2013年高考物理二轮复习精品学案专题二十九：机械振动和机械波

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。 2013高考二轮复习专题精品学案 高考二轮专题复习精品学案专题二十九 专题二十九、机械振动和机械波 【重点知识解读】 一．机械振动 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.摆钟的校正。摆钟从重力加速度大的地方移到重力加速度小的地方，重力加速度减小，摆动周期增大，导致摆钟变慢，重新校准应减小摆长。反之亦然。 6.“探究单摆的运动”、“用单摆测定重力加速度”是两个关于单摆的实验。单摆在小角度摆动时，可视作简谐运动，具有等时性.有关单摆实验一定要控制单摆运动的摆角小于10°，测量周期采用测量30~50个周期的总时间除以周期数，测量时间从摆球通过最低点开始，摆球两次通过最低点为一个周期。测量摆长为悬点到摆球质心的距离。 7.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。 二．机械波 1.机械波传播的是振动形式和能量，质点只在各自平衡位置附近振动，不随波迁移；波传播时，介质中的质点跟着波源做受迫振动，质点振动频率等于波源振动频率；介质中各质点开始振动的方向与波源开始振动方向相同，离波源近的质点带动离波源较远的质点依次振动；波从一种介质进入另一介质，频率不变，波长、波速随介质的不同而改变。 2.波动图象具有周期性和传播的双向性。波的空间周期性说明，在同一波线上，相距波长整数倍的质点振动情况完全相同（为同相点），相距半波长奇数倍的质点振动情况完全相反（为反相点）。由某时刻的波动图象可判断出介质中某一质点加速度和合外力方向，可判断出从该时刻开始的一段极短时间内某质点的速度变化和加速度变化情况。已知波速，可由某时刻的波动图象画出另一时刻波动图象。 3.计算波速的方法：①由λ=vT得v=λ/T=λf。②由v=△x/△t计算波速。由于波动的周期性和传播方向的不明确导致波速的多解。 4.波动的特性主要有：干涉和衍射，多普勒效应。产生稳定干涉现象的条件是两列波频率相同；能观察到明显衍射现象的条件是小孔或障碍物的尺寸与波长相差不多或比波长更小。一切波都能发生衍射，衍射是波动特有的现象。若波源向着观察者运动，则接收到的波动频率增大；若 ... ...