《高二物理3-4知识归纳及典型例题.》.doc

选修 3-41．物体做简谐运动的动力学特征：回复力及加速度与位移大小成正比，方向总是与位移的方向相反，始终指向______位置，其表达式为：F＝________，＝________，回复力的来源是物体所受到的合力。 2．物体做简谐运动的运动学特征是周期性运动、位移、回复力、加速度、速度、动量都随时间按“正弦”或“余弦”的规律变化，它们的周期均相同，其位移随时间变化的表达式为：＝_______ 3．简谐运动的能量特征是：振动的能量与________有关，随______的增大而增大，振动系统的动能和势能相互转化，总机械能守恒，能量的转化周期是位移周期的。 4．简谐运动的两种模型是________和单摆，当单摆摆动的角度时，可以看成简谐运动，其周期公式为T＝，可以用该公式测定某个天体表面的______，表达式为：＝__________＝_____________，为摆线长，为球的直径。 5．机械波（1）机械波的产生条件：①波源；②______________。 （2）机械波的特点①机械波传播的是振动的形式和______，质点在各自的平衡位置附近振动，并不随波迁移。实质：通过传播振动的形式而将振源的能量传播出去。 ②介质中各质点的振动周期和波的传播周期都与_____________________相同。 ③机械波的传播速度只由__________决定。 6．振动图象和波动图象的物理意义不同，振动图象反映的是____________________，而波动图象是_____________________________。振动图象随时间推移图象延续，但是已有的形态不变，而波动图象随时间的推移，图象沿传播方向______________。 7．简谐运动和波动都具有对称性和________性，而波的传播还具有________性，简谐运动的变速运动，波动在同种均匀介质中是___________运动，所以满足. 8．波的叠加原理（独立传播原理） 几列波相遇时能够保持各自的状态而不互相干扰，在几列波重叠的区域里，任何一个质点的总位移，都等于这几列波分别引起的位移的__________________ 9．波的现象（1）干涉、衍射、多普勒效应（2）波的干涉 ①必要条件：频率相同②设两列波到某一点的波程差为，若两波振动情况完全相同，则 加强区域始终加强，振幅A＝A1+A2减弱区始终减弱，振幅＝A＝。 ④若两波源的振动情况相反，则加强区、减弱区的条件与上相反。 【思想方法】 1．判断波的传播方向和质点振点方向的方法：①特殊点法。②_______法（波形法）。 2．利用波传播的周期性，双向性解题 （1）波的图象的周期性：相隔时间为周期整数倍的两个时刻的波形相同，从而使题目的解答出现多解的可能。 （2）波传播方向的双向性：在题目未给出传播方向时，要考虑到波可沿轴_____或________传播的两种可能性。 一、简谐运动 1.表征振动的物理量 （1）位移x（m）：从平衡位置指向物体所在位置的有向线段。 （2）振幅A（m）：振动物体离开平衡位置的最大距离。它是标量，表示振动的强弱（3）周期T：完成一次全振动的时间。（4）频率f（Hz）：在1秒内完成全振动的次数。 固有周期和固有频率的大小是由振动物体本身的属性决定的，与振幅等无关。 2．简谐运动产生条件：①无摩擦阻力：②回复力必须满足：。“－”号表示回复力的方向与物体相对平衡位置的位移方向相反。典型例子是：弹簧振子和单摆的振动。 3.简谐运动的数学表达式：。 4．简谐运动的对称性： 如图所示，振子经过关于平衡位置O对称（OP＝OP′）的两点P、P′时，速度的大小、动能、势能相等。相对于平衡位置的位移大小相等。 振子由P到O所用时间等于由O到P′所用时间，即tOP=tOP′. 振子往复运动过程中通过同一段路程（如OP段）所用时间相等，即tOP=tPO 5．能量特征：系统动能Ek与势能EP相互转化，系统的机械能守恒。 6．简谐运动的图象（）确定振动的振幅（3）确定振动的周期和频率。（4）确定各质点的振动方向（5）比较各时刻质点加速度的大小和方向。 二、机械波 1．波长、周期、频率的关系： 其中波速v介质有关。因波动是传播的波源的振动形式，故当同一列波在不同介质中传播时，波的周期和频率是不发生变化。 2．波的图象 波的图象反映的是波的传播过程中某一时刻各个质点相对于各自的平衡位置的位移情况，从图象中可以看出：①波长；②振幅A；③该时刻各质点偏离平衡位置的位移情况； ④如果波的传播方向已知，可判断各质点该时刻的振动方向以及下一时刻的波形； ⑤如果波的传播速度大小已知，可利用图象所得的相关信息进一步求得各质点振动的周期和频率：。 1有一个单摆，在竖直平面内做小摆角振动，周期为2s．如果从单摆向右运动通过平衡位置