《山东高考》一轮复习教师用书2021 第13章 第1节　机械振动

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第1节　机械振动
一、简谐运动的特征
1．简谐运动
(1)定义：如果质点所受的力与它偏离平衡位置位移的大小成正比，并且总
是指向平衡位置，质点的运动就是简谐运动。
(2)平衡位置：物体在振动过程中回复力为零的位置。
(3)回复力
① 定义：使物体返回到平衡位置的力。
② 方向：总是指向平衡位置。
③ 来源：属于效果力，可以是某一个力，也可以是几个力的合力或某个力
的分力。
2．简谐运动的两种模型
模型 弹簧振子 单摆
示意图
弹簧振子(水平)
简谐运动条件
① 弹簧质量要忽略
② 无摩擦等阻力
③ 在弹簧弹性限度内
① 摆线为不可伸缩的轻细线
② 无空气阻力等
③ 最大摆角小于等于 5°
回复力 弹簧的弹力提供 摆球重力沿与摆线垂直方向(即
2
切向)的分力
平衡位置 弹簧处于原长处 最低点
周期 与振幅无关 T＝2π
能量转化 弹性势能与动能的相互
转化，机械能守恒
重力势能与动能的相互转化，
机械能守恒
二、简谐运动的公式和图象
1．简谐运动的表达式
(1)动力学表达式：F＝－ kx ，其中“－”表示回复力与位移的方向相反。
(2)运动学表达式：x＝A sin( ωt ＋ φ ) ，其中 A代表振幅，ω＝2πf，表示简谐
运动的快慢，ωt＋φ代表运动的相位，φ代表初相位。
2．简谐运动的图象
(1)从平衡位置开始计时，函数表达式为 x＝Asin ωt，图象如图甲所示。
甲　　　　　　　乙
(2)从最大位置开始计时，函数表达式为 x＝Acos ωt，图象如图乙所示。
三、受迫振动和共振
1．受迫振动
(1)概念：振动系统在周期性驱动力作用下的振动。
(2)特点：受迫振动的频率等于驱动力的频率，跟系统的固有频率无关。
2．共振
(1)现象：当驱动力的频率等于系统的固有频率时，受迫振动的振幅最大。
(2)条件：驱动力的频率等于固有频率。
(3)特征：共振时振幅最大。
(4)共振曲线(如图所示)。
1．思考辨析(正确的画“√”，错误的画“×”)
(1)简谐运动的平衡位置就是质点所受合力为零的位置。 (×)
(2)做简谐运动的质点先后通过同一点，回复力、速度、加速度、位移都是相
同的。 (×)
3
摘要：

1第1节　机械振动一、简谐运动的特征1．简谐运动(1)定义：如果质点所受的力与它偏离平衡位置位移的大小成正比，并且总是指向平衡位置，质点的运动就是简谐运动。(2)平衡位置：物体在振动过程中回复力为零的位置。(3)回复力①定义：使物体返回到平衡位置的力。②方向：总是指向平衡位置。③来源：属于效果力，可以是某一个力，也可以是几个力的合力或某个力的分力。2．简谐运动的两种模型模型弹簧振子单摆示意图弹簧振子(水平)简谐运动条件①弹簧质量要忽略②无摩擦等阻力③在弹簧弹性限度内①摆线为不可伸缩的轻细线②无空气阻力等③最大摆角小于等于5°回复力弹簧的弹力提供摆球重力沿与摆线垂直方向(即2切向)的分力平衡位置...

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