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课件网) 第十章 机械振动 机械波 洞悉目标 知识内容 考试 要求 历次考题 2016年 4月 2016年 10月 2017年 4月 2017年 11月 2018年 4月 2018年 11月 2019年 4月 2020年 1月 1.简谐运动 b 2.简谐运动的描述 c 15 3.简谐运动的回复力和能量 b 15 21 4.单摆 c 15 21(1) 5.外力作用下的振动 b 6.波的形成和传播 b 14 16 16 16 7.波的图象 b 15 8.波长、频率和波速 c 16 16 16 9.波的衍射和干涉 b 16 16 10.多普勒效应 b 11.惠更斯原理 b 实验:探究单摆周期与摆长的关系 √ 21(1) 21(2) 考纲解读 1.应用简谐运动的特点、公式、图象分析问题。 2.机械波的传播,波长、频率(周期)和波速的关系。 3.波的图象和振动图象相结合的问题为本章的重点也是选考的热点。 4.波的干涉和衍射现象、多普勒效应的认识,并能与生活中的实例相结合。 命题方向 1.本章内容在考查要求上以理解和简单应用为主,因而出现大型综合题的可能性不大。考查的题型大多以选择题的形式出现,也可能以实验题的形式呈现;难度中等或中等偏下。 2.波的图象、振动图象的区别及转换也是考查的热点,图象题可以综合考查考生的理解能力、推理能力和空间想象能力。 3.命题频率较高的是简谐运动的特点和图象、波的图象以及波长、频率和波速的关系。 课时1 机械振动 振动图象 基础梳理 一、简谐运动 1.概念:质点的位移与时间的关系遵从 的规律,即它的振动图象(x-t图象)是一条 的振动。 2.简谐运动的表达式 (1)动力学表达式:F= ,其中“-”表示回复力与 的方向相反。 正弦函数 正弦曲线 -kx 位移 2πf 相位 3.回复力 (1)定义:使物体返回到 的力。 (2)方向:时刻指向 。 (3)来源:振动物体所受的沿 的合力。 平衡位置 平衡位置 振动方向 4.描述简谐运动的物理量 二、简谐运动的图象 1.物理意义:表示振子的 随时间变化的规律,为正弦(或余弦)曲线。 2.简谐运动的图象 (1)从平衡位置开始计时,把开始运动的方向规定为正方向,函数表达式为x= ,图象如图甲所示。? 位移 Asin ωt (2)从正的最大位移处开始计时,函数表达式为x= ,图象如图乙所示。? Acos ωt 三、单摆 1.定义:在细线的一端拴一个小球,另一端固定在悬点上,如果细线的 和 都不计,球的直径比 短得多,这样的装置叫做单摆。 伸缩 质量 线的长度 2.视为简谐运动的条件: 。 θ<5° 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,与振幅和振子(小球)质量都没有关系。 四、受迫振动及共振 1.受迫振动 (1)概念:物体在 外力作用下的振动。 (2)振动特征:受迫振动的频率等于 的频率,与系统的 无关。 2.共振 (1)概念:当驱动力的频率等于系统的 时,受迫振动的振幅最大的现象。 (2)共振的条件:驱动力的频率等于系统的 。 (3)共振的特征:共振时 最大。 周期性 驱动力 固有频率 固有频率 固有频率 振幅 (4)共振曲线(如图所示)。 Am f=f0时,A= 。f与f0差别越大,物体做受迫振动的振幅 。 越小 考点一 简谐运动及其描述 简谐运动的两种模型 夯实考点 说明:(1)简谐运动位移起点始终在平衡位置。 (2)弹簧振子和单摆都是理想化模型。 (3)质点经过一次全振动,位移、速度均恢复原状。 (4)简谐运动的周期与振幅无关。 (6)平衡位置两侧各对称点,相关状态量大小相等(即具有对称性)。 [典例1] 如图所示,弹簧振子在BC间振动,O为平衡位置,BO=OC=5 cm,若振子从B到C的运动时间是1 s,则下列说法中正确的是( ) A.振子从B经O到C完成一次全振动 B.振动周期是1 s,振幅是10 cm C.经过两次全振动,振子通过的路程是20 cm D.从B开始经过3 s,振子通过的路程是30 cm 答案:D 解析:振子从B→O→C仅完成了半次全振动,所以周期T=2×1 s=2 s,振幅A=BO=5 cm,选项A,B错误;振子在一次全振动中通过的路程为4A=2 ... ...
