《（江苏专用）2017高考物理一轮复习 机械振动 机械波 光 电磁波 相对论简介 基础课时1 机械振动课件（选修3-4）》由会员分享，可在线阅读，更多相关《（江苏专用）2017高考物理一轮复习 机械振动 机械波 光 电磁波 相对论简介 基础课时1 机械振动课件（选修3-4）（56页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、 高考导航 考点内容要求说明高考命题实 况命题热 点 2014江苏2015江苏 简谐 运动 简谐 运动的表达式和图象 1 机械运动的特点及规律 2 波速 波长 频率间的关 系 3 波动图 象与振动图 象综合 问题 及波的多解性问题 4 用单摆测 定重力加速度 5 对光的折射 不同色光的折 射率 全反射的考查 6 光的干涉 衍射 偏振现象 的考查 7 测定玻璃的折射率 8 麦克斯韦电 磁理论 电磁 波 相对论 的两个基本假设 受迫振动和共振 机械波 横波和纵波 横波的图象 波长 波速和频率 周期 的关系 仅限于单一方向传播 T12B 2 波的干涉和衍射 T12B 2 多普勒效应 T12B 1 电
2、磁波谱 电磁波及其应用 光的折射定律 折射率 T12B 3 T12B 3 光的全反射 光导纤维 光的干涉 衍射和偏振 T12B 1 激光的特性及应用 狭义相对论 的基本假设 狭义相对论时 空观与经典时空观的区别 同时的相对性 长度的相对性 质能关 系 计算不作要求 实验 十 探究单摆 的周期与摆长 的关系 T12B 2 实验 十一 测定玻璃的折射率 基础课时础课时 1 机械振动动 知识识梳理 知识识点一 简谐简谐 运动动 单摆单摆 单摆单摆 的周期公式 1 简谐简谐 运动动 1 定义义 物体在跟位移大小成正比并且总总是指向 的回复力作用下的振动动 2 平衡位置 物体在振动过动过 程中 为为零的
3、位置 3 回复力 定义义 使物体返回到 的力 方向 总总是指向 来源 属于 力 可以是某一个力 也可以是几个力的 或某个力的 平衡位置 回复力 平衡位置 平衡位置 合力分力 效果 4 简谐简谐 运动动的特征 动动力学特征 F回 运动动学特征 x v a均按正弦或余弦规规律发发生周期性变变化 注意v a的变变化趋势趋势 相反 能量特征 系统统的机械能守恒 振幅A不变变 2 简谐简谐 运动动的两种模型 kx 模型弹簧振子单摆 示意图 弹弹力 原长长 重力 知识识点二 简谐简谐 运动动的公式和图图象 1 简谐简谐 运动动的表达式 1 动动力学表达式 F 其中 表示回复力与位移 的方向相反 2 运动动
4、学表达式 x 其中A代表振幅 2 f表示简谐简谐 运动动的快慢 2 简谐简谐 运动动的图图象 1 从 开始计时计时 函数表达式为为x Asin t 图图象 如图图1甲所示 图图1 kx Asin t 平衡位置 2 从 开始计时计时 函数表达式为为x Acos t 图图 象如图图1乙所示 知识识点三 受迫振动动和共振 1 受迫振动动 系统统在 作用下的振动动 做受迫振动动的物体 它做受迫 振动动的周期 或频频率 等于 的周期 或频频率 而与物体 的固有周期 或频频率 关 2 共振 做受迫振动动的物体 它的固有频频率与驱动驱动 力 的频频率越接近 其振幅就越大 当二者 时时 振幅达到最大 这这就是
5、共振现现象 共振 曲线线如图图2所示 图图2 最大位移处处 驱动驱动 力 驱动驱动 力 无 相等 思考 下列说说法是否正确 正确的画 错误错误 的画 1 简谐简谐 运动动平衡位置就是质质点所受合力为为零的位置 2 弹弹簧振子每次经过经过 平衡位置时时 位移为为零 动动能为为零 3 单摆单摆 无论摆论摆 角多大都是简谐简谐 运动动 4 物体做受迫振动时动时 其振动频动频 率与固有频频率无关 5 简谐简谐 运动动的图图象描述的是振动质动质 点的轨轨迹 答案 1 2 3 4 5 诊诊断自测测 1 做简谐简谐 运动动的物体 当它每次经过经过 同一位置时时 可能不同的物 理量是 A 位移 B 速度 C
6、加速度 D 回复力 解析 做简谐简谐 运动动的物体 当它每次经过经过 同一位置时时 位移相 同 加速度相同 速度的大小相等 但方向不一定相同 所以 可能不同的物理量是速度 选项选项 B正确 答案 B 2 如图图3甲所示 水平的光滑杆上有一弹弹簧振子 振子以O点为为平 衡位置 在a b两点之间间做简谐简谐 运动动 其振动图动图 象如图图乙所 示 由振动图动图 象可以得知 图图3 A 振子的振动动周期等于t1 B 在t 0时时刻 振子的位置在a点 C 在t t1时时刻 振子的速度为为零 D 从t1到t2 振子从O点运动动到b点 解析 由题图题图 乙可知 振子的振动动周期等于2t1 故A错误错误 在
7、t 0时时刻 振子的位置在O点 故B错误错误 在t t1时时刻 振 子在平衡位置 其速度最大 故C错误错误 由题图题图 乙可看出 从 t1到t2 振子从O点运动动到b点 故D正确 答案 D 答案 C 4 某振动动系统统的固有频频率为为f0 在周期性驱动驱动 力的作用下做受迫 振动动 驱动驱动 力的频频率为为f 若驱动驱动 力的振幅保持不变变 下列说说 法正确的是 A 当ff0时时 该该振动动系统统的振幅随f减小而增大 C 该该振动动系统统的振动稳动稳 定后 振动动的频频率等于f0 D 该该振动动系统统的振动稳动稳 定后 振动动的频频率等于f 解析 受迫振动动的振幅A随驱动驱动 力的频频率变变化
8、规规律如图图所示 显显然A错误错误 B正确 稳稳定时时系统统的频频率等于驱动驱动 力的频频率 即C错误错误 D正确 BD 5 2016 北京四十四中期中 某单摆单摆 做小角度摆动摆动 其振动图动图 象如 图图4所示 则则以下说说法正确的是 图图4 A t1时时刻摆摆球速度最大 摆摆球向心加速度最大 B t2时时刻摆摆球速度最大 悬线对悬线对 它的拉力最大 C t3时时刻摆摆球速度为为零 摆摆球所受回复力最大 D t4时时刻摆摆球速度为为零 摆摆球处处于平衡状态态 解析 由题图读题图读 出t1 t3时时刻位移最大 回复力最大 速度为为 零 向心加速度为为零 A错误错误 C正确 t2 t4时时刻位
9、移为为零 说说明摆摆球在平衡位置 摆摆球速度最大 悬线对悬线对 它的拉力最 大 B正确 D错误错误 答案 BC 考点一 简谐简谐 运动动的五个特征 1 动动力学特征 F kx 表示回复力的方向与位移方向相 反 k是比例系数 不一定是弹弹簧的劲劲度系数 2 运动动学特征 简谐简谐 运动动的加速度与物体偏离平衡位置的位移成 正比 而方向相反 为变为变 加速运动动 远远离平衡位置时时 x F a Ep均增大 v Ek均减小 靠近平衡位置时则时则 相反 3 运动动的周期性特征 相隔T或nT的两个时时刻振子处处于同一位置 且振动动状态态相同 4 对对称性特征 2 如图图所示 振子经过经过 关于平衡位置O
10、对对称的两点P P OP OP 时时 速度的大小 动动能 势势能相等 相对对于平衡位置 的位移大小相等 3 振子由P到O所用时间时间 等于由O到P 所用时间时间 即tPO tOP 4 振子往复过过程中通过过同一段路程 如OP段 所用时间时间 相等 即tOP tPO 5 能量特征 振动动的能量包括动动能Ek和势势能Ep 简谐简谐 运动过动过 程 中 系统动统动 能与势势能相互转转化 系统统的机械能守恒 例1 2013 新课标课标 全国卷 34 1 如图图5 一轻弹轻弹 簧一端 固定 另一端连连接一物块块构成弹弹簧振子 该该物块块是由a b两个 小物块块粘在一起组组成的 物块块在光滑水平面上左右振
11、动动 振幅 为为A0 周期为为T0 当物块块向右通过过平衡位置时时 a b之间间的 粘胶脱开 以后小物块块a振动动的振幅和周期分别为别为 A和T 则则 A A0 填 或 图图5 答案 方法提炼炼 分析简谐简谐 运动动的技巧 1 分析简谐简谐 运动动中各物理量的变变化情况时时 一定要以位移为为 桥桥梁 位移增大时时 振动质动质 点的回复力 加速度 势势能均增 大 速度 动动能均减小 反之 则产则产 生相反的变变化 另外 各矢量均在其值为值为 零时时改变变方向 2 分析过过程中要特别别注意简谐简谐 运动动的周期性和对对称性 图图6 A 该弹该弹 簧振子的振幅为为1 m B 该弹该弹 簧振子的周期为
12、为1 s C 该弹该弹 簧振子的最大加速度为为10 m s2 D 该弹该弹 簧振子的最大速度为为2 m s 答案 BC 考点二 简谐简谐 运动动的规规律及图图象 1 简谐简谐 运动动的数学表达式 x Asin t 2 振动图动图 象提供的信息 1 由图图象可以看出质质点振动动的振幅 周期 2 可以确定某时时刻质质点离开平衡位置的位移 3 可以确定各时时刻质质点的振动动方向 4 可以确定某时时刻质质点的回复力 加速度和速度的方向 5 比较较不同时时刻质质点的速度 加速度的大小 例2 一个质质点以O为为中心做简谐简谐 运动动 位移随时间变时间变 化的 图图象如图图7所示 a b c d表示质质点在
13、不同时时刻的相应应位置 且b d关于平衡位置对对称 则则下列说说法中正确的是 图图7 答案 AC 变变式训练训练 2 2016 浙江瑞安测试测试 一水平弹弹簧振子做简谐简谐 运动动的振动图动图 象 如图图8所示 已知弹弹簧的劲劲度系数为为20 N cm 则则 图图8 A 图图中A点对应对应 的时时刻振子所受的回复力大小为为5 N 方向指 向x轴轴的负负方向 B 图图中A点对应对应 的时时刻振子的速度方向指向x轴轴的正方向 C 在0 4 s内振子做了1 75次全振动动 D 在0 4 s内振子通过过的路程为为3 5 cm 解析 由简谐简谐 运动动的特点和弹弹簧弹弹力与伸长长量的关系可知 图图中A点
14、对应对应 的时时刻振子所受的回复力大小为为F kx 20 0 25 N 5 N 方向指向x轴轴的负负方向 并且现现在正在远远 离O点向x轴轴的正方向运动动 A B正确 由图图可读读出周期为为2 s 4 s内振子做两次全振动动 通过过的路程是s 2 4A 2 4 0 5 cm 4 cm C D错误错误 答案 AB 考点三 单摆单摆 周期公式的应应用 例3 如图图9所示 在水平地面上有一段光滑圆圆弧形槽 弧的 半径是R 所对圆对圆 心角小于10 现现在圆圆弧的右侧边缘侧边缘 M处处放 一个小球A 使其由静止下滑 则则 图图9 1 小球由M至O的过过程中所需时间时间 t为为多少 在此过过程中能量 如
15、何转转化 定性说说明 2 若在MN圆圆弧上存在两点P Q 且P Q关于O对对称 且已 测测得小球A由P到达Q所需时间为时间为 t 则则小球由Q至N的最短 时间为时间为 多少 拓展延伸 在 例3 中若在圆圆弧的最低点O的正上方h处处由静止释释放小球 B 让让其自由下落 同时时A球从圆圆弧左侧侧由静止释释放 欲使A B两球在圆圆弧最低点O处处相遇 则则B球下落的高度h是多少 变变式训练训练 3 如图图10所示 为为半径很大的光滑圆圆弧轨轨道上的一小段 小球B 静止在圆圆弧轨轨道的最低点O处处 另有一小球A自圆圆弧轨轨道上C 处处由静止滚滚下 经时间经时间 t与B发发生正碰 碰后两球分别别在这这段
16、圆圆弧轨轨道上运动动而未离开轨轨道 当两球第二次相碰时时 图图10 A 相间间隔的时间为时间为 4tB 相间间隔的时间为时间为 2t C 将仍在O处处相碰D 可能在O点以外的其他地方相碰 答案 BC 考点四 实验实验 十 探究单摆单摆 的周期与摆长摆长 的关系 1 实验实验 原理 2 实验实验 器材 带带有铁夹铁夹 的铁铁架台 中心有小孔的金属小球 不易伸长长的细细 线线 约约1米 秒表 毫米刻度尺和游标标卡尺 图图11 例4 2015 天津理综综 9 2 某同学利用单摆测单摆测 量重力加速 度 为为了使测测量误误差尽量小 下列说说法正确的是 A 组组装单摆须选单摆须选 用密度和直径都较较小的摆摆球 B 组组装单摆须选单摆须选 用轻轻且不易伸长长的细线细线 C 实验时须实验时须 使摆摆球在同一竖竖直面内摆动摆动 D 摆长摆长 一定的情况下 摆摆的振幅尽量大 如图图12所示 在物理支架的竖竖直立柱上固定有摆长约摆长约 1 m的 单摆单摆 实验时实验时 由于仅仅有量程为为20 cm 精度为为1 mm的钢钢板 刻度尺 于是他先使摆摆球自然下垂 在竖竖直立柱上与摆摆球最下 端处处于同一水平面的
