌跡,它表示的是振動物體的位移隨時間變化的規(guī)律; (2)因回復(fù)力總是指向平衡位置,故回復(fù)力和加速度在圖象上總是指向t軸; (3)速度方向可以通過下一個時刻位移的變化來判定,下一個時刻位移如果增加,振動質(zhì)點的速度方向就遠離t軸,下一個時刻的位移如果減小,振動質(zhì)點的速度方向就指向t軸. (4)將圖象問題還原出物理模型——水平方向振動的彈簧振子或單擺模型.,規(guī)律總結(jié),考點二 簡諧運動的公式和圖象,1.自由振動、受迫振動和共振的關(guān)系比較,考點三 受迫振動和共振,考點闡釋,2.對共振的理解 (1)共振曲線:如圖所示,橫坐標為驅(qū)動力頻 率f,縱坐標為振幅A.它直觀地反映了驅(qū)動力 頻率對某固有頻率為f0的振動系統(tǒng)受迫振動振 幅的影響,由圖可知,f與f0越接近,振幅A越 大;當f=f0時,振幅A最大. (2)受迫振動中系統(tǒng)能量的轉(zhuǎn)化:做受迫振動的系統(tǒng)的機械能不守恒,系統(tǒng)與外界時刻進行能量交換.,考點闡釋,考點三 受迫振動和共振,1. (2015泰安模擬)如圖所示,兩個彈簧振子懸掛在同一支架上,已知甲彈簧振子的固有頻率為8 Hz,乙彈簧振子的固有頻率為72 Hz,當支架受到豎直方向且頻率為 9 Hz的驅(qū)動力作用做受迫振動時,兩個彈簧振子的振動情況是( ) A.甲的振幅較大,且振動頻率為8 Hz B.甲的振幅較大,且振動頻率為9 Hz C.乙的振幅較大,且振動頻率為9 Hz D.乙的振幅較大,且振動頻率為72 Hz,根據(jù)受迫振動發(fā)生共振的條件可知,甲的振幅較大,因為甲的固有頻率接近驅(qū)動力的頻率;做受迫振動的物體的振動頻率等于驅(qū)動力的頻率,B正確.,題組設(shè)計,解析,答案,圖片顯/隱,B,考點三 受迫振動和共振,2. (2015東城區(qū)抽樣測試)一個單擺在地面上做受迫振動,其共振曲線(振幅A與驅(qū)動力頻率f的關(guān)系)如圖所示,則下列說法正確的是( ) A.此單擺的固有周期約為0.5 s B.此單擺的擺長約為1 m C.若擺長增大,單擺的固有頻率增大 D.若擺長增大,共振曲線的峰將向右移動,,題組設(shè)計,解析,答案,圖片顯/隱,B,考點三 受迫振動和共振,2.實驗器材:單擺、游標卡尺、毫米刻度尺、停表. 3.實驗步驟 (1)做單擺:取約1 m長的細絲線穿過帶中心孔的小鋼球,并打一個比小孔大一些的結(jié),然后把線的另一端用鐵夾固定在鐵架臺上,讓擺球自然下垂,如圖所示.,考點四 探究單擺的運動、用單擺測定重力加速度,考點闡釋,易誤警示,,考點闡釋,易誤警示,考點四 探究單擺的運動、用單擺測定重力加速度,(3)測周期:將單擺從平衡位置拉開一個角度(小于10),然后釋放小球,記下單擺擺動30~50次的總時間,算出平均每擺動一次的時間,即為單擺的振動周期. (4)改變擺長,重做幾次實驗. (5)數(shù)據(jù)處理的兩種方法: 方法一:計算法.,考點闡釋,易誤警示,考點四 探究單擺的運動、用單擺測定重力加速度,方法二:圖象法.,考點闡釋,易誤警示,考點四 探究單擺的運動、用單擺測定重力加速度,4.注意事項 (1)懸線頂端不能晃動,需用夾子夾住,保證懸點固定. (2)單擺必須在同一平面內(nèi)振動,且擺角小于10. (3)選擇在擺球擺到平衡位置處時開始計時,并數(shù)準全振動的次數(shù). (4)小球自然下垂時,用毫米刻度尺量出懸線長L,用游標卡尺測量小球的直徑,然后算出擺球的半徑r,則擺長l=L+r. (5)選用一米左右的細線.,考點闡釋,易誤警示,考點四 探究單擺的運動、用單擺測定重力加速度,1.(2015南昌期末)某同學利用如圖所示的裝置測量當?shù)氐闹亓铀俣龋畬嶒灢襟E如下:,題組設(shè)計,易誤警示,考點四 探究單擺的運動、用單擺測定重力加速度,A.按裝置圖安裝好實驗裝置 B.用游標卡尺測量小球的直徑d C.用米尺測量懸線的長度l D.讓小球在豎直平面內(nèi)小角度擺動.當小球經(jīng)過最低點時開始計時,并計數(shù)為0,此后小球每經(jīng)過最低點一次,依次計數(shù)1,2,3,…當數(shù)到20時,停止計時,測得時間為t E.多次改變懸線長度,對應(yīng)每個懸線長度都重復(fù)實驗步驟C、D F.計算出每個懸線長度對應(yīng)的t2 G.以t2為縱坐標、l為橫坐標,作出t2-l圖線 結(jié)合上述實驗,完成下列任務(wù):,題組設(shè)計,易誤警示,考點四 探究單擺的運動、用單擺測定重力加速度,(1)用游標為10分度(測量值可準確到0.1 mm)的卡尺測量小球的直徑.某次測量的示數(shù)如下圖所示,讀出小球直徑d的值為________cm.,題組設(shè)計,易誤警示,考點四 探究單擺的運動、用單擺測定重力加速度,(2)該同學根據(jù)實驗數(shù)據(jù),利用計算機作出t2-l圖線如下圖所示.根據(jù)圖線擬合得到方程t2=404.0l+3.5.由此可以得到當?shù)氐闹亓铀俣萭=________m/s2(取π2=9.86,結(jié)果保留三位有效數(shù)字).,題組設(shè)計,解析,答案,圖片顯/隱,易誤警示,考點四 探究單擺的運動、用單擺測定重力加速度,(3)從理論上分析圖線沒有過坐標原點的原因,下列分析正確的是________. A.不應(yīng)在小球經(jīng)過最低點時開始計時,應(yīng)該在小球運動到最高點開始計時 B.開始計時后,不應(yīng)記錄小球經(jīng)過最低點的次數(shù),而應(yīng)記錄小球做全振動的次數(shù),,題組設(shè)計,解析,易誤警示,考點四 探究單擺的運動、用單擺測定重力加速度,C.不應(yīng)作t2-l圖線,而應(yīng)作 t-l圖線,題組設(shè)計,解析,答案,(1)1.52 (2)9.76 (3)D,易誤警示,考點四 探究單擺的運動、用單擺測定重力加速度,2.在“用單擺測定重力加速度”的實驗中: (1)圖甲中秒表示數(shù)為一單擺振動50次所需時間,則單擺的振動周期為________. (2)用最小刻度為1 mm的刻度尺測擺長,測量情況如圖乙所示.O為懸掛點,從圖中可知單擺的擺長為________. (3)若用l表示擺長,T表示周期,那么重力加速度的表達式為g=________.,,題組設(shè)計,解析,易誤警示,考點四 探究單擺的運動、用單擺測定重力加速度,(4)考慮到單擺振動時空氣浮力的影響后,學生甲說:“因為空氣浮力與擺球重力方向相反,它對球的作用相當于重力加速度變小,因此振動周期變大.”學生乙說:“浮力對擺球的影響好像用一個輕一些的擺球做實驗,因此振動周期不變.”這兩個學生中________. A.甲說得對 B.乙說得對 C.都說得不對,,題組設(shè)計,解析,易誤警示,考點四 探究單擺的運動、用單擺測定重力加速度,,,題組設(shè)計,答案,易誤警示,考點四 探究單擺的運動、用單擺測定重力加速度,用單擺測重力加速度的幾點注意 (1)該實驗為測量性實驗,要從多方面減小誤差:擺球要體積小且密度大;偏角小于5;測量擺長時,要從懸點到球心;對秒表要正確讀數(shù)等. (2)游標卡尺讀數(shù)規(guī)律和讀數(shù)公式. ①讀數(shù)公式:讀數(shù)=主尺上的整毫米數(shù)+精確度n(n為游標尺上與主尺某一刻度對齊的格數(shù)) ②讀數(shù)位數(shù):各種游標卡尺的讀數(shù)結(jié)果若以毫米為單位,小數(shù)點后保留的位數(shù)與其精確度相同.,易誤警示,考點四 探究單擺的運動、用單擺測定重力加速度,③游標卡尺是根據(jù)刻度線對齊來讀數(shù)的,所以不再往下一位估讀. (3)減少各種失誤:如游標尺上的精度分析錯誤;把邊框線誤認為零刻線;計算失誤等.,易誤警示,考點四 探究單擺的運動、用單擺測定重力加速度,,,,本節(jié)課的復(fù)習應(yīng)注意以下幾點易錯易混的地方 1.回復(fù)力的兩點注意: (1)回復(fù)力屬于效果力. (2)公式F=-kx中的k指的是回復(fù)力與位移的比例系數(shù),不一定是彈簧的勁度系數(shù). 2.路程與振幅的關(guān)系的兩點提醒:,■名師微點撥…………………………………………,,,,(1)l應(yīng)理解為等效擺長,是指擺動圓弧的圓心到擺球重心的距離. (2)g應(yīng)理解為等效重力加速度,并不一定是當?shù)氐闹亓铀俣龋?- 1.請仔細閱讀文檔,確保文檔完整性,對于不預(yù)覽、不比對內(nèi)容而直接下載帶來的問題本站不予受理。
- 2.下載的文檔,不會出現(xiàn)我們的網(wǎng)址水印。
- 3、該文檔所得收入(下載+內(nèi)容+預(yù)覽)歸上傳者、原創(chuàng)作者;如果您是本文檔原作者,請點此認領(lǐng)!既往收益都歸您。
下載文檔到電腦,查找使用更方便
9.9 積分
下載 |
- 配套講稿:
如PPT文件的首頁顯示word圖標,表示該PPT已包含配套word講稿。雙擊word圖標可打開word文檔。
- 特殊限制:
部分文檔作品中含有的國旗、國徽等圖片,僅作為作品整體效果示例展示,禁止商用。設(shè)計者僅對作品中獨創(chuàng)性部分享有著作權(quán)。
- 關(guān) 鍵 詞:
- 高考物理大一輪復(fù)習 12.1機械振動課件 新人教版 高考 物理 一輪 復(fù)習 12.1 機械振動 課件 新人
鏈接地址:http://www.hcyjhs8.com/p-2379353.html