《2018版高考物理一轮复习第15章机械振动与机械波光电磁波与相对论第1讲机械振动课件新人教版选修3-4》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2018版高考物理一轮复习第15章机械振动与机械波光电磁波与相对论第1讲机械振动课件新人教版选修3-4（68页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第十五章 机械振动与机械波 光 电磁波与相对论,选 修 3-4,1对于振动与波，高考试题均立足于对基础知识和基本研究方法的考查。振动和波的知识点虽然不是很多，但概念性强。考查点有简谐运动、振动的周期和频率、共振、波长、单摆的周期公式、机械波的波长、频率、波速关系、波的叠加、干涉和衍射等概念和规律，应结合振动图象和波的图象理解掌握。最近几年计算题倾向考查注意振动的周期性和波的问题的多解问题。 2对于光、电磁波与相对论部分，高考命题主要考查几何光学中的光的折射、全反射、折射率及各种物理量的关系，一般以计算题的形式考查。有时也以选择题的形式考查麦克斯韦的电磁场理论、电磁波的传播和电磁波谱以及相对论。
2、,1加强对基本概念的记忆和理解，尤其要结合振动图象与波的图象来分析振动与波的特点和规律，并切实掌握两种图象的区别和联系。 2加强对光的反射定律的理解，强化光路图中的几何图形的边角关系的训练，理解光的折射定律、折射率、全反射及光的色散。 3加强对光的干涉、衍射，麦克斯韦的电磁场理论，电磁波的产生与传播及电磁波谱的记忆和理解。,第1讲 机械振动,知识梳理自测,1简谐运动的规律：质点的位移与时间的关系遵从_规律，质点的振动图象(xt图象)是一条_。 2平衡位置：,简谐运动,正弦函数,正弦曲线,(1)如图所示，平衡位置是物体在振动过程中_为零的位置，并不一定是_为零的位置。 (2)回复力：使振动物体返
3、回到_的力，其方向总是指向平衡位置。属于_，可以是某一个力，也可以是几个力的合力或某个力的分力。,回复力,合力,平衡位置,效果力,3描述简谐运动的物理量：,平衡位置,所在位置,平衡位置,最大距离,强弱,全振动,单位时间,快慢,1简谐运动的表达式 (1)动力学表达式：F_，其中“”表示回复力与位移的方向相反。 (2)运动学表达式：x_，其中A代表振幅，2f表示简谐运动的快慢。,简谐运动的表达式和图象,kx,Asin(t),2简谐运动的图象 (1)从_开始计时，函数表达式为xAsint，图象如图甲所示。 (2)从_开始计时，函数表达式为xAcost，图象如图乙所示。,平衡位置,最大位移处,简谐运动
4、的两种模型的比较,单摆、周期公式,阻力,弹力,重力,原长,最低,振幅,机械能,机械能,自由振动、受迫振动和共振的比较,受迫振动和共振,驱动力,驱动力,本身性质,T驱,f驱,T固,f固,不变,最大,思维辨析： (1)简谐运动平衡位置就是质点所受合力为零的位置。( ) (2)做简谐运动的质点先后通过同一点，回复力、速度、加速度、位移都是相同的。( ) (3)做简谐运动的质点，速度增大时，其加速度一定减小。( ) 答案：(1) 简谐运动平衡位置处质点所受合力不一定为零，如单摆模型。平衡位置处质点所受回复力为零。 (2) 回复力、加速度、位移是相同的，但速度只是大小相等，方向相反。 (3),B,D,解
5、析 振子从BOC仅完成了半次全振动，所以周期T21s2s，振幅ABO5cm，弹簧振子在一次全振动过程中通过的路程为4A20cm，所以两次全振动中通过路程为40cm,3s的时间为1.5T，所以振子通过的路程为30cm。,C,解析 根据图象可知，弹簧振子的周期T4s，振幅A8cm，选项A错误；第2s末振子到达负向位移最大处，速度为零，加速度最大，且沿x轴正方向，选项B错误；第3s末振子经过平衡位置，速度达到最大，且向x轴正方向运动，选项C正确；从第1s末到第2s末振子经过平衡位置向x轴负方向运动，速度逐渐减小，选项D错误。,解析 在t1.4s至t1.5s的时间内，摆球在向左从平衡位置向最大位移处运
6、动的过程中，所以速度向左在减小，加速度向右在增大。,C,核心考点突破,1动力学特征 Fkx，“”表示回复力的方向与位移方向相反，k是比例系数，不一定是弹簧的劲度系数。 2运动学特征 简谐运动的加速度与物体偏离平衡位置的位移成正比，但加速度方向与位移方向相反，为变加速运动，远离平衡位置时，x、F、a、Ep均增大，v、Ek均减小，靠近平衡位置时则相反。 3运动的周期性特征 相隔T或nT的两个时刻振子处于同一位置且振动状态相同。,简谐运动的基本特征及应用,5能量特征 振动的能量包括动能Ek和势能Ep，简谐运动过程中，系统动能与势能相互转化，系统的机械能守恒。,ACD,解题探究：(1)题目中所对应的情
7、况有几种可能？ (2)请作出示意图，并在图中找出对应几个时刻的振动位置。 答案：(1)由题目所给条件可知有两种可能。 开始速度指向平衡位置。 开始速度背离平衡位置。 (2),名师归纳： 分析简谐运动的技巧 (1)分析简谐运动中各物理量的变化情况时，一定要以位移为桥梁。位移增大时，振动质点的回复力、加速度、势能均增大，速度、动能均减小；反之则产生相反的变化。另外，各矢量均在其值为零时改变方向。 (2)分析简谐运动的过程时，要特别注意其周期性和对称性。,类题演练 1 ,B,1图象特征 (1)简谐运动的图象是一条正弦或余弦曲线，是正弦曲线还是余弦曲线取决于质点初始时刻的位置。 (2)图象反映的是位移
8、随时间的变化规律，随时间的增加而延伸，图象不代表质点运动的轨迹。 (3)任一时刻图线上过该点切线的斜率数值表示该时刻振子的速度大小，正负表示速度的方向，正时沿x轴正方向，负时沿x轴负方向。,简谐运动的图象,2图象信息 (1)由图象可以看出质点振动的振幅、周期。 (2)可以确定某时刻质点离开平衡位置的位移。 (3)可以确定某时刻质点的回复力、加速度和速度的方向。 回复力和加速度的方向：因回复力总是指向平衡位置，故回复力和加速度的方向在图象上总是指向t轴。 速度的方向：速度的方向可以通过下一时刻位移的变化来判定，若下一时刻位移增加，速度方向就是远离t轴；若下一时刻位移减小，速度方向就是指向t轴。
9、(4)可以确定某段时间内质点的位移、回复力、加速度、速度、动能、势能等的变化情况。,A,解题探究：(1)具有沿x轴正方向最大加速度的位置？ (2)具有沿x轴负方向的最大加速度的位置？ (3)从平衡位置到最大位移处所用时间最少为多少？,解析 振子具有沿x轴正方向的最大加速度时，其位移为负的最大值，也就是经过四分之一的周期，振子从平衡位置到负的最大位移处，故符合条件的是图象A。,类题演练 2 ,类单摆模型,类单摆模型的应用,解题探究：(1)圆弧的最高点到A点的距离远小于R说明小球C做何运动？ (2)如何求小球C运动的时间？ 答案：(1)小球C做类单摆运动。 (2)等效摆长为半径R，利用单摆周期公式
10、求时间。,类题演练 3 ,A,1共振曲线：如图所示的共振曲线，曲线表示受迫振动的振幅A(纵坐标)随驱动力频率f(横坐标)的变化而变化。驱动力的频率f跟振动系统的固有频率f0相差越小，振幅越大；驱动力的频率f等于振动系统的固有频率f0时，振幅最大。 2受迫振动中系统能量的转化：做受迫振动的系统的机械能不守恒，系统与外界时刻进行能量交换。,受迫振动和共振,B,解题探究：(1)发生共振的条件是什么？ (2)单摆的周期公式是怎样的？周期和频率的关系是什么？,等于,类题演练 4 ,实验：用单摆测定重力加速度,2.06,(2)用秒表测量单摆的周期。当单摆摆动稳定且到达最低点时开始计时并记为n1，单摆每经过最低点记一次数，当数到n60时秒表的示数如图乙所示，该单摆的周期是T_s(结果保留三位有效数字)。,2.28,C,(4)在(3)中，描点时若误将摆线长当作摆长，那么画出的直线将不通过原点，由图线斜率得到的重力加速度与原来相比，其大小( ) A偏大 B偏小 C不变 D都有可能 (5)该小组的另一同学没有使用游标卡尺也测出了重力加速度，他采用的方法是：先测出一摆线较长的单摆的振动周期T1，然后把摆线缩短适当的长度L，再测出其振动周期T2。用该同学测出的物理量表达重力加速度为g_。,C,2年高考模拟,课后限时训练,
