2020版高考物理教科版大一轮复习讲义:第十四章 第1讲 机械振动 Word版含解析
2020版高考物理教科版大一轮复习讲义:第十四章 第1讲 机械振动 Word版含解析第3页

C.简谐运动的回复力可以是恒力

D.弹簧振子每次经过平衡位置时,位移为零、动能最大

E.单摆在任何情况下的运动都是简谐运动

答案 BD

二、简谐运动的公式和图像

1.表达式

(1)动力学表达式:F=-kx,其中"-"表示回复力与位移的方向相反.

(2)运动学表达式:x=Asin(ωt+φ0),其中A代表振幅,ω=2πf代表简谐运动的快慢,ωt+φ0代表简谐运动的相位,φ0叫做初相.

2.图像

(1)从平衡位置开始计时,函数表达式为x=Asin ωt,图像如图1甲所示.

(2)从最大位移处开始计时,函数表达式为x=Acos ωt,图像如图乙所示.

图1

自测2 有一弹簧振子,振幅为0.8 cm,周期为0.5 s,初始时具有负方向的最大加速度,则它的振动方程是(  )

A.x=8×10-3sin m

B.x=8×10-3sin m

C.x=8×10-1sin m

D.x=8×10-1sin m

答案 A

解析 振幅A=0.8 cm=8×10-3 m,ω==4π rad/s.由题知初始时(即t=0时)振子在正向最大位移处,即sin φ0=1,得φ0=,故振子做简谐运动的振动方程为:x=8×10-3sin m,选项A正确.

三、受迫振动和共振

1.受迫振动

系统在驱动力作用下的振动.做受迫振动的物体,它做受迫振动的周期(或频率)等于驱动力的周期(或频率),而与物体的固有周期(或频率)无关.