高考物理机械振动与机械波课件.pptx

考情清单;考点一机械振动;(3)回复力:振动物体偏离平衡位置后,所受到的使它回到平衡位置的力。

特点:①方向总是指向平衡位置。②效果力,提供回复力的可以是一个力、几个力的

合力或某一个力的分力。③将物体所受外力正交分解后,回复力是沿速度方向上的合

力。

(4)周期T和频率f:描述振动快慢的物理量,两者互为倒数关系。;位移

表达式;对称性

特征;4.简谐运动的振动图像

(1)图像

?

(2)意义

反映一个质点振动的位移随时间变化的规律(不是质点的运动轨迹)。;(3)特点

简谐运动的图线都是正弦或余弦曲线。

(4)蕴含信息

①振幅A、周期T以及各时刻质点的位置、某段时间内质点的位移。

②各时刻回复力、加速度、速度、位移的方向。判断速度方向可以作曲线上某点的

切线,若切线的斜率为正,说明该时刻的速度方向为正方向。

③某段时间内位移、回复力、加速度、速度、动能、势能的变化情况。例如当x为正

且增大时,由F=-kx,可知F为负,大小增大,故a=?为负,大小增大;当x=0时,a=0,v最大;x最

大时,a最大,v=0。;例1????(多选)某弹簧振子在水平方向上做简谐运动,其振动图像如图所示,则振子在?

(????)

A.0~60s内的路程为15m

B.0~60s内的位移为零

C.第3s末与第5s末的速度相同;?解析????由题图可知A=0.5m,T=8s,则60s=?T,所以振子在0~60s内的路程s=?×4A=

15m,A正确。0s时和60s时振子均位于平衡位置,所以0~60s内振子的位移为零,B正

确。第3s末与第5s末振子的位置关于平衡位置对称,可得加速度大小相等,方向相反;

由振动图像中图线上某点切线的斜率的正负表示速度的方向及对称性可得振子在这

两个时刻的速度相同,C正确,D错误。;5.简谐运动的两类基本模型;?;二、受迫振动共振

1.受迫振动

(1)定义:系统在驱动力作用下的振动。

(2)特点:受迫振动的频率等于驱动力的频率,跟系统的固有频率无关。

2.共振

(1)现象:当驱动力的频率等于系统的固有频率时,受迫振动的振幅最大。

(2)条件:驱动力的频率等于固有频率。

(3)共振曲线(如图所示)。;3.简谐运动、受迫振动和共振的比较;考点二机械波;2.波长、频率和波速及其关系

(1)波长:在波的传播方向上,振动相位总是相同的两个相邻质点间的距离,用λ表示。波

长由频率和波速共同决定。

(2)频率:波的频率由波源决定,等于波源的振动频率。

(3)波速:波的传播速度。波速由介质决定,与波源无关。

(4)波速公式:v=λf=?或v=?。;二、波的图像

1.图像

?

2.意义:反映某时刻各质点偏离平衡位置的位移。

3.特点:图线是正弦曲线。

4.蕴含信息

(1)振幅A和波长λ。;(2)各质点在图示时刻的位移。

(3)各质点在图示时刻的回复力和加速度的大小(定性)、方向。

5.波的传播方向与质点的振动方向的互判方法;例2????(多选)“波”字最早用于描述水纹起伏之状,唐代诗人韦应物有“微风动柳生水

波”的描述。“微风动柳”在水面引起水波向四周传播,如图是t=0时刻水波沿x轴方

向传播的部分波形图,此后质点A比质点B先回到平衡位置且时间差为0.1s,已知A点纵

坐标yA=-?cm。下列说法正确的是?(????)

?;?解析????质点A比质点B先回到平衡位置,所以t=0时质点B沿y轴负方向振动,由此判断

水波沿x轴正方向传播,A正确。由题图可知?λ=2cm,即λ=8cm,设波形图的表达式为y

=Asin?。由题意得,当x=0时,y=yA=-?cm;当x=2cm时,y=yB=-?cm;将横、纵

坐标分别代入表达式联立可得水波的振幅为1cm,B错误。水波的波速v=?=?=20

cm/s,由波速公式v=?得水波的周期T=?=0.4s,C正确。各质点只会在自己的平衡位置

附近振动,不会随波迁移,D错误。;三、波的多解性问题;例3????(多选)一列简谐横波沿x轴负方向传播,t=0时刻的波形如图中实线所示,t=0.7s时

刻的波形如图中虚线所示,下列叙述正确的是?(????)

A.波的周期可能为2.8s

B.波的传播速度可能为20m/s;?解析????由波形图及波沿x轴负方向传播可得,0.7s=?+nT,所以波的周期T=?s(n

=0,1,2,…),n取任何值,周期T都不可能为2.8s,A错误。波长λ=8m,则波速v=?=?(4n+

3)m/s(n=0,1,2,…);当n=1时,v=20m/s,B正确。先从题图中找到质点P在t=0.7s时刻的

位置,再根据波向x轴负方向传播可得,质点P在t=0.7s时向y轴负方向运动,C正确。当x

=4m处的质点在平衡