2021-2022学年高二物理竞赛课件：振动习题(共15张PPT).pptx

《2021-2022学年高二物理竞赛课件：振动习题(共15张PPT).pptx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2021-2022学年高二物理竞赛课件：振动习题(共15张PPT).pptx（15页珍藏版）》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。

1、振动习题课件解解 取坐标如图，船所受的浮力和重力平衡处取坐标如图，船所受的浮力和重力平衡处为坐标原点。设水的密度为为坐标原点。设水的密度为习习题题 一一质质量量为为m的的平平底底船船，其其平平均均水水平平截截面面积积为为S，吃吃水水深深度度为为h。如如不不计计水水的的阻阻力力，求求此此船船在竖直方向的振动周期。在竖直方向的振动周期。yPPyO船的位置用平衡时的船的位置用平衡时的吃水线吃水线 P相对于水面相对于水面的位移的位移 y 来描述，此来描述，此时船所受力的合力为时船所受力的合力为，则，则(1)时，从上列各式求得时，从上列各式求得这就是物体在这两个时刻这就是物体在这两个时刻的相位差，由于振

2、幅矢量的相位差，由于振幅矢量的旋转角速度为的旋转角速度为 ，所以，所以可得到所需的时间可得到所需的时间（3）由由振振幅幅矢矢量量图图可可知知，从从x=0.06m向向x轴轴负负方方向向运运动动，第第一一次次回回到到平平衡衡位位置置时时，振振幅幅矢矢量转过的角度为量转过的角度为 O力力F 的大小与位移的大小与位移y成正比，方向相反，所以成正比，方向相反，所以船在竖直方向作简谐振动，其角频率及周期船在竖直方向作简谐振动，其角频率及周期分别为分别为将式（将式（1）代入得）代入得习习题题 在在横横截截面面为为S的的U形形管管中中有有适适量量液液体体，液液体体总总长长度度为为l，质质量量为为m，密密度度为

3、为 ，求求液液面面上上下下起起伏伏的的振振动动频频率率（忽忽略略液液体体与与管管壁壁间间的的摩摩擦）。擦）。选选如如图图坐坐标标，并并选选两两侧侧液液面面等等高高时时的的平平衡衡位位置置为为坐坐标标原原点点，且且液液体体势势能能为为零零。液液体体不不可可压压缩，整个液体的动能为缩，整个液体的动能为:解解 液液体体受受到到初初始始扰扰动动后后，振振动动过过程程中中没没有有机机械械能能损损失失，因因此此用能量守恒方法来分析。用能量守恒方法来分析。yyyO由能量由能量守恒得守恒得 将上式对时间将上式对时间 t 求导求导而而 所以所以动能动能:整理后得整理后得yyOy势能：势能：求它们的合振动的振幅和

4、初相。求它们的合振动的振幅和初相。解解 采用旋转矢量法采用旋转矢量法习习题题 N个个同同方方向向、同同频频率率的的简简谐谐振振动动，它它们们的的振振幅幅相相等等，初初相相分分别别为为 ，依依次次差差一一个个恒量恒量 ，振动表达式可写为，振动表达式可写为 xOa1 N a2a4 a3a5PQCM在在 中，中，所以所以式中式中 为为A与与x轴间的夹角，即合振动的初相。轴间的夹角，即合振动的初相。最后求得合振动的表达式为最后求得合振动的表达式为又因为又因为 xOa1 N a2a4 a3a5PQCM一般情况一般情况特例特例1）2）的倍数的整数的倍数的整数各分振各分振动的动的初初相相同相相同合振幅为最大

5、值合振幅为最大值合振幅为最小合振幅为最小3）次极大次极大（多光束干涉的理论基础）（多光束干涉的理论基础）特例特例1）2）的倍数的整数的倍数的整数主极大主极大极小极小例例 三个同频率三个同频率，同振幅同振幅A0，同方向的，同方向的 SHV，相邻相位差为相邻相位差为/3。求：合振幅求：合振幅A。解：解：画旋转矢量图画旋转矢量图/3/3/3/3由图很容易得到由图很容易得到 A=2A0或或对弹簧振子的两点说明对弹簧振子的两点说明1.设两个弹簧弹性系数分别为设两个弹簧弹性系数分别为k1和和k2 当它们当它们串联串联时，等效弹性系数为时，等效弹性系数为k1k2/(k1+k2)；当它们当它们并联并联时，等效

6、弹性系数为时，等效弹性系数为k1+k2。2.对长为对长为l的弹簧截取其半，的弹簧截取其半，S不变，不变，K变成变成2K。对一长为对一长为l、截面积为、截面积为S的棒，两端以力的棒，两端以力F拉之，伸长，拉之，伸长，胡克定律：胡克定律：F/S=Yl/l（Y仅取决于材料性质，称为杨氏模量）仅取决于材料性质，称为杨氏模量），此式可以写成：此式可以写成：F=(Y S/l)l 显然，显然，YS/l=K，K1/K2=l2/l1 所以，对长为所以，对长为l的弹簧截取其半，的弹簧截取其半，S不变，不变，K必然变成必然变成2K。习习.物物体体质质量量都都为为m,b弹弹簧簧长长度度为为a 的的一一半半,c中中两两弹弹簧长度与簧长度与b相同相同,则三个系统的则三个系统的 2值之比值之比 （A）2:1:0.5（B）1:2:4（C）4:2:1（D）1:1:2并联：并联：串联：串联：答答:（B）习习.在在一一铅铅直直悬悬挂挂的的弹弹簧簧下下系系一一质质量量为为m的的物物体体，再再用用此此弹弹簧簧改改系系一一质质量量为为4m的的物物体体，最最后后将将此此弹弹簧簧截截断断为为两两个个等等长长的的弹弹簧簧,并并联联后后悬悬挂挂质质量量为为m的的物体，则这三个系统的周期值之比为物体，则这三个系统的周期值之比为(A)(B)(C)(D)m4mm答答:（C）