高二物理外力作用下的振动
2020_2021学年新教材高中物理第二章机械振动第五节受迫振动共振课件粤教版选择性必修第一册202
【易错辨析】 (1)固有频率由系统本身决定。( √ ) (2)阻尼振动的频率不断减小。( × ) (3)阻尼振动的振幅不断减小。( √ ) (4)受迫振动的频率等于振动系统的固有频率。( × ) (5)生活中应尽量使驱动力的频率接近振动系统的固有频率。( × ) (6)驱动力的频率等于系统的固有频率时，发生共振现象。( √ )
【解析】选 A、D。单摆做阻尼振动，因不断克服空气阻力做功使机械能转化为 其他形式的能，但是在振动过程中，动能和势能仍不断相互转化，单摆从最大位 移处向平衡位置运动的过程中，后一时刻的动能大于前一时刻的动能，故选项 A 正确，选项 B 错误；做阻尼振动的物体，频率由系统的特征决定，与振幅无关， 所以其频率不变，选项 C 错误，选项 D 正确。
第五节 受迫振动 共振
必备知识·自主学习
一、受迫振动的频率 【情境思考】
如图所示为一种紫铜“洗”盆。“洗”是古代盥洗用的脸盆。据说倒些清 水在其中，用手掌慢慢摩擦盆耳，盆就会发出嗡嗡声，到一定节奏还会溅起 水花，这是为什么？
提示：用手掌摩擦盆耳，相当于给“洗”盆一个周期性的外力，使其做受迫振 动从而发出嗡嗡声；“洗”做受迫振动的同时也带动其中的水做受迫振动，当 手掌摩擦盆耳的频率等于水的固有频率时，二者产生共振，从而溅起水花。
理解阻尼振动需要注意的两点 (1)从振动能量上来讲，由于阻力做负功，振动物体的机械能逐渐减小，振幅逐渐 变小，但由于振动中动能与势能相互转化，不能说下一时刻的动能(或势能)变小； (2)从振动周期、频率上看，周期与频率由振动系统本身决定，阻尼振动中周期、 频率不变。
1. (多选)单摆做阻尼振动的振动图像如图所示，曲线上 A、B 两点的连线与横轴平 行，下列说法正确的是( )
【审题关键】 序号 解题依据
导学案33-期末复习8-机械振动机械波-教师版-1
ha“东师学辅”导学练·高二物理（33）期末复习8-机械振动编稿教师：李志强一、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、简谐运动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运动。
简谐运动是最简单，最基本的振动。
研究简谐运动物体的位置，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。
因此简谐运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. 简谐运动的条件：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. 简谐运动是一种机械运动，有关机械运动的概念和规律都适用，简谐运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，简谐运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，简谐运动在振动过程中，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，简谐运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运动。
[弹簧振子的简谐振动]简谐振动：简谐振动
![[弹簧振子的简谐振动]简谐振动：简谐振动](https://img.taocdn.com/s3/m/21671b08c4da50e2524de518964bcf84b9d52d16.png)
[弹簧振子的简谐振动]简谐振动：简谐振动篇一: 简谐振动：简谐振动-简谐振动，简谐振动-说明简谐振动是振动的一种形式。
一个作直线振动的质点，如果取其平衡位置为原点，取其运动轨道沿`x`轴，那么当质点离开平衡位置的位移`x`随时间`t`变化的规律，遵从余弦函数或正弦函数时：`x=Acos`，这一直线振动便是简谐振动。
式中`A`表示质点离开平衡位置时``的最大位移绝对值，称“振辐”，`T`是简谐振动的周期，``角称为简谐振动的周相角或位相。
①物体在受到大小跟位移成正比，而方向恒相反的合外力作用下的运动，叫做简谐振动。
②物体的运动参量，随时间按正弦或余弦规律变化的振动，叫做简谐振动。
简谐振动_简谐振动-简谐振动以x表示位移，t表示时间，这种振动的数学表达式为：简谐振动简谐振动式中A为位移x的最大值，称为振幅，它表示振动的强度；ωn表示每秒中的振动的幅角增量，称为角频率，也称圆频率；称为初相位。
以f=ωn/2π表示每秒中振动的周数，称为频率；它的倒数，T=1/f，表示振动一星期所需的时间，称为周期。
振幅A、频率f、初相位，称为简谐振动三要素。
如图2所示，由线性弹簧联结的集中质量m构成简谐振子。
当振动位移自平衡位置算起时，其振动方程为：简谐振动简谐振动简谐振动但ωn只由系统本身的特征m和k决定，与外加的初始条件无关，故ωn亦称固有频率。
简谐振动对于简谐振子，其动能简谐振动和势能简谐振动之和为—常量，即系统的总机械能守恒。
在振动过程中，动能和势能不断相互转化。
简谐振动_简谐振动-说明①振动中最简单的就是简谐振动。
实际上，物体的运动参量随时间按正弦或余弦规律变化，是物体受到大小跟位移成正比，方向恒相反的合外力作用的必然结果。
②作简谐振动的物体，回复力和位移成正比这一点，是比较容易理解的，但是对于方向恒相反这一点，初学者并不容易理解，错误地认为在物体由平衡位置向最大位移处运动的过程中，位移是指向最大位移处，这和所受的作用力反向；由最大位移处向平衡位置运动的过程中，位移是指向平衡位置，这和所受的作用力同向；这样似乎外力和位移的方向时而相反，时而相同了。
受迫振动 共振 -2022-2023学年高二物理(人教版2019选择性必修第一册)
课堂练习
1.（2022·全国·高三专题练习） （ 多 选 ） 如图所示，某儿童玩具由卡通人物、具有一定质量的弹簧和小球三部分组成，这三部 分自上而下紧密连接在一起，手握卡通人物并保持静止，将小球下拉一定距离后由静止释放（弹簧在弹性限度内），可以观察 到小球在上下振动过程中其振幅快速减小，依据上述现象，下列说法正确的是（ ） A．小球在运动过程中动能一直在减小 B．小球和弹簧组成的系统机械能保持不变 C．小球向上运动时，小球的机械能可能减小 D．小球每次经过同一位置时，弹簧的机械能都相等
2.（2022·全国·高二课时练习）下列说法不正确的是（ ） A．受到阻力作用的振动一定是阻尼振动 B．阻尼振动的振幅逐渐减小，机械能逐渐减小 C．受迫振动的振幅越来越大 D．受迫振动稳定后的频率与振动系统的固有频率无关
【答案】AC 【详解】A．受到阻力的振动若同时有能量的补充，不一定是阻尼振动，故A错误，符合题意；B．振幅越来越小的 振动一定是阻尼振动，阻尼振动振幅逐渐减小，机械能逐渐减小，故B正确，不符合题意；C．当驱动力频率等于物 体的固有频率时，物体的振幅最大，不能说受迫振动的振幅越来越大，故C错误，符合题意；D．物体在周期性驱 动力作用下做受迫振动，受迫振动的频率等于驱动力的频率，与固有频率无关，故D正确，不符合题意。故选AC。
受迫振动实例： ①跳板在人走过时发生的振动 ②机器底座在机器运转时发生的振动
振针
③听到声音时耳膜的振动 ④电磁打点计时器的振针所做的振动
高二物理简谐运动3
要点·疑点·考点 课前热身 能力·思维·方法 延伸·拓展
要点·疑点·考点
1.机械振动 物体在平衡位置附近所做的往复运动，
叫做机械振动. 产生条件:受回复力，阻力足够小.
要点·疑点·考点
2.回复力
使振动物体返回平衡位置的力叫做回复力.回复力 时刻指向平衡位置.回复力是以效果命名的力，它是 振动物体在振动方向上的合外力，可能是几个力的合 力，也可能是某一个力，还可能是某一个力的分力， 注意回复力不一定等于合外力.例如单摆的振动.
要点·疑点·考点
5.简谐运动的位移x、回复力F、加速度a、速度v、 动能Ek、势能Ep的变化特点
(1)凡离开平衡位置的过程，v、Ek均减小，x、 F、a、Ep均增大；凡向平衡位置移动时，v、Ek 均增大，x、F、a、Ep均减小.
(2)平衡位置两侧的对称点上，x、F、a、v、 Ek、Ep的大小均相同.
课前热身
1.质点在一条直线上做简谐运动的振幅为A，则 质点在一次全振动过程中通过的路程为4A.
2.关于简谐运动的回复力，下列说法正确的是(D) A.可以是恒力 B.可以是方向不变而大小变化的力 C.可以是大小不变而方向改变的力 D.一定是变力
课前热身
3.关于振动物体的平衡位置，下列说法中正确的 是(ABC) A.位移的起点 B.回复力为0的位置 C.速度最大的位置 D.加速度最大的位置
要点·疑点·考点
3.简谐运动 物体在跟位移大小成正比，并且总是指向平衡
位置的力作用下的振动，受力特征：F=-kx，例如： 弹簧振子的振动.
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了人世间最可宝贵的真挚的爱情。在爱情与财富的矛盾中他们为了前者牺牲了后者。 也许当时贪婪的资本家会对之嗤之以鼻，也许会冷笑一声：“真是天底下最蠢的两人！”但在那混沌的时代中,欧·亨利是清醒的。在文章的最后，他做出了精辟的论断：“无论在任何地方，他们都是最聪明 的人。”是的，经过时间的考验，人们发现其中闪烁的人性的光辉是永恒的。 巴尔扎克曾经说过：“金钱搅在爱情一块儿， 不是太丑恶了吗？”于是他创作了一部悲剧《欧也尼?葛朗台》。小说中葛朗台这样的人，表面上是金钱的主人，其实是金钱的奴隶．可怜的女儿守着他的巨额财产， 却既无家庭也无幸福，只能成为一帮利欲熏心之徒追捕围猎的对象！这样的结局发人深思，金钱固然给人带来权势，却不能给人带来幸福。至少，在人类的感情领域，金钱是无能为力的。 罗兰说：“爱是生命的火焰, 没有它, 一切变成黑夜。”而中国五千年的历史长河则有力的明了爱对于 人民，国家的未来，都有着深刻的影响。处于封建时期的中国，社会腐败，宦官作乱，赋役繁重，百姓痛苦不堪。“肥男有母送，瘦男独伶俜。白水暮东流，青山犹哭声”，“眼枯即见骨，天地终无情！”这是杜甫《新安吏》中的诗句，揭露统治集团不顾人民死活，又旗帜鲜明地肯定平叛战 争，甚至对应征者加以劝慰和鼓励，也就不难理解了。因为当时的人民虽然怨恨唐王朝，但终究咬紧牙关，含着眼泪，走上前线支持了平叛战争。其中一方面体现了统治阶级的冷酷，这是王朝走向灭亡的根本原因；另一方面也体现出百姓对祖国的热爱，因为爱，所以蹈死不顾，所以在人民的 拥护下中国共产党走上了历史的舞台；因为爱，所以共产党和人民携手创造出了富强的中国。 在当今的社会，我们更能感受到爱的温暖。永远也忘不了那震撼世界的七日，5月12日四川的大地被撕开了一条口子，巨龙顿时感到一阵撕心裂肺的痛。几十万的生命被废墟中的黑暗所包围，死神慢 慢逼近。但越是在危难的时刻，爱的力量越能创造出奇迹。抗震救灾，众志成城，人民子弟兵火速奔往灾区，不图回报，却冒着生命危险挖废墟,抬伤员,直到虚脱也不愿休息。“子弟兵，当你的双手血肉模糊，小腿上钢筋的划伤10厘米长，饥渴交加的你呵，却把绷带让给了别人，还把自己的 口粮塞在了群众的手上”。年迈的温家宝总理亲赴重灾区，含着泪起誓：“只要有一丝的希望，就尽百倍的努力！”有人不禁歌颂：“吃的是榨菜馒头。住的是野用帐房。你那挂满焦虑的斑白的双鬓，你那刻满悲痛的清瘦的脸庞，你的足迹遍布了灾区的每个角落，你给救援者增添了无穷的力 量，你让灾民们沐浴了关爱的阳光。” 家园正在重建，四川的同胞们请不要消沉，因为有爱，中国人的心紧紧的连在一起，你并不孤单；因为有爱，我们就有光明的未来！ 朋友，当你感到孤独时，当你感到彷徨时，当你感到悲哀时，不妨读一读欧·亨利的《麦琪的礼物》，让爱的甘露滋润 我们干涸的心田，让心胸变得宽广，让意志变得坚强，让灵魂得以飞扬! 红楼魅影——读《红楼梦》 霁月难逢，彩云易散。 心比天高，身为下贱。 风流灵巧招人怨。 寿夭多因诽谤生，多情公子空牵念。 ——曹雪芹 她，是红楼梦金陵十二钗又副册之首，只因生的灵巧，艳丽，被王夫人认 做是勾引宝玉的“狐狸精”；她，是同袭人拥有同样地位的大丫头，却从没有利用自己的职权瞒上压下，反倒对小丫鬟坠儿的偷窃行为痛斥不已的正直人；她，是枉死后化作芙蓉花妖，在月朗风情的夜晚独自黯然神伤；她，是漂浮在浩然天地间唯一一缕集悲戚与幸福于一身的孤魂…… 如果 说黛玉是一株荷，品质高洁，“质本洁来还洁去，强于污淖陷渠沟。”就是她最好的写照，平生不愿多问世事，只愿和宝玉厮守一生，可以冷眼相对天下人，唯独对宝玉羞涩不已。这样的女子，外表刚强，内心却柔软，心思细腻，太过容易受伤，最终落得个“玉带林中挂，金簪雪里埋”的悲 惨下场。 如果说宝钗是一朵牡丹，艳丽无比，浑圆丰满的臂膀，雪白的肌肤曾令宝玉心动一刹那。心思圆满，虽年龄不大，却已经能在凤姐生病时将大观园管理的井井有条。无论什么时候都带笑的眼睛，“不关己事不开口，一问摇头三不知。”的处事态度，比黛玉更易相处的性格，无一不 昭示，这绝对是个大家闺秀。只可惜，完美的她并没有一个完美的爱情，对宝玉来说，宝姐姐的份量永远没有林妹妹的重。 而她，她到底是谁？她只是朵小小的芙蓉。到现在为止，都没人知道她的真实姓名，大家都只叫她“晴雯”。 晴雯是美的，美的不可方物，是大观园内最美丽的女子， 我想，她也是曹雪芹先生最爱的女子吧。因为是他赋予她最美丽的外貌，最刚烈的性格，最纯洁的心灵，最悲戚的离去……“晴雯之死”刚刚写完，曹雪芹先生也不久驾鹤西归。这样浪漫的色彩让我不禁对这个女子多了一分好奇，到底是怎样的女子？她的离去竟成了宝玉心中永远的痛。 晴 雯死了，宝玉的贴身丫鬟晴雯，曾经病中勇补雀金裘，让人感叹于她灵巧的双手和坚毅的性格。在抄捡大观园时，袭人麝月之流都只站在一旁，任人宰割，独有她是“挽着头发，冲进来”将东西稀里哗啦的倒了一地，义正严词的斥责为虎作伥的王善宝家之辈，场面之惊心痛快，读起来酣畅淋 漓。也只有她是敢于作斗争的叛逆的代表，反叛封建社会的强人。 “北方有佳人，绝世而独立。一顾倾人城，再顾倾人国。”晴雯的美艳和她太过刚烈的性格终于带给她悲剧的收场。在听了袭人的“进谏”后，王夫人决定清洗宝玉身边的丫鬟，只要看着不顺眼，统统赶出去，晴雯这样的 “狐狸精”当然不能放过，于是，染病的晴雯只能像飘落的枯叶一般死在冰冷的角落里。人生是一场戏，虽然悲戚的落幕，但她曾经绝对是最闪亮的一角。作为一首歌中的最强音，她的死有力的叩击着读者的心，无数人为她而扼腕叹息。 封建主义的社会是一口深潭，埋没了多少有志正直的 人，溺死了多少身份卑微的人。晴雯这样呆在宝玉身边却无名无分，只身同封建社会斗争，需要多大的勇气？我们却全然看不出她身为女子懦弱的一面。 夜晚，耀眼璀璨的流星滑过天际，因为曾经的轰轰烈烈，在墨蓝的天幕上，她，一定是最闪亮那颗。 红尘劫?，胭脂泪——读黛玉有感 涉 一池红尘的秋水，焚一柱虔诚的心愿。中国千年的文化燃作一缕永恒的思念。在漫漫书山中，你款款微笑，颦颦走来。一路花开。 你是中国文坛最悲怆的美丽，回眸笑，众芳谢。 当天边那朵绯红的云霞还在无法抑制地哭泣，我看见了你——你是一幅美到心碎的风景。舞的云轻轻的，抚平刺 骨的记忆，吹醒铭心的哀伤。你这泪水做成的女子，曾几何时，你额前的碎发，被飘的风那般温柔的抚起；曾几何时，你涟涟的泪滴，将安睡的雀儿惊醒。在美丽面前，你把灵魂幻化成冰，你是一幅清幽的古画，散发着中国千年清雅的墨香。你以一种不变的忧愁的姿态，从那个封建落魄的时 代，款款而来。 你是中国文坛最令人心痛的美丽，回眸笑，众芳谢。 那湘妃泪滴成的竹子，在你怀怨逝去的那一刻，伴着天边泣血的残阳，随着满地的寂寥一同叹息。天空浑浊不清，照不见云朵的倒影。我试着找寻你或怒或笑的身影。而那潇湘馆镂花的闺室古窗旁，早已没有你。你是中国 文坛最绝版的美丽。还记得你手绢题诗病由心生，自羡压倒桃花；还记得你挥洒文才院中观菊，一举秋心夺冠。恍若镜中锁眉，你泪眼相思的瘦影仍在；恍若抹泪焚诗，你绝决至此的心痛犹存。可一切恍若，却已是隔世。缘已尽，你如同那霞光，逸然的飘散。 你散作一曲铭心的凄凉。而我 在你绝然离去之时，藏匿于你身后昏黄的天际中，泪流满面。 在命运面前，你选择了最不可挽回的方式，为生命演绎不可磨灭的绝美。在命运面前，你用一种抗拒的姿态，在让你身心俱疾的大观园，不可挽回的陨落。花谢花飞，美不过你凄凄以诗伴泪；红销香断，断不去你切切柔肠百转。 你离世时痛入脾肺的呼喊憾疼人心，那一刻琴瑟不调，锈针也断，伊人不再。从此寂寞常驻寂寞林，那满眼荣华淘尽的凄凉，是你选择的凄美。 想起你，总是想起李煜的诗：林花谢了春红，太匆匆。无奈朝来寒雨晚来风。 胭脂泪，相流醉。几时重？自是人生常恨水常东。 你是永恒的存在， 你是不变的伤感。你幻灭化作香魂一缕，眺望着本不属于你的人间，双眉微锁，眼红如杏，看世人为你洒泪。你用不完美，却谱写只有你才能拥有的绝美，而我为你沉醉。 我在冷风中回味你特有的哀愁。猎猎寒风，冷彻心扉。是否会有人如我这般，在你回眸之时，将你一生的坎坷和心痛， 化作如风般冰冷的文字，在秋风中呜咽着铭记？ 你美的憔悴，美的痴迷，“今侬葬花人笑痴，明朝葬侬知是谁？”“一朝春尽红颜老，花落人亡两不知！” 你注定是最绝版的美丽，你的旋律注定要谱写一世的悲伤。而我，为你驻足之时，以你为镜，又以你为鉴。你的聪慧细腻成就了你，而 你的悲观多疑却毁了你。在我前进的路上，我愿背负你生命的重量，把欢笑演绎成我自己的铿锵。而剩下的忧愁，由我替你回味珍藏。 雾霭之中，我看见《红楼梦》金色的扉页徐徐展开，你将富有诗情的文字和泪，凝成一朵朵高贵而风雅的木槿花，以芳香馥我。而你带着你兀自的忧伤，颦 颦走来，款款微笑。 一路花开。 一轮新月自在怀——读《新月集》 在那片荒地边缘的村落里，甘蔗园隐匿在香蕉树和瘦长的槟榔树的深绿色阴影里，那是他的家，心之子的灵魂家园。 就在那神秘得似乎连时间也不曾流逝的无垠的土地上，一个博大而温柔的灵魂在20世纪阴霾的天空下踌躇 前行，那就是泰戈尔，绣口一吐就化作半轮新月的伟大诗人——泰戈尔。 读泰戈尔的《新月集》，仿佛在一种超逸的纯粹的仙境中徜徉，不可侵凌，无法逾越。我醉心于《海边》的辽阔与广袤，沉迷于《起源》中若有似无的露珠的微笑，留恋于《被忽略的盛会》中的梦之精灵，思慕于《英 雄》中崎岖的小径，更是仰于整本《新月集》的莹澈与磅礴。它饱含着满腔的深情，用如三月春风般的语丝唤醒了生活在茫然与黑暗中的人性;它歌唱着嘹亮的新歌，用如来自圣地般的甘露，滋润了干渴枯涸的心灵。虔诚的人们如朝圣般翻开它，便立即如得到两只有魔术的翅膀，使自己从现 实的苦闷境地里飞翔到美静天真的儿童国里。 我以为，一人需守三本《新月集》，一本在手上，用于与人交流；一本在脑内，用于思索品味；一本在心中，用于升华心灵。常读常新的《新月集》，已经渐渐内化到我的生命中，我开始学着回忆，
高二物理第九章 机械振动-单摆知识点总结练习题(含答案解析)
三、单摆1、单摆：在细线的一端拴一小球，另一端固定在悬点上，如果悬挂小球的细线的伸缩和质量可以忽略，线长又比球的直径大得多，这样的装置就叫做单摆2、单摆是实际摆的理想化模型3摆长:摆球重心到摆动圆弧圆心的距离 L=L0+R4偏角:摆球摆到最高点时，细线与竖直方向的夹角（偏角一般小于5°） 2、单摆的回复力：平衡位置是最低点 ，kx F -=回回复力是重力沿切线方向的分力，大小为mg sin θ，方向沿切线指向平衡位置单摆的周期只与重力加速度g 以及摆长L 有关。
所以，同一个单摆具有等时性 重力加速度g:由单摆所在的空间位置决定。
纬度越低，高度越高，g 值就越小。
不同星球上g 值也不同。
单摆作简谐运动时的动能和重力势能在发生相互转化，但机械能的总量保持不变，即机械能守恒。
小球摆动到最高点时的重力势能最大，动能最小；平衡位置时的动能最大，重力势能最小。
若取最低点为零势能点，小球摆动的机械能等于最高点时的重力势能，也等于平衡位置时的动能。
例一：用下列哪些材料能做成单摆( AF )悬线：细、长、伸缩可以忽略摆球：小而重（即密度大） A.长为1米的细线 B 长为1米的细铁丝 C.长为0.2米的细丝线D.长为1米的麻绳E.直径为5厘米的泡沫塑料球F.直径为1厘米的钢球G.直径为1厘米的塑料球H.直径为5厘米的钢球例2.一摆长为L 的单摆,在悬点正下方5L/9处有一钉子,则这个单摆的周期是多少？例3、有人利用安装在气球载人舱内的单摆来确定气球的高度。
已知该单摆在海平面处的周期是T 0，当气球停在某一高度时，测得该单摆周期为T 。
求该气球此时离海平面的高度h 。
把地球看作质量均匀分布的半径为R 的球体。
gL T π35=例7．如图所示为一单摆的共振曲线，求：1。
该单摆的摆长约为多少？（近似认为g=2m/s 2）2共振时摆球的最大速度大小是多少？③若摆球的质量为50克，则摆线的最大拉力是多少？例11．如图所示，在一根张紧的水平绳上，悬挂有 a 、b 、c 、d 、e 五个单摆，让a 摆略偏离平衡位置后无初速释放，在垂直纸面的平面内振动；接着其余各摆也开始振动。
高二物理重难点知识汇总 简谐运动
高二物理重难点知识汇总第一讲 简谐运动及其图像一．重难点讲解要点一、机械振动1．弹簧振子弹簧振子是小球和弹簧所组成的系统，这是一种理想化模型．如图所示装置，如果球与杆之间的摩擦可以忽略，且弹簧的质量与小球的质量相比也可以忽略，则该装置为弹簧振子．2．平衡位置平衡位置是指物体所受回复力为零的位置．3．振动物体（或物体的一部分）在平衡位置附近所做的往复运动，叫做机械振动．振动的特征是运动具有重复性．要点诠释：振动的轨迹可以是直线也可以是曲线．4．振动图像（1）图像的建立：用横坐标表示振动物体运动的时间t ，纵坐标表示振动物体运动过程中对平衡位置的位移x ，建立坐标系，如图所示．（2）图像意义：反映了振动物体相对于平衡位置的位移x 随时间t 变化的规律．（3）振动位移：通常以平衡位置为位移起点，所以振动位移的方向总是背离平衡位置的．如图所示，在x t 图像中，某时刻质点位置在t 轴上方，表示位移为正（如图中12t t 、时刻），某时刻质点位置在t 轴下方，表示位移为负（如图中34t t 、时刻）．（4）速度：跟运动学中的含义相同，在所建立的坐标轴（也称为“一维坐标系”）上，速度的正负号表示振子运动方向与坐标轴的正方向相同或相反．如图所示，在x 坐标轴上，设O 点为平衡位置。
A B 、为位移最大处，则在O 点速度最大，在A B 、两点速度为零．在前面的x t -图像中，14t t 、时刻速度为正，23t t 、时刻速度为负．要点二、简谐运动1．简谐运动如果质点的位移与时间的关系遵从正弦函数规律，即它的振动图像是一条正弦曲线，这样的振动叫做简谐运动．简谐运动是物体偏离平衡位置的位移随时间做正弦或余弦规律而变化的运动，它是一种非匀变速运动．物体在跟位移的大小成正比，方向总是指向平衡位置的力的作用下的振动，叫做简谐运动． 简谐运动是最简单、最基本的振动．2．实际物体看做理想振子的条件（1）弹簧的质量比小球的质量小得多，可以认为质量集中于振子（小球）；（2）当与弹簧相接的小球体积足够小时，可以认为小球是一个质点；（3）当水平杆足够光滑时，可以忽略弹簧以及小球与水平杆之间的摩擦力；（4）小球从平衡位置拉开的位移在弹簧的弹性限度内．3．理解简谐运动的对称性如图所示，物体在A 与B 间运动，O 点为平衡位置，C 和D 两点关于O 点对称，则有：（1）时间的对称：4OB BO OA AO T t t t t ====，OD DO OC CD t t t t ===， DB BD AC CA t t t t ===．（2）速度的对称：①物体连续两次经过同一点（如D 点）的速度大小相等，方向相反．②物体经过关于O 点对称的两点（如C 与D 两点）的速度大小相等，方向可能相同，也可能相反．4．从振动图像分析速度的方法（1）从振动位移变化情况分析：如图所示，例如欲确定质点1P 在1t 时刻的速度方向，取大于1t 一小段时间的另一时刻1t ＇，并使11t t ＇-极小，考查质点在1t ＇时刻的位置1P ＇（11t x ，＇＇），可知11x x ＜＇，即1P ＇位于1P 的下方，也就是经过很短的时间，质点的位移将减小，说明1t 时刻质点速度方向沿x 轴的负方向．同理可判定2t 时刻质点沿x 轴负方向运动，正在离开平衡位置向负最大位移处运动． 若12x x ＜，由简谐运动的对称特点，还可判断1t 和2t 时刻对应的速度大小关系为12v v ＞。
物理人教版高中选修3-4人教版高二物理选修3-4第十一章《机械振动全章》教案
高二物理选修3-4第十一章机械振动全教案11．1简谐运动教学目的（1）了解什么是机械振动、简谐运动（2）正确理解简谐运动图象的物理含义，知道简谐运动的图象是一条正弦或余弦曲线。
2．能力培养通过观察演示实验，概括出机械振动的特征，培养学生的观察、概括能力教学重点：使学生掌握简谐运动的回复力特征及相关物理量的变化规律教学难点：偏离平衡位置的位移与位移的概念容易混淆；在一次全振动中速度的变化课型：启发式的讲授课教具：钢板尺、铁架台、单摆、竖直弹簧振子、皮筋球、气垫弹簧振子、微型气源教学过程（教学方法）教学内容[引入]我们学习机械运动的规律，是从简单到复杂：匀速运动、匀变速直线运动、平抛运动、匀速圆周运动，今天学习一种更复杂的运动——简谐运动。
1．机械振动振动是自然界中普遍存在的一种运动形式，请举例说明什么样的运动就是振动？[讲授]微风中树枝的颤动、心脏的跳动、钟摆的摆动、声带的振动……这些物体的运动都是振动。
请同学们观察几个振动的实验，注意边看边想：物体振动时有什么特征？[演示实验]（1）一端固定的钢板尺[见图1（a）]（2）单摆[见图1（b）]（3）弹簧振子[见图1（c）（d）] （4）穿在橡皮绳上的塑料球[见图1（e）]{提问}这些物体的运动各不相同：运动轨迹是直线的、曲线的；运动方向水平的、竖直的；物体各部分运动情况相同的、不同的……它们的运动有什么共同特征？{归纳}物体振动时有一中心位置，物体（或物体的一部分）在中心位置两侧做往复运动，振动是机械振动的简称。
2．简谐运动简谐运动是一种最简单、最基本的振动，我们以弹簧振子为例学习简谐运动。
（1）弹簧振子演示实验：气垫弹簧振子的振动[讨论] a．滑块的运动是平动，可以看作质点b．弹簧的质量远远小于滑动的质量，可以忽略不计,一个轻质弹簧联接一个质点，弹簧的另一端固定，就构成了一个弹簧振子c．没有气垫时，阻力太大，振子不振动；有了气垫时，阻力很小，振子振动。
高二物理选修3-4 第十一章 机械振动
高二物理选修3-4 第十一章机械振动全章概述与原教材相比，本章内容没有太大变化，但新增加了相位的概念以及相关定义的改变，教学中要注意。
这一章主要讲述机械振动中运动规律最简单、最基本的一种周期性运动——简谐运动。
振动的知识在实际中有很多应用（例如心电图、核磁共振仪、地震仪、钟摆等），振动的有关知识也是后面学习波动的基础，所以教学中应引起重视。
这一章开始讲述简谐运动的基本特点，然后通过图象介绍简谐运动的运动规律和特点，接下来介绍简谐运动的实例——单摆，最后介绍受迫振动的知识。
简谐运动是一种周期性的运动，正确理解简谐运动中各物理量（如周期、频率、振幅等）的确切含义是非常重要的。
同下面要学习的波动一样，用图象来描述物体的振动情况是非常重要的手段之一。
教材在图象的讲授上较以前有所加强，希望学生能通过图象的学习，较好地理解简谐运动中各物理量的确切含义及其相互间的关系。
简谐运动比前面学过的各种运动复杂，定量研究需要较多的数学知识，因而中学阶段不宜作更多的定量计算，希望教学中掌握好要求。
11.1 简谐运动1．通过弹簧振子的运动情况分析，理解简谐运动的定义、条件。
2．通过砂摆实验或分析频闪照片，理解简谐运动图象的物理意义。
理解简谐运动的位移－时间图象，根据简谐运动的图象弄清各时刻质点的位移、路程及运动方向。
1．教材中值得重视的题目：P5.T2、“科学漫步”中的“简谐运动与单位圆”2．教材中的重要思想方法：建立理想模型11.2 简谐运动的描述1．理解描述简谐运动的物理量及其特点。
（对弹簧振子振动的周期公式不作要求）2．能运用图象、公式描述简谐运动。
3．通过两个相同摆长的单摆振动情况的比较，了解初相和相位差概念。
1．教材中值得重视的题目：P11.T1、P11.T42．教材中的重要思想方法：数理思想11.3 简谐运动的回复力和能量1．理解回复力的概念, 理解简谐运动回复力的特点。
2．了解简谐运动中能量的转化。
(不要求分析竖直放置的弹簧振子振动过程中能量的转化)。
2018高二物理下学期作业选修3-4作业本答案
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第十一章机械振动一、简谐运动1.AC2.CD3.D4.不是5.AB6.(1)8cm(2)2s(3)A位置速度最大，A、B位置速度沿x轴正方向(C位置时速度为零)7.略8.甲二、简谐运动的描述1.BD2.AD3.A4.C5.966.2∶12∶17.200.125-1038.x=4cos4tcm9.AB10.AC11.10cm三、简谐运动的回复力和能量1.ACD2.B3.BCD4.BC5.AB6.C7.BC8.C9.C四、单摆(一)1.D2.B3.C4.C5.D6.D7.2+34T8.AD9.39?7410.(1)略(2)T2=kl4l(3)9?86单摆(二)1.D2.D3.C4.C5.B6.T=2Lsing7.1?001T8.C9.AC五、外力作用下的振动1.D2.B3.C4.AB5.C6.玻璃杯发生了共振7.2?5r/s8.310-3J9.AC10.C第十一章复习题1.AD2.A3.C4.AC5.AD6.B7.C8.AD9.AC10.AD11.AD12.2?0101 3.1014.当手对盆耳的摩擦频率与“鱼洗”盆腔的固有频率相同时，会使盆发生共振15.A.要用游标卡尺测量摆球直径d，摆长l等于摆线长加上d2。
B.周期应为T=t29.5。
C.只测一次重力加速度就作为最终结果不妥当，应改变摆长多测量几次，然后取g的平均值作为实验的最后结果16.h=TT0-1R第十二章机械波一、波的形成和传播1.ABC2.D3.B4.AD5.略6.波本质上传播的是能量7.略8.B9.(1)B摆(2)61?875km二、波的图象1.D2.BC3.AC4.BD5.C6.略7.(1)80?20(2)-88.略9.C10.(1)向x轴正方向传播(2)5m/s，方向向上三、波长、频率和波速(一)1.BC2.D3.AC4.C5.AD6.D7.A8.由B向A0?61?59.AC10.BD11.D12.AB波长、频率和波速(二)1.BC2.D3.B4.A5.ABD6.D7.C8.2341?59.AD10.B11.t甲=l4v，t乙=l16v，t丙=l6v，t丁=l8v四、波的反射与折射1.ACD2.ACD3.dvd2v4.略5.17m6.略7.2?0103m8.2∶3五、波的衍射1.波可以绕过障碍物继续传播的现象缝、孔的宽度或障碍物的尺寸跟波长相差不多，或者比波长更小2.C3.AB4.D5.CA6.水因为频率相同的声波在水中的波长比在空气中长7.约为1?1cm或比1?1cm更小8.ABC六、波的干涉1.C2.BC3.CD4.CD5.BD6.AB7.AC8.略七、多普勒效应1.ABD2.BD3.C4.CD5.略6.飞机模型与观察者之间有相对运动多普勒效应7.因为人与声源之间没有相对运动，人听到的声音频率不会发生变化8.B9.略第十二章复习题1.ABC2.ACD3.BC4.AC5.C6.B7.AC8.D9.AC10.波长和波速11.34012.b、a13.略14.(1)2s(2)向x轴负方向(3)0?6m15.=16m，v=5?33m/s16.略17.(1)v=2m/s、T=1?6s、=3?2m(2)可行，图略第十三章光一、光的折射1.OBODOCOA2.1?941083.BCD4.A5.BD6.C7.C8.A9.310.B11.45，略12.l=dncos1-sin2n2二、光的干涉1.波略2.亮暗相间、间距相等3.两盏白炽灯是各自独立光源，发出的光不是相干光4.光的干涉现象近5.0，0?5，6.ABD7.D8.D三、光的颜色色散(一)1.A2.ACD3.C4.A5.BD6.ABD7.D8.因为各色光在中间均是亮条纹9.产生相干光源小短10.C11.凹10-8光的颜色色散(二)1.BC2.AC3.C4.C5.A6.BD7.v红v蓝红theta;黄theta;蓝n 红四、光的衍射1.BC2.D3.C4.C5.C6.A7.衍射小于8.DBCA五、光的偏振1.C2.①②3.BD4.AD5.横波六、全反射(一)1.A2.AC3.B4.BC5.BD6.A7.ABD8.略9.2，5?310-7m10.C11.BC 图答1全反射(二)1.BD2.D3.BC4.BD5.AC6.D7.A8.B9.D10.B11.A12.见图答1七、激光1.BCD2.ABCD3.亮度高高方向性4.相干性5.略第十三章复习题1.B2.C3.C4.D5.B6.ACD7.ABC8.BC9.AC10.AB11.ABC12.ABC13.314.偏振15.P1、P2的像P1、P2的像和P316.单缝双缝59417.53，37，1?3318.43L，屏离BC的距离在L以内选修34综合练习(一)图答21.A2.D3.AB4.BC5.BCD6.BD7.AD8.C9.C10.BC11.ABD12.A点O点O点A点、B点13.0?51?414.3m或2cm15.亮条纹16.2r17.0?518.略19.(1)见图答2(2)当t=2?1s时，位移为负方向，加速度与速度为正方向20.OP=22R，P点在O点的右边选修34综合练习(二)图答31.AB2.BC3.D4.CD5.B6.BD7.A8.C9.ABD10.A11.B12.BCD13.相同14.1∶615.ACEH16.15m/s5m/s17.318.略19.见图答320.(1)30(2)1?73108m/s(3)3?46以上就是查字典物理网为大家整理的高二物理下学期作业，希望对您有帮助，最后祝同学们学习进步。