2026屆新高考物理沖刺熱點(diǎn)復(fù)習(xí)機(jī)械振動(dòng)2026考點(diǎn)一簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的基本特征強(qiáng)基礎(chǔ)?固本增分1.機(jī)械振動(dòng):物體或物體的一部分在一個(gè)位置附近的

運(yùn)動(dòng),簡(jiǎn)稱振動(dòng)。

2.平衡位置:振動(dòng)的物體在振動(dòng)方向上所受合力為

的位置。

3.彈簧振子(1)由

和

組成的系統(tǒng),有時(shí)也簡(jiǎn)稱振子,是一個(gè)_________

模型。

(2)小球與彈簧組成的振動(dòng)系統(tǒng)看成彈簧振子的條件①?gòu)椈蔀檩p質(zhì)彈簧,不計(jì)彈簧的質(zhì)量,可認(rèn)為質(zhì)量集中于小球。②不計(jì)摩擦阻力和空氣阻力。③小球從平衡位置被拉開的距離在彈簧彈性限度內(nèi)。往復(fù)

0小球彈簧理想化4.簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)

平衡位置回復(fù)力平衡位置平衡位置效果合力分力研考點(diǎn)?精準(zhǔn)突破簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的五大特征

受力特征回復(fù)力F=-kx,F(或a)的大小與x的大小成正比,方向相反運(yùn)動(dòng)特征靠近平衡位置時(shí),a、F、x都減小,v增大;遠(yuǎn)離平衡位置時(shí),a、F、x都增大,v減小能量特征對(duì)同一個(gè)振動(dòng)系統(tǒng),振幅越大,總能量越大。在運(yùn)動(dòng)過程中,動(dòng)能和勢(shì)能相互轉(zhuǎn)化,系統(tǒng)的機(jī)械能守恒周期性特征對(duì)稱性特征考向一簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)基本物理量的分析典題1(2024河北卷)如圖所示,一電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)輕桿在豎直框架平面內(nèi)勻速轉(zhuǎn)動(dòng),輕桿一端固定在電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)軸上,另一端懸掛一紫外光筆,轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)紫外光始終豎直投射至水平鋪開的感光紙上,沿垂直于框架的方向勻速拖動(dòng)感光紙,感光紙上就畫出了描述光點(diǎn)振動(dòng)的x-t圖像,已知輕桿在豎直面內(nèi)長(zhǎng)0.1m,電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速為12r/min,該振動(dòng)的圓頻率和光點(diǎn)在12.5s內(nèi)通過的路程分別為(

)A.0.2rad/s,1.0mB.0.2rad/s,1.25mC.1.26rad/s,1.0mD.1.26rad/s,1.25mC

考向二簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的特征應(yīng)用典題2

小球做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng),若從平衡位置O開始計(jì)時(shí),經(jīng)過0.5s,小球第一次經(jīng)過P點(diǎn),又經(jīng)過0.2s,小球第二次經(jīng)過P點(diǎn),小球第三次經(jīng)過P點(diǎn)可能是(

)A.1.0s B.2.4sC.0.8s D.2.2sD解析

若小球從O點(diǎn)開始向指向P點(diǎn)的方向振動(dòng),作出示意圖如圖甲所示

考點(diǎn)二簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)表達(dá)式和圖像強(qiáng)基礎(chǔ)?固本增分

Asin(ωt+φ)相位

初相位位移研考點(diǎn)?精準(zhǔn)突破1.對(duì)簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)圖像的認(rèn)識(shí)(1)簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的圖像是一條正弦曲線或余弦曲線,分別如圖甲、乙所示。(2)圖像反映的是位移隨時(shí)間的變化規(guī)律,隨時(shí)間的增加而延伸,圖像不代表質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的軌跡。

2.由簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)圖像可獲取的信息(1)判定振動(dòng)的振幅A和周期T,如圖所示。(2)判定振動(dòng)物體在某一時(shí)刻的位移。(3)判定某時(shí)刻質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向①下一時(shí)刻若位移增加,質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向是遠(yuǎn)離平衡位置;②下一時(shí)刻若位移減小,質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向是指向平衡位置。(4)判定某時(shí)刻質(zhì)點(diǎn)的加速度(回復(fù)力)的大小和方向。

(5)比較不同時(shí)刻質(zhì)點(diǎn)的勢(shì)能和動(dòng)能的大小:質(zhì)點(diǎn)的位移越大,它所具有的勢(shì)能越大,動(dòng)能則越小。

考向一從振動(dòng)圖獲取信息典題3(多選)(2025八省聯(lián)考河南卷)某簡(jiǎn)諧橫波在t=0時(shí)刻的波形圖如圖所示。x=0處質(zhì)點(diǎn)的位移為y=-4cm,x=0.7m處的質(zhì)點(diǎn)P位于平衡位置且振動(dòng)方向向下。已知該波的周期為1.2s,則(

)A.該波的波長(zhǎng)為1.2mB.該波的波速為2m/sC.該波沿x軸正方向傳播D.t=0.1s時(shí)刻,x=0處的質(zhì)點(diǎn)位于平衡位置AD

考向二根據(jù)條件寫振動(dòng)方程典題4(2024北京卷)圖甲為用手機(jī)和輕彈簧制作的一個(gè)振動(dòng)裝置。手機(jī)加速度傳感器記錄了手機(jī)在豎直方向的振動(dòng)情況,以向上為正方向,得到手機(jī)振動(dòng)過程中加速度a隨時(shí)間t變化的曲線為正弦曲線,如圖乙所示。下列說法正確的是(

)A.t=0時(shí),彈簧彈力為0B.t=0.2s時(shí),手機(jī)位于平衡位置上方C.從t=0至t=0.2s,手機(jī)的動(dòng)能增大D.a隨t變化的關(guān)系式為a=4sin(2.5πt)m/s2D

考點(diǎn)三單擺及其周期公式強(qiáng)基礎(chǔ)?固本增分1.定義如果細(xì)線的長(zhǎng)度不可改變,細(xì)線的質(zhì)量與小球相比可以忽略,球的直徑與線的長(zhǎng)度相比也可以忽略,這樣的裝置叫作單擺。(如圖)

特別提醒

當(dāng)單擺處于月球上時(shí),重力加速度為g月;當(dāng)單擺處于超重或失重狀態(tài)時(shí),重力加速度為等效重力加速度。

5.單擺的等時(shí)性:單擺的振動(dòng)周期取決于

和

,與振幅和擺球質(zhì)量

。

擺長(zhǎng)l重力加速度g

無關(guān)

研考點(diǎn)?精準(zhǔn)突破

典題5(2024甘肅卷)某單擺的振動(dòng)圖像如圖所示,重力加速度g取10m/s2。下列說法正確的是(

)A.擺長(zhǎng)為1.6m,起始時(shí)刻速度最大B.擺長(zhǎng)為2.5m,起始時(shí)刻速度為零C.擺長(zhǎng)為1.6m,A、C點(diǎn)的速度相同D.擺長(zhǎng)為2.5m,A、B點(diǎn)的速度相同C

典題6

正在修建的樓房頂上固定一根不可伸長(zhǎng)的細(xì)線垂到窗沿下,某同學(xué)想應(yīng)用單擺原理測(cè)量窗的上沿到房頂?shù)母叨?他先將線的下端系上一個(gè)小球,當(dāng)小球靜止時(shí),細(xì)線恰好與窗子上沿接觸且保持豎直,球在最低點(diǎn)B時(shí),球心到窗上沿的距離為l=1m。現(xiàn)使小球在垂直于墻的豎直平面內(nèi)做小角度擺動(dòng),如圖所示,從小球第1次通過圖中的B點(diǎn)開始計(jì)時(shí)到第21次通過B點(diǎn)共用時(shí)40s。當(dāng)?shù)刂亓铀俣萭值取π2m/s2,根據(jù)以上數(shù)據(jù),求:(1)該單擺的周期;(2)房頂?shù)酱吧涎氐母叨萮。

ABC典題7(多選)(2024廣東清遠(yuǎn)階段練習(xí))某同學(xué)在探究單擺運(yùn)動(dòng)中,圖甲是用力傳感器對(duì)單擺運(yùn)動(dòng)過程進(jìn)行測(cè)量的裝置圖,圖乙是與力傳感器連接的計(jì)算機(jī)屏幕所顯示的F-t圖像,π2≈g,根據(jù)圖乙的信息,下列說法不正確的是(

)A.用刻度尺量得細(xì)線長(zhǎng)度L,即擺長(zhǎng)為L(zhǎng)B.擺球所受重力和擺線對(duì)擺球拉力的合力充當(dāng)單擺的回復(fù)力C.從t=0時(shí)刻開始擺球第一次擺到最低點(diǎn)的時(shí)刻為0.1sD.該單擺的擺長(zhǎng)為0.64m

考點(diǎn)四受迫振動(dòng)和共振強(qiáng)基礎(chǔ)?固本增分1.固有振動(dòng)和固有頻率(1)固有振動(dòng):振動(dòng)系統(tǒng)在

的情況下的振動(dòng)。

(2)固有頻率:

振動(dòng)的頻率。

沒有外力干預(yù)

固有2.阻尼振動(dòng)(1)阻尼振動(dòng):振動(dòng)系統(tǒng)受到

作用時(shí),

隨時(shí)間逐漸減小的振動(dòng),其振動(dòng)圖像如圖所示。

(2)振動(dòng)系統(tǒng)能量衰減的兩種方式①振動(dòng)系統(tǒng)受到

阻力作用,機(jī)械能逐漸轉(zhuǎn)化為

。

②振動(dòng)系統(tǒng)引起鄰近介質(zhì)中各質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng),能量向四周輻射出去,從而自身的機(jī)械能

。

阻礙振幅摩擦內(nèi)能減少3.受迫振動(dòng)

驅(qū)動(dòng)力驅(qū)動(dòng)力無關(guān)4.共振

固有頻率等于振幅Am越小×√√××研考點(diǎn)?精準(zhǔn)突破1.自由振動(dòng)、受迫振動(dòng)和共振的比較

振動(dòng)類型自由振動(dòng)受迫振動(dòng)共振受力情況僅受回復(fù)力受驅(qū)動(dòng)力受驅(qū)動(dòng)力振動(dòng)周期或頻率由系統(tǒng)本身性質(zhì)決定,即固有周期T0或固有頻率f0由驅(qū)動(dòng)力的周期或頻率決定,即T=T驅(qū)或f=f驅(qū)T驅(qū)=T0或f驅(qū)=f0振動(dòng)能量系統(tǒng)的機(jī)械能不變由產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)力的物體提供振動(dòng)物體獲得的能量最大常見例子彈簧振子或單擺(θ<5°)機(jī)械工作時(shí)底座發(fā)生的振動(dòng)共振篩、聲音的共鳴2.對(duì)共振的理解(1)共振曲線:如圖所示,橫坐標(biāo)為驅(qū)動(dòng)力頻率f,縱坐標(biāo)為振幅A。它直觀地反映了驅(qū)動(dòng)力頻率對(duì)某固有頻率為f0的振動(dòng)系統(tǒng)受迫振動(dòng)振幅的影響,由圖可知,f與f0越接近,振幅A越大;當(dāng)f=f0時(shí),振幅A最大。(2)受迫振動(dòng)中系統(tǒng)能量的轉(zhuǎn)化:做受迫振動(dòng)的系統(tǒng),其機(jī)械能不守恒,系統(tǒng)與外界時(shí)刻進(jìn)行能量交換。

考向一受迫振動(dòng)和共振規(guī)律典題8(多選)如圖甲所示,在一條張緊的繩子上掛了三個(gè)擺,a、c擺的擺長(zhǎng)相同且小于b擺的擺長(zhǎng)。當(dāng)a擺振動(dòng)的時(shí)候,通過張緊的繩子給其他各擺施加驅(qū)動(dòng)力,使其余各擺也振動(dòng)起來。圖乙是c擺穩(wěn)定以后的振動(dòng)圖像,重力加速度為g,不計(jì)空氣阻力,則(

)A.a、b、c單擺的固有周期關(guān)系為Ta=Tc<TbB.b、c擺振動(dòng)達(dá)到穩(wěn)定時(shí),c擺振幅較大C.達(dá)到穩(wěn)定時(shí)b擺的振幅最大D.由圖乙可知,此時(shí)b擺的周期Tb小于t0AB

考向二生活中的受迫振動(dòng)和共振典題9(多選)為了提高松樹上松果的采摘率和工作效率,工程技術(shù)人員利用松果的慣性發(fā)明了用打擊桿、振動(dòng)器使松果落下的兩種裝置,如圖甲、乙所示,則(

)A.針對(duì)不同樹木,落果效果最好的振動(dòng)頻率可能不同B.隨著振動(dòng)器頻率的增加,樹干振動(dòng)的幅度一定增大C.打擊桿對(duì)不同粗細(xì)樹干打擊結(jié)束后,樹干的振動(dòng)頻率相同D.穩(wěn)定后,不同粗細(xì)樹干的振動(dòng)頻率始終與振動(dòng)器的振動(dòng)頻率相同AD解析

振動(dòng)器使松果落下的工作原理