1、章末优化总结01 核心素养 规律归纳02 热点素养 分类聚焦章末过关检测核心素养构建物理观念：机械振动、简谐运动、振幅、周期、频率、全振动、相位、相位差、回复力、机械振动中的动能和势能、单摆的周期、摆长、阻尼振动、受迫振动、共振科学思维：(1)理想化模型弹簧振子及单摆模型的建立(2)简谐振动的条件(3)简谐振动的表达式、振动图象(4)动力学观点、能量守恒观点在机械振动中的应用(5)阻尼振动能量的转化(6)受迫振动产生条件科学探究：(1)探究单摆的周期与摆长的关系(2)用单摆测定重力加速度科学态度与责任：共振的应用和危害规律总结归纳1.机械振动：振子在平衡位置附近所做的往复运动，叫作机械振动2.
2、简谐运动(1)弹簧振子(理想化模型)：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)简谐运动：如果质点的位移与时间的关系遵从正弦函数的规律，即它的振动图象(x-t图象)是一条正弦曲线，这样的振动叫作简谐运动(3)简谐运动图象(x-t图象)图象形状：正(余)弦曲线物理意义：表示振动质点在不同时刻偏离平衡位置的位移，是位移随时间的变化规律(4)描述简谐运动的物理量振幅：振动物体离开平衡位置的最大距离振幅的两倍表示的是振动物体运动范围的大小周期T与频率f的关系式：T1f.(5)简谐运动的表达式：xAsin(t)(6)简谐运动的回复力：Fkx.3.单摆(
3、1)用细线悬挂着小球，如果细线的质量可以忽略，小球的直径与细线长度相比可以忽略，空气等对它的阻力可以忽略，这样的装置就叫作单摆(2)单摆是实际摆的理想化模型(3)单摆的回复力：单摆的回复力是由重力沿圆弧切线方向的分力Fmgsin 提供的4.受迫振动：如果系统受到周期性外力的作用就可以利用外力对系统做功，补偿系统因阻尼作用而损失的能量，使系统持续地振动下去，这样的振动称为受迫振动5.共振：做受迫振动的物体，驱动力频率f等于系统的固有频率f0时，受迫振动的振幅最大，这种现象叫作共振.素养1 物理观念描述物体的振动中基本概念的形成、提炼及升华典例1(多选)关于简谐运动的周期，以下说法正确的是()A间
4、隔一个周期的整数倍的两个时刻，物体的振动情况相同B间隔半个周期的奇数倍的两个时刻，物体的速度和加速度可能同时相同C半个周期内物体的动能变化一定为零D经过一个周期质点通过的路程为零解析 根据周期的定义可知，物体完成一次全振动，所有的物理量都回复到初始状态，故A正确当间隔半周期的奇数倍时，所有的矢量都变得大小相等，方向相反，且物体的速度和加速度不同时为零，故B错误，C正确经过一个周期，质点通过的路程为4A，D错误答案 AC1(多选)关于简谐运动的频率，下列说法正确的是()A频率越高，振动质点运动的速度越大B频率越高，单位时间内速度的方向变化的次数越多C频率是50 Hz时，1 s内振动物体速度方向改
5、变100次D弹簧振子的固有频率与物体通过平衡位置时的速度大小有关解析：频率的高低与振动质点运动的速度无关，故A错误；简谐运动的物体在一个周期内速度的方向改变两次，频率越高，单位时间内所包含的周期个数越多，速度方向变化的次数就越多，故B、C正确；弹簧振子的固有频率与物体通过平衡位置的速度没有关系，它由振动系统的固有量质量m和弹簧的劲度系数k决定，故D错误答案：BC素养2 科学思维描述物体的振动中模型构建及数学方法的应用典例2(多选)一质点做简谐运动的位移x与时间t的关系图象如图所示，由图可知()A频率是2 HzBt1.7 s时的加速度为正，速度为负Ct0.5 s时质点的回复力为零D图中a、b两点
6、的加速度大小相等，方向相反解析 由题图可知，质点振动的振幅为5 m，周期为2 s，由f1T得频率为0.5 Hz，A选项错误t1.7 s时的位移为负，加速度为正，速度为负，B选项正确t0.5 s时质点在平衡位置，回复力为零，C选项正确a、b两点加速度大小相等、方向相同，加速度方向都为负方向，指向平衡位置，故D错误答案 BC2(多选)如图甲所示，弹簧振子以点O为平衡位置，在A、B两点之间做简谐运动取向右为正方向，振子的位移x随时间t的变化如图乙所示，下列说法正确的是()At0.8 s时，振子的速度方向向左Bt0.2 s时，振子在O点右侧6 2 cm处Ct0.4 s和t1.2 s时，振子的加速度完全
7、相同Dt0.4 s到t0.8 s的时间内，振子的速度逐渐增大解析：t0.8 s时，振子经过O点向负方向运动，即向左运动，选项A正确；由题图知x12sin 1.25t cm，t0.2 s时，振子在O点右侧6 2 cm处，选项B正确；t0.4 s和t1.2 s时，振子的位移等大反向，回复力和加速度也等大反向，选项C错误；t0.4 s时到t0.8s的时间内，振子从B点向左运动到平衡位置，其速度逐渐增大，选项D正确答案：ABD素养3 科学探究描述物体的振动中设计对重力加速度的测量的实验典例3 某同学利用单摆测量重力加速度(1)为了使测量误差尽量小，下列说法正确的是_A组装单摆须选用密度和直径都较小的摆
8、球B组装单摆须选用轻且不易伸长的细线C实验时须使摆球在同一竖直面内摆动D摆长一定的情况下，摆的振幅尽量大(2)如图所示，在物理支架的竖直立柱上固定有摆长约1 m的单摆实验时，由于仅有量程为20 cm、精度为1 mm的钢板刻度尺，于是他先使摆球自然下垂，在竖直立柱上与摆球最下端处于同一水平面的位置做一标记点，测出单摆的周期T1；然后保持悬点位置不变，设法将摆长缩短一些，再次使摆球自然下垂，用同样方法在竖直立柱上做另一标记点，并测出单摆的周期T2；最后用钢板刻度尺量出竖直立柱上两标记点之间的距离L.用上述测量结果，写出重力加速度的表达式g_.解析(1)组装单摆时，悬线应选用不易伸长的细线，摆球选择
9、体积小、密度大的摆球；单摆摆动时应在同一竖直面内，摆的振幅尽量小一些故选项B、C正确(2)设单摆的周期为T1时摆长为L1，周期为T2时摆长为L2则T12 L1g T22 L2g 且L1L2L联立式得g42LT21T22.答案(1)BC(2)42LT21T223根据单摆周期公式T2 lg，可以通过实验测定当地的重力加速度如图所示，将细线的上端固定在铁架台上，下端系一小钢球，就做成了单摆(1)用游标卡尺测量小钢球直径，示数如图所示，读数为_mm.(2)以下是实验过程中的一些做法，其中正确的有_a摆线要选择细些的、伸缩性小些的，并且尽可能长一些b摆球尽量选择质量大些、体积小些的c为了使摆的周期大一些
10、，以方便测量，开始时拉开摆球，使摆线相距平衡位置有较大的角度d拉开摆球，使摆线偏离平衡位置的角度不大于5，在释放摆球的同时开始计时，当摆球回到开始位置时停止计时，此时间间隔t即为单摆周期T答案：(1)18.6(2)ab素养4 科学态度与责任描述物体的振动与生活、生产及科技的联系典例4 如图所示是用来测量各种电动机转速的原理图在同一铁支架MN上焊有固有频率依次为80 Hz、60 Hz、40 Hz、20 Hz的四个钢片a、b、c、d.将M端与正在转动的电动机接触，发现b钢片振幅最大(1)电动机的转速为多大？(2)四个钢片a、b、c、d的振动频率分别是多少？解析(1)b钢片发生了共振，由共振发生的条
11、件可知f驱f固，因此电动机的转动频率为60 Hz，即转速为60 r/s.(2)四个钢片a、b、c、d做的都是受迫振动，其振动频率与固有频率无关，都等于驱动力的频率，即都等于电动机的转动频率60 Hz.答案(1)60 r/s(2)60 Hz 60 Hz 60 Hz 60 Hz4一洗衣机在正常工作时非常平稳，当切断电源后，发现洗衣机先是振动越来越剧烈，然后振动再逐渐减弱，对这一现象，下列说法正确的是()正常工作时，洗衣机波轮的运转频率比洗衣机的固有频率大 正常工作时，洗衣机波轮的运转频率比洗衣机的固有频率小 正常工作时，洗衣机波轮的运转频率等于洗衣机的固有频率 当洗衣机振动最剧烈时，波轮的运转频率恰好等于洗衣机的固有频率A BCD解析：洗衣机切断电源，波轮的转动逐渐慢下来，在某一小段时间内洗衣机发生了强烈的振动，说明了此时波轮的频率与洗衣机固有频率相同，发生了共振此后波轮转速减慢，则f驱f固，所以共振现象消失，洗衣机的振动随之减弱，所以答案是C.答案：C章末过关检测
