【物理】2020届一轮复习人教版第十四章第1讲机械振动作业33页

第 1 讲 机械振动
主干梳理 对点激活
知识点   简谐运动 Ⅰ
1．简谐运动的概念
质点的位移与时间的关系遵从□
01

正弦函数的规律，即它的振动图象(x－t
图象)是一条□
02

正弦曲线。
2．平衡位置
物体在振动过程中□
03

回复力为零的位置。
3．回复力
(1)定义：使物体返回到□
04

平衡位置的力。
(2)方向：总是指向□
05

平衡位置。

(3)来源：属于□
06

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。
4．描述简谐运动的物理量
知识点   简谐运动的公式和图象 Ⅱ
1．表达式
(1)动力学表达式：F＝□
01

－kx，其中“－”表示回复力与位移的方向相反。
(2)运动学表达式：x＝□
02

Asin(ωt＋φ0)，其中 A 代表振幅，ω＝
2π
T
＝2πf 表
示简谐运动的快慢，ωt＋φ0代表简谐运动的相位，φ0叫做□
03

初相。

2．简谐运动的图象
(1)如图所示：
(2)物理意义：表示振动质点的位移随□
04

时间的变化规律。
知识点   弹簧振子、单摆及其周期公式 Ⅰ
简谐运动的两种模型

知识点   受迫振动和共振 Ⅰ
1．受迫振动
系统在□
01

驱动力作用下的振动叫做受迫振动。做受迫振动物体的周期(或
频率)等于□
02

驱动力的周期(或频率)，而与物体的固有周期(或频率)□
03

无关。
2．共振曲线
如图所示的共振曲线，表示某振动系统受迫振动的振幅 A(纵坐标)随驱动力
频率 f(横坐标)变化的关系。驱动力的频率 f 跟振动系统的固有频率 f0相差越小，
振幅越大；驱动力的频率 f 等于振动系统的□
04

固有频率 f0时，振幅最大。
知识点   实验：用单摆测定重力加速度
1．实验原理
由单摆的周期公式 T＝2π
l
g
，可得出 g＝
4π2
T2
l，测出单摆的摆长 l 和振动周
期 T，就可求出当地的重力加速度 g。
2．实验器材
带中心孔的小钢球、约 1 m 长的细线、带有铁夹的铁架台、游标卡尺、毫米
刻度尺、停表。

3．实验步骤
(1)做单摆
取约 1 m 长的细线穿过带中心孔的小钢球，并打一个比小孔大一些的结，然
后把线的另一端用铁夹固定在铁架台上，让摆球自然下垂，在单摆平衡位置处做
上标记，如图甲所示。
(2)测摆长
用毫米刻度尺量出摆线长 L(精确到毫米)，用游标卡尺测出小球直径 D，则
单摆的摆长 l＝L＋
D
2
。
(3)测周期
将单摆从平衡位置拉开一个角度(不超过 5°)，然后释放小球，记下单摆摆动
30 次或 50 次全振动的总时间，算出平均每摆动一次全振动的时间，即为单摆的
振动周期 T。
(4)改变摆长，重做几次实验。
(5)数据处理
①公式法：g＝
4π2l
T2
。
②图象法：画 l－T2图象，如图乙所示。
g＝4π2k，k＝
l
T2
＝
Δl
ΔT2
。

4．注意事项
(1)悬线顶端不能晃动，需用夹子夹住，保证悬点固定。
(2)单摆必须在同一平面内振动，且摆角小于 5°。
(3)选择在摆球摆到平衡位置处时开始计时，并数准全振动的次数。
(4)小球自然下垂时，用毫米刻度尺量出悬线长 L，用游标卡尺测量小球的直
径，然后算出摆球的半径 r，则摆长 l＝L＋r。
(5)选用 1 m 左右难以伸缩的细线。
一 思维辨析
1．简谐运动是匀变速运动。(  )
2．振幅等于振子运动轨迹的长度。(  )
3．简谐运动的回复力肯定不是恒力。(  )
4．弹簧振子每次经过平衡位置时，位移为零、动能为零。(  )
5．单摆无论摆角多大都是简谐运动。(  )
6．物体做受迫振动时，其振动频率与固有频率无关。(  )
7．简谐运动的图象描述的是振动质点的轨迹。(  )
答案 1.× 2.× 3.√ 4.× 5.× 6.√ 7.×
二 对点激活
1．一个弹簧振子沿 x 轴做简谐运动，取平衡位置 O 为 x 轴坐标原点。从某
时刻开始计时，经过四分之一周期，振子具有沿 x 轴正方向的最大加速度。能正
确反映振子位移 x 与时间 t 关系的图象是(  )
答案 A
解析 振子的最大加速度与振子的回复力成正比，方向与位移方向相反，具
有正向的最大加速度，就应该具有最大的反方向的位移，振子从平衡位置开始计，

并向负方向移动时，经四分之一周期振子具有沿 x 轴正方向的最大加速度，只有 A
正确，B、C、D 都不符合题意。
2...