高三物理总复习专题讲座(振动和波).docVIP

高三物理总复习专题讲座（振动和波） 一、基本概念 1、振动的特点和产生条件：振动的特点是具有运动的重复性、周期性．其条件是：(1)必须受到回复力的作用．(2)所受的摩擦阻力足够小． 2、简谐运动的特点：具有运动的重复性(即周期性)，对称性．加速度与速度变化情况正好相反．简谐运动的条件：(1)回复力与位移成正比而方向相反．(2)不考虑阻力． 3、关于回复力：物体离开平衡位置时受到指向平衡位置的力叫回复力．它不单指弹簧的弹力，也可以是重力、弹力、摩擦力或它们的分力、合力．效果是使物体回到平衡位置． 4、关于位移：简谐振动的位移是以平衡位置为参照点的，即位移的大小是指物体离开平衡位置的距离．位移的方向总是由平衡位置指向物体某时刻所在的位置．但必须注意：如果要求物体在某段时间内的位移，则应是该段时间始末位置的距离，方向由初位置指向末位置．而物体在某段时间内的路程，则是该段时间内通过的路途长度(包括往返距离)． 5、关于平衡位置：是物体不振动时的静止位置．或者说是回复力为零的位置，切不能说是合外力为零的位置． 6、振幅是描述振动强弱的物理量，而周期、频率是描述振动快慢的物理量．注意周期的大小与振幅无关． 7、注意振幅是指离开平衡位置的最大距离，是标量，物体完成一次全振动经过的路程等于振幅的4倍．全振动是指物体先后两次运动状态(位移、速度)完全相同所经过的过程．不要误解为先后通过同一位置所经过的过程． 8、单摆的回复力是重力沿切线方向的分力，不能误以为是重力与拉力的合力．单摆过平衡位置时合外力不为零． 9、单摆的周期与摆球质量、振幅均无关，只由摆长决定．摆长是悬点到球心的距离． 10、振动图像表示质点振动过程中各个时刻的位置．它反映质点的位移随时间的变化规律，切不可将图像看作质点运动的轨迹， 11、振动图像的正负最大值是振幅．两相邻的运动状态(位移、速度)完全相同的两点间的时间是周期． 12、判定某时刻质点的运动方向是看下一时刻质点的位置在哪里，其运动方向指向下一时刻的位置，即“前看后”。任一时刻的加速度方向都指向平衡位置． 13、物体作简谐振动时，通过回复力对物体做功，实现着不同形式能量间的转化．弹簧振子是通过弹簧的弹力做功(单摆是通过重力做功)，完成了弹性势能(重力势能)与动能间的转化．其特点是总能量(机械能)是守恒的，其数值等于物体运动到振幅处的弹性势能(单摆最高点的重力势能)，也等于物体过平衡位置时的动能． 13、实际上物体在振动过程中由于受摩擦阻力作用，同时将振动能量不断传给周围物质，而使振动能量不断消耗，振幅也随之减小，直至最终停振．这种振幅不断减小的振动称为阻尼振动．在没有摩擦阻力或在振动中能不断从外界获得能量补充以弥补振动中损耗的能量而保持振幅不变时，这种振动就叫无阻尼振动，也叫等幅振动． 14、物体起振后，只在本身回复力作用下振动叫自由振动，物体作自由振动时频率由物体的特性决定，叫固有频率．而物体在周期性策动力作用作受迫振动时，其频率由策动力的频率决定，而与物体的固有频率无关．作受迫振动的物体当其所受策动力的频率等于物体的固有频率时，物体的振幅达到最大，称之为“共振”。 15、波在介质中传播的原理是：振源的振动通过介质相邻质点之间的相互作用，由相邻的质点间依次“带动”，使由近及远的质点相继振动起来，这样，振动这种运动形式就在介质中不断传播出去．在时间上，离振源越远的点开始振动的时间越迟，使介质中各质点同一时刻离开各自平衡位置的位移不同，形成凹凸起伏相间(疏密相间)的形状即波动． 16、必须注意：振动传播过程，介质中各质点仅在各自的平衡位置附近作振动，并不随波迁移．从能量的观点来看，介质中质点依次“带动”的过程，亦是相邻质点问由近及远地依次做功的过程，所以波动过程也是振动能量由近及远传播的过程．综上所述，波形成过程是传播运动形式——振动和传播能量的过程，这就是波的本质。 17、从对波动形成的物理过程和功、能关系的分析，不难看出：波源是振动这种运动形式和振动能量得以不断向外传播的“发源地”；而振动这种运动形式和振动能量之所以得以由波源向外传播，是依赖于介质质点间的相互作用．因此，波源和介质是形成机械波的两个不可缺少的条件． 18、波动图像记录了一列波在某一时刻沿波的传播方向上各质点的位移，即各质点离开各自平衡位置的情况．由图像可以得到振幅、波长、传播方向等． 19、根据波的图像，知道波的传播方向，由波的传播原理可以判断某时刻各质点的运动方向．其原理是：后一质点总是受到前一质点的带动而振动，故其振动状态总是跟着前质点的状态，即“后跟前”．后一质点的运动方向总是指向该时刻前一质点所发生的位移． 判断某一时刻某一质点振动方向：“波向右传看左边，波向左传看右边。” 判断介质中任一质点开始振动时的振动方向：与介质中刚要开始振动的质点振