高二物理人教版选修3-4课件：第十一章 机械振动

第十一章 机械振动 复习学案

一、知识梳理（课前完成）

1．弹簧振子的振动：

弹簧振子是一个理想化的物理模型。弹簧振子的振动是________，其位移随时间按____规律变化，其位移－时间图象是一条_______曲线。

2．描述简谐运动的物理量有：

（1）振幅：振动物体离开__________的最大距离。描述物体的振动_______。

与位移的区别和联系：振幅是标量，位移是_______；振幅等于________位移的数值；在一个确定的简谐运动中，振幅是不变的，位移是___________的。

（2）周期：做简谐运动的物体完成一次_________所需的时间。

（3）频率：单位时间内完成的_________的次数。周期和频率之间的关系：_______

（4）相位：是表示物体________的物理量，用相位来描述简谐运动在一个全振动中所处的阶段。

简谐运动的振动方程为：x=Asin（ωt+）

如图所示是A、B两个弹簧振子的振动图象，则它们的相位差是Δ=__________。

3．简谐运动的动力学特征：

（1）回复力：振动物体受到的总能使振动物体回到__________，且始终指向__________的力，叫回复力。

做简谐运动的质点，回复力总满足F=-kx的形式。式中k是_________。

回复力与加速度的方向总是与位移方向__________。 t/s x/cm

O A

0.2 0.4 0.5 速度方向与位移方向有时_______，有时________；速度方向与回复力、加速度的方向也是有时_______，有时_______。因而速度的方向与其它各物理量的方向间没有必然联系。

4．简谐运动的能量：简谐运动系统的动能和势能相互转化，机械能_______。

5．单摆的振动：

（1）单摆模型：悬挂小球的细线的_______和_______可以忽略，线长又比球的直径_______。实际单摆的摆长是从悬点到小球的______，在观察的时间内可以不考虑各种阻力。

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第十一章 机械振动 章末综合检测

(时间：90分钟，满分：100分)

一、选择题(本题共10小题，每小题5分，共50分．在每小题给出的四个选项中，有的只有一个选项正确，有的有多个选项正确，全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错或不答的得0分)

1．关于做简谐运动的物体完成一次全振动的意义有以下说法，其中正确的是( )

A．回复力第一次恢复原来的大小和方向所经历的过程

B．速度第一次恢复原来的大小和方向所经历的过程

C．动能或势能第一次恢复原来的大小和方向所经历的过程

D．速度和加速度第一次同时恢复原来的大小和方向所经历的过程

解析：选D.物体完成一次全振动，是一次完整的振动过程．物体回到原位置，位移、速度、回复力的大小和方向与原来的大小和方向都相同．因此D正确．

2. 一个弹簧振子在A、B间做简谐运动，如图11－3所示，O是平衡位置，以某时刻作为计时零点(t＝0)，经过14周期，振子具有正方向的最大加速度，那么图11－4中的四个x-t图象能正确反映运动情况的是( )

图11－3

图11－4

解析：选D.由题意可知当t＝14T时，振子具有正向最大加速度，也就是位移负向最大，所以D正确．

3. (2011年烟台高二检测)如图11－5所示是一做简谐运动物体的振动图象，由图象可知物体速度最大的时刻是(

)

图11－5

A．t1 B．t2

C．t3 D．t4

答案：B

4．(原创题)2011年3月11日14时46分，日本宫城县和岩手县等地发生9.0级地震，导致很多房屋坍塌，场景惨不忍睹，就此事件，下列说法正确的有( )

A．所有建筑物振动周期相同

B．所有建筑物振幅相同

C．建筑物的振动周期由其固有周期决定

D．所有建筑物均做受迫振动

解析：选AD.地面上的所有建筑物都在同一驱动力下做受迫振动，它们的振动周期都与驱动力的周期相同，与其固有周期无关，故A、D正确，C错误．由于不同的建筑物固有周期不尽相同，所以做受迫振动时，它们的振幅不一定相同，B错误．

实用标准文案

精彩文档 第十一章 机械振动

（一）机械振动

物体（质点）在某一中心位置两侧所做的往复运动就叫做机械振动，物体能够围绕着平衡位置做往复运动，必然受到使它能够回到平衡位置的力即回复力。回复力是以效果命名的力，它可以是一个力或一个力的分力，也可以是几个力的合力。

产生振动的必要条件是：a、物体离开平衡位置后要受到回复力作用。b、阻力足够小。

（二）简谐振动

1. 定义：物体在跟位移成正比，并且总是指向平衡位置的回复力作用下的振动叫简谐振动。简谐振动是最简单，最基本的振动。研究简谐振动物体的位置，常常建立以中心位置（平衡位置）为原点的坐标系，把物体的位移定义为物体偏离开坐标原点的位移。因此简谐振动也可说是物体在跟位移大小成正比，方向跟位移相反的回复力作用下的振动，即F=－kx，其中“－”号表示力方向跟位移方向相反。

2. 简谐振动的条件：物体必须受到大小跟离开平衡位置的位移成正比，方向跟位移方向相反的回复力作用。

3. 简谐振动是一种机械运动，有关机械运动的概念和规律都适用，简谐振动的特点在于它是一种周期性运动，它的位移、回复力、速度、加速度以及动能和势能（重力势能和弹性势能）都随时间做周期性变化。

（三）描述振动的物理量，简谐振动是一种周期性运动，描述系统的整体的振动情况常引入下面几个物理量。

1. 振幅：振幅是振动物体离开平衡位置的最大距离，常用字母“A”表示，它是标量，为正值，振幅是表示振动强弱的物理量，振幅的大小表示了振动系统总机械能的大小，简谐振动在振动过程中，动能和势能相互转化而总机械能守恒。

2. 周期和频率，周期是振子完成一次全振动的时间，频率是一秒钟内振子完成全振动的次数。振动的周期T跟频率f之间是倒数关系，即T=1/f。振动的周期和频率都是描述振动快慢的物理量，简谐振动的周期和频率是由振动物体本身性质决定的，与振幅无关，所以又叫固有周期和固有频率。

（四）单摆：摆角小于5°的单摆是典型的简谐振动。

2020-2021学年高二物理人教版选修3-4单元测试卷 第十一章

机械振动（一）

1.弹簧振子的振幅增大为原来的2倍时，下列说法正确的是( )

A.周期增大为原来的2倍 B.周期减小为原来的12

C.周期不变 D.以上说法都不正确

2.下列说法正确的是( )

A.洗衣机工作时机壳的振动频率等于其固有频率

B.鼓手随音乐敲击鼓面时，鼓面的振动是自由振动

C.为了防止桥梁发生共振而坍塌，部队要齐步通过桥梁

D.较弱声音可震碎玻璃杯，是因为玻璃杯发生了共振

3.下列振动属于受迫振动的是( )

A.用重锤敲击一下悬吊着的钟后，钟的摆动

B.打点计时器接通电源后，振针的振动

C.小孩睡在自由摆动的吊床上，小孩随着吊床一起摆动

D.弹簧振子在竖直方向上沿上下方向振动

4.在如图所示的振动图像中，在1~3 s的时间范围内，下列时刻中振动物体的动能和势能之和最大的是( )

A.1.2 s B.2.0 s C.2.5 s D.3.0 s

5.如图甲所示是演示简谐运动的装置，当漏斗下面的薄木板N被匀速地拉出时，振动着的漏斗中漏出的沙在板上形成的曲线显示出摆的位移随时间变化的关系。板上的直线1OO代表时间轴，图乙是两个摆中的沙在各自板上形成的曲线，若板1N和板2N拉动的速度1v和2v的关系为212vv，则板12NN、上曲线所代表的周期1T和2T的关系为( )

A.21TT B.212TT C.214TT D.2114TT

6.在盛沙的漏斗下面放一木板，让漏斗左右摆动起来，同时其中细沙匀速流出，经历一段时间后，观察木板上沙子的堆积情况，不考虑空气阻力，则沙堆的剖面应是( )

A. B.

C. D.

7.一个做简谐振动的弹簧振子，0t时位于平衡位置，其机械能随时间变化的图像应为( )

A. B.

C. D.

8.有一个沿y轴方向做简谐运动的物体，其振动图像如图甲所示。对图乙所给的（1）~（4）的判断正确的是( ) A.图（1）可作为该物体的速度——时间图像