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1、第1节 机械振动【p235】内容要求说明简谐运动简谐运动的公式和图象单摆、单摆的周期公式受迫振动和共振机械波、横波和纵波横波的图象波速、波长和频率(周期)的关系波的干涉和衍射现象多普勒效应1.简谐运动只限于单摆和弹簧振子2简谐运动的图象只限于位移时间图象电磁波的产生电磁波的发射、传播和接收电磁波谱光的折射定律折射率全反射、光导纤维光的干涉、衍射和偏振现象光的干涉、衍射和偏振现象狭义相对论的基本假设质能关系实验一：探究单摆的运动、用单摆测定重力加速度实验二：测定玻璃的折射率实验三：用双缝干涉测光的波长2017、2018命题情况【p235】年份考题题型分值主要考点2017天津卷第2题选择题6分光的
2、折射、全反射天津卷第5题选择题6分机械振动和机械波北京卷第14题选择题6分光的折射北京卷第15题选择题6分振动图象北京卷第20题选择题6分波的干涉海南卷第16题选考题12分(1)光的折射(2)振动和波江苏卷第12、13题选考题12分(1)狭义相对论(2)机械波、频率、波速(3)光的折射、反射2018全国卷第34题(1)填空题5分光的折射、折射率全国卷卷第34题(2)计算题10分波动图象、振动图象全国卷第34题(1)填空题5分声音的传播、音速全国卷第34题(2)计算题10分光的折射、全反射全国卷第34题(1)选择题5分波动图象全国卷第34题(2)计算题10分光的折射第1节机械振动【p235】夯实
3、基础1简谐运动(1)概念：如果质点的位移与时间的关系遵循_正(余)弦_函数的规律，即它的振动图象是一条_正(余)弦_曲线，这样的振动叫做简谐运动(2)描述振幅：振动物体离开平衡位置的_最大_距离叫做振幅周期和频率：做简谐运动的物体完成一次_全振动_所需要的时间，叫做振动的周期，用T表示，单位是秒单位时间内完成的_全振动_的次数叫做振动的频率，用f表示，频率的单位是赫兹周期、频率互为倒数关系，即Tf1.相位：做周期性运动的物体在各个时刻所处的不同状态叫做相位简谐运动的位移表达式：xAsin(t)式中A代表简谐运动的振幅，2f，用表示简谐运动的快慢，(t)代表简谐运动的相位，叫做初相位简谐运动的图
4、象()物理意义：表示振动物体_离开平衡位置的位移_随_时间_变化的规律. ()从平衡位置开始计时，位移表达式为_xAsin_t_，图象为正弦曲线从正方向最大位移处开始计时，位移表达式为_xAcos_t_，图象为余弦曲线(3)回复力：是指物体受到的_沿振动方向的_合外力，简谐振动的回复力的大小总是与它偏离平衡位置的_位移大小_成正比，方向与位移方向_相反_并且总是指向_平衡位置_用式子表示为：Fkx.(“”表示回复力与位移的方向相反)特别提醒：不能说回复力就是物体振动时所受的合外力，例如单摆通过平衡位置时，回复力为零，而合外力指向悬点、为向心力(4)简谐运动的能量简谐运动过程中动能和势能相互转化
5、，机械能守恒振动能量与_振幅_有关，_振幅_越大，能量越大(5)两个特征受力特征：Fkxma.能量特征：系统机械能守恒2简谐运动的两种基本模型弹簧振子(水平)单摆模型示意图条件忽略弹簧质量，无摩擦等阻力细线不可伸长、质量忽略，无空气等阻力，摆角很小(|x2|，所以|a1|a2|.针对训练1(多选)如图所示，将一个小球用细线悬挂起来，让小球在a、b之间来回摆动，其中5，c点为小球圆弧轨迹的最低点，则以下说法中正确的是(AB)A小球做简谐振动的回复力是摆球重力沿圆弧线方向的分力B小球由c到b的过程，动能减小，重力势能增大C小球在c点时的重力势能最大，向心加速度也最大D在平衡位置时，摆线张力最大，回
6、复力也最大【解析】小球摆动过程中，受到重力和细线的拉力，沿圆弧切线方向为小球的振动方向，将摆球所受重力沿圆弧切线方向和半径方向分解，沿圆弧切线方向的分力为摆球的回复力，故A正确；小球由c到b的过程，重力做负功，拉力与速度垂直，不做功，由功能关系知：动能减小，重力势能增大，故B正确；c点为小球圆弧轨迹的最低点，小球在c点时的重力势能最小，速率最大，由a知，向心加速度最大，故C错误；在平衡位置时，由Tmgm知，摆线弹力最大，摆球重力沿圆弧线方向的分力为零，回复力为零，故D错误2(多选)如图甲所示，弹簧振子以O点为平衡位置，在M、N两点之间做简谐运动振子的位移x随时间t的变化图象如图乙所示下列判断正
7、确的是(ABD)At0.8 s时，振子的速度方向向左B振子做简谐运动的位移表达式为x12sin 1.25t(cm)Ct0.4 s和t1.2 s时，振子的加速度相同D从t0.4 s到t0.8 s的时间内，振子的速度逐渐增大【解析】t0.8 s时，图象切线的斜率为负，说明振子的速度为负，即速度方向向左，故A正确；由图乙可知，振幅为A12 cm，振子做简谐运动的位移表达式为xAsin t12sin t(cm)，故B正确；t0.4 s和t1.2 s时，振子的位移方向相反，由a，知加速度方向相反，故C错误；t0.4 s到t0.8 s的时间内，振子的位移减小，正向平衡位置靠近，速度逐渐增大，故D正确【p2
8、37】夯实基础1受迫振动：物体在_周期性驱动力_作用下的振动做受迫振动的物体，它的周期(或频率)等于_驱动力_的周期(或频率)，而与物体的固有周期(或频率)_无关_受迫振动时，系统机械能不守恒，系统与外界时刻进行能量交换2共振：做受迫振动的物体，它的固有频率与驱动力的频率越接近，其振幅就越大，当二者_相等_时，振幅达到最大，这就是共振现象共振曲线如图所示考点突破例3把一个筛子用四根弹簧支撑起来，筛子上装一个电动偏心轮，它每转一周，给筛子一个驱动力，这就做成了一个共振筛，如图甲所示该共振筛的共振曲线如图乙所示已知增大电压，可使偏心轮转速提高，增加筛子质量，可增大筛子的固有周期现在，在某电压下电动
9、偏心轮转速是54 r/min.为了使筛子的振幅增大，下列做法正确的是()A提高输入电压 B降低输入电压C减小筛子质量 D增大筛子质量【解析】由图乙知，f固0.8 Hz，电动偏心轮转速是54 r/min，则频率是f0 Hz0.9 Hz，则要使筛子的振幅增大，则要增大筛子的固有频率，即减小筛子的固有周期，即减小筛子的质量；选项C正确，D错误；或者减小偏心轮的转动频率，即减小转速，也就是要降低输入电压，选项B正确，A错误【答案】BC【小结】振动质点做自由振动时的周期就是它所在系统的固有周期做受迫振动达到稳定时的周期等于驱动力的周期，与固有周期无关当驱动力的周期与固有周期相差越大，振幅越小；相差越小，振幅越大；两个周期相等时，做受迫振动的振幅达最大值，出现共振现象针对训练3如图所示，四个摆长分别为L13 m、L22.5 m、L32 m、L41.5 m的摆，摆球质量相同，悬于同一根横线上现以摆3为驱动摆，让摆3振动，使其余三个摆也振动起来，则摆球振动稳定后(D)A摆1的振幅一定最大
