新课标高三物理一轮复习精品学案第十三章(共3讲)

本人声明：本资源属本人原创作品，授予21世纪教育网独家发行。 新课标高三一轮复习精品学案第十三章第1讲 第十三章 选修3-4振动和波 第一讲 机械振动 【重点知识精讲】 做简谐运动的物体，其回复力F=-kx，在通过关于平衡位置对称的两个位置时的一些物理量具有对称性。如：相对于平衡位置对称的两个位置位移大小相等、方向相反；加速度大小相等、方向相反；速度大小相等，动能相等，势能相等；从某位置到达平衡位置的时间与从平衡位置到达对称点的时间相等。 叠加体的简谐运动时二物体具有相同的运动状态，可利用整体法分析整体受力情况和运动情况。与外界没有力作用的物体做简谐运动的回复力由另一物体施加的摩擦力提供。 简谐运动的图象是正弦曲线，实质是简谐运动的质点位移随时间变化的图象。由简谐运动图象可判断出任意时刻的位移大小和方向、加速度方向（指向平衡位置———横轴）、速度方向等。 4. 单摆是重要的简谐运动模型，单摆运动具有等时性(单摆简谐运动周期与振幅无关)。单摆周期公式：T=2π，公式中L为单摆的摆长，是指悬点到摆球球心的距离；g为等效重力加速度，它等于摆球处于静止状态时摆线中拉力F与摆球质量m的比值。 由单摆的周期公式可知：单摆的振动周期与摆球质量m和振幅A无关，只与摆长L和当地的重力加速度有关。 5.做受迫振动的物体稳定振动时其振动频率等于驱动力的频率，与物体固有频率无关。受迫振动物体的振幅与驱动力的频率和物体固有频率之差有关。驱动力的频率和物体固有频率之差越小，振幅越大；当驱动力的频率接近或等于物体的固有频率时，受迫振动物体的振幅显著增大，发生共振现象。发生共振时，驱动力对振动系统总是做正功，使系统的机械能逐渐增大，振动物体振幅增大。当驱动力对系统做的功与系统克服摩擦和介质阻力做的功相等时，振动物体的机械能不在增大，振幅不在增大。 典型考法 典例1：（2012·北京理综）一个弹簧振子沿x轴做简谐运动，取平衡位置O为x轴坐标原点。从某时刻开始计时，经过四分之一的周期，振子具有沿x轴正方向的最大加速度。能正确反映振子位移x与时间关系的图像是 【答案】：A 【解析】经过四分之一的周期，振子运动到-x最大位移处，具有沿x轴正方向的最大加速度。能正确反映振子位移x与时间关系的图像是A。 【考点定位】此题考查简谐运动及其相关知识。 【针对训练题】 1.（2012·重庆理综）装有砂粒的试管竖直静浮于水面，如图所示。将试管竖直提起少许，然后由静止释放并开始计时，在一定时间内试管在竖直方向近似做简谐运动。若取竖直向上为正方向，则以下描述试管振动的图象中可能正确的是 1.【答案】：D 【解析】：t=0时试管处于正最大位移处，描述试管振动的图象中可能正确的是D。 【考点定位】此题考查简谐振动及其图象。 典例2.（2012·全国理综）一单摆在地面处的摆动周期与在某矿井底部摆动周期的比值为k。设地球的半径为R。假定地球的密度均匀。已知质量均匀分布的球壳对壳内物体的引力为零，求矿井的深度d。 【解析】：单摆在地面处的摆动周期T=2π，g=GM/R2，M=πR3ρ. 在某矿井底部摆动周期T’=2π，g=GM’/(R-d)2, M’=π(R-d)3ρ. T=k T’. 联立解得：d=(1-k2)R。 【答案】：d=(1-k2)R。 【考点定位】考查单摆运动及其相关知识。 针对训练题2．（2009高考上海物理）．做简谐振动的单摆摆长不变，若摆球质量增加为原来的4倍，摆球经过平衡位置时速度减小为原来的1/2，w则单摆振动的（ ） A．频率、振幅都不变 B．频率、振幅都改变 C．频率不变、振幅改变 D．频率改变、振幅不变 【解析】 由单摆的周期公式可知，单摆摆长不变，则周期不变，频率不变；振幅A是反映单摆运动过程中的能量大小的物理量，由可知，摆球经过平衡位置时的速度减小，说明振 ... ...