高考物理一轮复习第十四单元机械振动与机械波第1讲机械振动学案新人教版.docVIP

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机械振动

一、考情分析

1．本单元考查的热点有简谐运动的特点及图象、波的图象以及波长、波速、频率的关系,题型有选择、填空、计算等,难度中等偏下,波动与振动的综合,以计算题的形式考查的居多．

2．对振动和波动部分,复习时应注意理解振动过程中回复力、位移、速度、加速度等各物理量的变化规律、振动与波动的关系及两个图象的物理意义,注意图象在空间和时间上的周期性．

二、知识特点

1．本单元的概念较多,如：机械振动、平衡位置、简谐运动、回复力、振幅、周期、频率、受迫振动、共振、波峰、波谷、波长、波速、横波、纵波等．

2．机械振动在生活中非常常见,鸟飞走后树枝的振动、弹簧振子上下振动等,知识源于生活,高于生活,本章通过研究特殊的振动,即简谐运动来展开．本章知识与力学中的胡克定律、平衡、牛顿第二定律、机械能守恒等知识联系紧密．

三、复习方法

1．本单元复习应准确掌握的8个重要概念：简谐运动、回复力、共振、机械波、横波、纵波、波的干涉、波的衍射；3个重要公式：x＝Asin(ωt＋φ)、T＝2πeq\r(\f(l,g))、v＝λf＝eq\f(λ,T)；3个规律：

(1)简谐运动的规律；

(2)受迫振动的规律；

(3)机械波的传播规律．

2．必须理解的5个关键点：

(1)简谐运动的受力特征、运动特征、周期特征、对称特征和能量特征；

(2)简谐运动的图象信息；

(3)机械波的图象信息；

(4)造成波动问题条件的主要因素；

(5)波的干涉现象中加强点、减弱点的判断．

第1讲机械振动

考纲考情

核心素养

?简谐运动Ⅰ

?简谐运动的公式和图象Ⅱ

?单摆、单摆的周期公式Ⅰ

?受迫振动和共振Ⅰ

?平衡位置、回复力、简谐运动、全振动、振幅、周期、频率、固有频率、阻尼振动、受迫振动、共振

物理观念

全国卷5年7考

高考指数★★★★★

?弹簧振子、单摆、振动图象

?探究单摆周期与摆长的关系

科学思维

知识点一简谐运动

知识点二简谐运动的两种模型

知识点三受迫振动和共振

1．思考判断

(1)简谐运动是匀变速运动．(×)

(2)周期、频率是表征物体做简谐运动快慢程度的物理量．(√)

(3)振幅等于振子运动轨迹的长度．(×)

(4)简谐运动的回复力可以是恒力．(×)

(5)弹簧振子每次经过平衡位置时,位移为零、动能最大．(√)

(6)单摆在任何情况下的运动都是简谐运动．(×)

2．(多选)做简谐运动的物体,当它每次经过同一位置时,相同的物理量是(ACD)

A．位移 B．速度

C．加速度 D．回复力

解析：经过同一位置,位移一定相同,由F＝－kx及a＝eq\f(－kx,m)知回复力和加速度一定相同,速度大小相等,但方向可能相反,B项错误,A、C、D正确．

3．一个弹簧振子做简谐振动,若从平衡位置开始计时,经过3s时,振子第一次到达P点,又经过2s第二次经过P点．则该弹簧振子的振动周期可能为(B)

A．32sB．16sC．8sD．4s

解析：根据题意,弹簧振子经3s第一次到达P点,再经1s到达最大位移处,再经1s第二次到达P点,所以4s＝eq\f(1,4)T或eq\f(3,4)T,振动周期为16s或eq\f(16,3)s,选项B正确．

4．如图所示,弹簧振子在B、C间振动,O为平衡位置,BO＝OC＝5cm.若振子从B到C的运动时间是1s,则下列说法中正确的是(D)

A．振子从B经O到C完成一次全振动

B．振动周期是1s,振幅是10cm

C．经过两次全振动,振子通过的路程是20cm

D．从B开始经过3s,振子通过的路程是30cm

解析：振子从B→O→C仅完成了半次全振动,所以周期T＝2×1s＝2s,选项A、B错误；振幅A＝BO＝5cm,振子在一次全振动中通过的路程为4A＝20cm,所以两次全振动中通过的路程为40cm,选项C错误；3s的时间为1.5T,所以振子通过的路程为30cm,选项D正确．

5．(多选)如图所示,A球振动后,通过水平细绳迫使B、C振动,振动达到稳定时,下列说法中正确的是(CD)

A．只有A、C的振动周期相等

B．C的振幅比B的振幅小

C．C的振幅比B的振幅大

D．A、B、C的振动周期相等

解析：B球、C球做受迫振动,周期都等于A球的振动周期,选项A错误,D正确；A球、C球摆长相等,所以固有频率相等,则C球发生共振,C的振幅比B的振幅大,选项B错误,C正确．

考点1简谐运动的特征

受力

特征

回复力F＝－kx,F(或a)的大小与x的大小成正比,方向相反

运动

特征

靠近平衡位置时,a、F、x都减小,v增大；远离