资料简介
４８５年高考３年模拟Ｂ版高考物理专题十五机械振动与机械波?３．单摆与弹簧振子的比较?考点1机械振动?项目弹簧振子（水平）单摆?（１）摆线为不可伸长的轻细线一、简谐运动?（１）弹簧质量忽略不计（２）摆球的直径与线的长度相１．简谐运动简谐运?（２）无摩擦等阻力比可忽略（１）定义：如果质点的位移与时间的关系遵从正弦函数的规动条件（３）在弹性限度内（３）无空气等阻力律，即它的振动图像（ｘ－ｔ图像）是一条正弦曲线，这样的振动叫?（４）摆角θ＜５°作简谐运动。?摆球重力沿与摆线垂直（即圆（２）简谐运动的特征?弧切线）方向的分力提供?弹簧的弹力提供①动力学特征：Ｆ＝－ｋｘ。回复力ｍｇ?Ｆ回＝Ｆ弹＝－ｋｘ（ｘ为形变量）Ｆ回＝ｍｇｓｉｎα＝－ｘ（ｌ为摆②运动学特征：ｘ、ｖ、ａ均按正弦或余弦规律发生周期性的变ｌ化（注意ｖ、ａ的变化趋势相反）。?长，ｘ是相对平衡位置的位移）③能量特征：系统的机械能守恒，振幅Ａ不变。?Ｆ回＝０，ａ切＝０?平衡Ｆ回＝０，ａ＝０（３）描述简谐运动的物理量小球摆动到最低点（此时位置弹簧处于原长①位移ｘ：由平衡位置指向振动物体所在位置的有向线段，?Ｆ向心≠０，ａ＝ａ向心≠０）是矢量。?能量转弹性势能与动能的相互重力势能与动能的相互转化，②振幅Ａ：振动物体离开平衡位置的最大距离，是标量，它表?化关系转化，机械能守恒机械能守恒示振动的强弱。?ｍｌ③周期Ｔ和频率ｆ：做简谐运动的物体完成一次全振动所需?固有Ｔ＝２π，Ｔ与振幅Ｔ＝２π，Ｔ与振幅、摆球质ｋｇ要的时间叫作振动的周期。单位时间内完成全振动的次数叫作?周期无关量无关振动的频率。它们是表示振动快慢的物理量，二者间的关系：?１?二、振动图像受迫振动和共振Ｔ＝。ｆ?１．振动图像（４）简谐运动的表达式?（１）确定振动质点在任一时刻的位移。如图，对应ｔ１、ｔ２时①动力学表达式：Ｆ＝－ｋｘ，其中“－”表示回复力与位移的方?刻的位移分别为ｘ１＝７ｃｍ、ｘ２＝－５ｃｍ。向相反。?（２）确定振动的振幅。图像中最大位移的大小就是振幅，如②运动学表达式：ｘ＝Ａｓｉｎ（ωｔ＋φ），其中Ａ代表振幅，ω（ω＝?图所示，振动的振幅是１０ｃｍ。２πｆ）表示振动的快慢，ωｔ＋φ代表简谐运动的相位，φ叫作初相。?（３）确定振动的周期和频率。振动图像上一个完整的正弦２．单摆?（余弦）图形在时间轴上对应的“长度”表示周期。（１）定义：如图所示，在细线的一端拴一个小球，另一端固定?由图可知，ＯＤ、ＡＥ、ＢＦ对应的时间间隔都等于振动周期，Ｔ＝在悬点上，如果线的伸长和质量都不计，球的直径与线的长度相?０．２ｓ，频率ｆ＝１／Ｔ＝５Ｈｚ。比可以忽略，这样的装置叫作单摆。?（４）确定各时刻质点的振动方向。例如图中的ｔ１时刻，质?点正远离平衡位置向正方向运动；在ｔ３时刻，质点正向着平衡位?置运动。?（５）比较各时刻质点加速度的大小和方向。例如在图中ｔ１?时刻质点位移ｘ１为正，则加速度ａ１为负，ｔ２时刻质点位移ｘ２为?负，则加速度ａ２为正，又因为ｘ１＞｜ｘ２｜，所以｜ａ１｜＞ａ２。?（２）做简谐运动的条件：摆角小于５°。?（３）回复力：小球所受重力沿圆弧切线方向的分力，即Ｆ＝?Ｇ＝Ｇｓｉｎθ，Ｆ的方向与位移ｘ的方向相反。２?ｌ?（４）周期公式：Ｔ＝２π。ｇ?（５）单摆的等时性：单摆的振动周期取决于摆长ｌ和重力加?速度ｇ，与振幅和摆球的质量都没有关系。
专题十五机械振动与机械波４９?２．受迫振动和共振续表?（１）自由振动、受迫振动和共振的比较图像名称?振动图像波的图像对比内容振动类型?自由振动受迫振动共振项目?图像形式受力情况不受驱动受驱动力受驱动力??由系统本身性由驱动力的周（１）波长和振幅振动周期质决定，即固有期或频率决定，Ｔ驱＝Ｔ固或?（１）质点振动周期（２）任一质点此时刻或频率周期或固有即Ｔ＝Ｔ驱或ｆ驱＝ｆ固?（２）质点振幅的位移频率ｆ＝ｆ驱?图像信息（３）各时刻质点位移（３）任一质点此时刻?（４）各时刻质点速度加速度的方向由产生驱动力振动物体获振动物体的机?和加速度方向（４）波的传播方向、质振动能量的物体提供，机得的能量械能不变?点振动方向的互判械能不守恒最大?一个质点位移随时某时刻所有质点的空弹簧振子或单机械工作时底共振筛、转研究内容常见例子?间的变化规律间分布规律摆（摆角θ＜５°）座发生的振动速计等?随着时间的推移，图随着时间的推移，波（２）共振曲线?像将沿着横坐标轴的图像将沿波的传播如图所示，横坐标为驱动力频率ｆ驱，纵坐标为振幅Ａ。它直?图像的变化的正方向延伸，但原方向平移，且每经一观地反映了驱动力频率对受迫振动振幅的影响。由图可知，ｆ驱?有的图像不发生个周期，图像又恢复与ｆ固越接近，振幅Ａ越大，当ｆ驱＝ｆ固时，振幅Ａ最大。?变化原来的形状?等于质点振动周期，两个相邻波峰等于一个波长，显示?显示出振动时间的沿横轴的间距出波动的空间周期性?周期性??二、波的特性?１．波的干涉考点2机械波?（１）波的叠加：几列波相遇时能够保持各自的运动状态继续?传播，在它们重叠的区域里，介质的质点同时参与这几列波引起一、波的图像?的振动，质点的位移等于这几列波单独传播时引起的位移的矢１．机械波的图像量和。?（１）如图所示为一横波的图像，它反映了在波传播的过程（２）波的干涉———稳定的叠加?中，某一时刻介质中各质点的位移在空间的分布，简谐横波的图①定义：频率相同的两列波叠加时，某些区域的振幅增大，?像为正弦（或余弦）曲线。某些区域的振幅减小，这种现象叫波的干涉。?②产生干涉的条件：两列波的频率必须相同，相位差恒定。?注意加强区的质点振动加强只是其振幅变大，并不是?质点一直处于位移最大处，质点的位移随时间仍然按照正弦（或?余弦）规律变化。（２）根据机械波的传播规律，利用波的图像可以得出以下?２．波的衍射信息：?（１）定义：波绕过障碍物继续传播的现象。①介质中质点的振幅Ａ和波长λ，以及该时刻各质点的位移?（２）产生明显衍射现象的条件：障碍物的尺寸或孔（缝）的和加速度的方向。?宽度跟波长相差不多，或者比波长更小。②根据波的传播方向确定该时刻各质点的振动方向，且能?３．多普勒效应画出在Δｔ前（或后）的波形图像。?（１）定义：波源和观察者之间有相对运动，使观察者接收到③根据某一质点的振动方向确定波的传播方向。?的波的频率发生变化的现象叫多普勒效应。２．振动图像与波的图像的比较?（２）产生条件：波源和观察者之间有相对运动。图像名称?振动图像波的图像（３）规律：当波源与观察者相互靠近时，观察者感受到的频对比内容?率升高；当波源与观察者相互远离时，观察者感受到的频率沿波传播方向上所有?研究对象一个振动质点降低。振动质点?发生多普勒效应时，波源的真实频率不会发生任何变化，只记录着一个人一段时记录着许多人某时刻?形象比喻是观察者接收到的频率发生了变化。间内活动的录像带动作表情的集体照片??三、波的多解性问题?波的传播过程中时间上的周期性、空间上的周期性以及传播方向上的双向性是“波动问题多解性”的主要原因。若题目加
５０５年高考３年模拟Ｂ版高考物理?设一定的条件，可使无限系列解转化为有限解或唯一解。具体?表现有：?１．波的传播方向不确定，必有两种可能解；?２．波形移动的距离ｘ与波长λ的关系不确定，必有系列解，?若ｘ与λ有一定的约束关系，可使系列解转化为有限解或唯?一解；?３．波形变化的时间Δｔ与周期Ｔ的关系不确定，必有系列解，若Δｔ与Ｔ有一定的约束关系，可使系列解转化为有限解或唯?一解；?４．两质点间的波形不确定形成多解，例如一列简谐横波沿?水平直线方向向右传播，Ｍ、Ｎ为介质中相距为Δｘ的两质点，Ｍ?在左，Ｎ在右，ｔ时刻，Ｍ、Ｎ两质点正好振动经过平衡位置，而且?对应的波速如下Ｍ、Ｎ之间只有一个波峰，经过Δｔ时间Ｎ质点恰好第一次处在波?Δｘ３ΔｘΔｘΔｘＡ．ｖ＝Ｂ．ｖ＝Ｃ．ｖ＝Ｄ．ｖ＝峰位置，求这列波的波速。?２Δｔ４Δｔ４Δｔ２Δｔ波形可能如图所示
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