《高考物理大一轮复习 专题十三 机械振动 机械波 光 电磁波 相对论简介 第1讲 机械振动课件》由会员分享，可在线阅读，更多相关《高考物理大一轮复习 专题十三 机械振动 机械波 光 电磁波 相对论简介 第1讲 机械振动课件（29页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、专题十三机械振动机械波光电磁波相对论简介考点内容要求热点1.简谐运动1.从近几年的高考试题来看，对本章内容主要考查简谐运动的图象、波动图象以及波的传播规律等；另外对光学知识的考查主要以折射定律、全反射等知识为主2.理解简谐运动图象的物理意义，掌握两种简谐运动模型，掌握单摆的周期公式3.理解机械波的三大关系：波速、波长、频率间的关系；空间距离和时间的关系；质点的振动方向和波的传播方向间的关系2.简谐运动的公式和图象3.单摆、单摆的周期公式4.受迫振动和共振5.机械波6.横波和纵波7.横波的图象8.波速、波长和频率(周期)的关系9.波的干涉和衍射现象10.多普勒效应(续表)考点内容要求热点11.光
2、的折射定律4.几何光学中，注重正确规范地作图，将有关规律和几何关系相结合5.理解电磁波、相对论的基本概念及规律12.折射率13.全反射、光导纤维14.光的干涉、衍射和偏振现象15.电磁波的产生16.电磁波的发射、传送和接收17.电磁波谱18.狭义相对论的基本假设19.质能关系(续表)考点内容要求热点实验十四：探究单摆的运动用单摆测定重力加速度实验十五：测定玻璃的折射率实验十六：用双缝干涉测量光的波长第1讲机械振动一、简谐运动1定义：物体在跟位移大小成正比并且总是指向平衡位置的_作用下的振动回复力零2平衡位置：物体在振动过程中回复力为_的位置3回复力平衡位置平衡位置(1)定义：使物体返回到_的力
3、(2)方向：总是指向_(3)来源：属于效果力，可以是某一个力，也可以是几个力的合力或某个力的分力4两个典型的简谐运动模型（续表）【基础检测】1(多选)弹簧振子在光滑的水平面上做简谐运动，在振子)向着平衡位置运动的过程中，下列说法正确的是( A振子所受的回复力逐渐减小B振子离开平衡位置的位移逐渐增大C振子的速度逐渐增大D振子的加速度逐渐增大E振子的机械能守恒答案：ACE二、简谐运动的规律和图象1简谐运动的规律(1)变化规律(2)对称规律对称性相同相反做简谐运动的物体，在关于平衡位置对称的两点，回复力、位移、加速度具有等大反向的关系，另外速度的大小、动能具有_，速度的方向可能_或_振动物体来回通过
4、相同的两点间的时间相等，如 tBCtCB；振动物体经过关于平衡位置对称的等长的两线段的时间相等，如 tBC_tBC，如图 13-1-1 所示图 13-1-1(3)运动的周期性特征相隔 T 或 nT 的两个时刻振动物体处于同一位置且振动状态相同2简谐运动的图象Asin tAcos t(1)从平衡位置开始计时，函数表达式为 x_，图象如图 13-1-2 甲所示甲乙图 13-1-2(2)从最大位移处开始计时，函数表达式为 x_，图象如图乙所示(3)图象的意义：反映了位移随时间的变化规律随时间的延长而延伸，图象不是质点运动的轨迹列说法中错误的是(【基础检测】2(多选)关于简谐运动的位移、加速度和速度的
5、关系，下)A位移减小时，加速度减小，速度也减小B位移方向总是与加速度方向相反，与速度方向相同C物体的运动方向指向平衡位置时，速度方向与位移方向相反；背离平衡位置时，速度方向与位移方向相同D物体向负方向运动时，加速度方向与速度方向相同；向正方向运动时，加速度方向与速度方向相反E速度和加速度不可能同时增大答案：ABD三、受迫振动和共振1受迫振动驱动力等于大(1)定义：质点在_作用下的运动(2)特点：受迫振动的周期和频率_驱动力的周期和频率2共振：当驱动力的周期和频率等于物体的固有周期和频率时，受迫振动的振幅最_，这种现象叫共振【基础检测】3汽车的车身是装在弹簧上的，如果这个系统的固有周期是 1.5
6、 s，汽车在一条起伏不平的路上行驶，路上各凸起处大约都相隔 8 m，汽车以多大速度行驶时，车身上下颠簸得最剧烈？考点1简谐运动的特征重点归纳1力学特征：简谐运动的回复力满足 Fkx，位移 x 与回复力的方向相反由牛顿第二定律知，加速度 a 与位移的大小成正比，方向相反2运动特征：当 v、a 同向(即 v、F 同向，也就是 v、x 反向)时，v 一定增大；当 v、a 反向(即 v、F 反向，也就是 v、x同向)时，v 一定减小当物体靠近平衡位置时，a、F、x 都减小，v 增大；当物体远离平衡位置时，a、F、x 都增大，v 减小化，其周期为.3能量特征：对弹簧振子和单摆来说，振幅越大，能量越大，在
7、振动过程中，动能和势能相互转化，机械能守恒4周期性特征：物体做简谐运动时，其位移、回复力、加速度、速度等矢量都随时间做周期性的变化，它们的周期就是简谐运动的周期 T.物体的动能和势能也随时间做周期性的变T25对称性特征(1)速率的对称性：物体在关于平衡位置对称的两位置具有相等的速率(2)时间的对称性：物体通过关于平衡位置对称的两段位移的时间相等在振动过程中，物体通过任意两点 A、B 的时间与逆向通过这两点的时间相等(3)加速度的对称性：物体在关于平衡位置对称的两位置具有等大、反向的加速度【考题题组】1(多选，2017 年四川德阳模拟)一弹簧振子做简谐振动，则以下说法正确的是()A振子的质量越大
8、，则该振动系统的周期越长B振子的质量越大，则该弹簧振子系统的机械能越大C已知振动周期为 T，若tT，则在 t 时刻和(tt)时刻振子运动的加速度一定相同D若 t 时刻和(tt)时刻弹簧的长度相等，则t 一定为振动周期的整数倍E振子的动能相等时，弹簧的长度不一定相等答案：ACE考点 2简谐运动图象的应用重点归纳(1)由图象可以看出振幅、周期(2)可以确定某时刻质点离开平衡位置的位移(3)可以根据图象确定某时刻质点回复力、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
9、大，振动质点的速度方向就是远离t 轴；若下一时刻位移减小，振动质点的速度方向就是指向 t 轴【考题题组】2(多选，2016 年湖北襄阳检测)如图 13-1-3 甲所示为一弹簧振子自由振动(即做简谐运动)时的位移随时间变化的图象，图乙为该弹簧振子在某外力的作用下做受迫振动时的位移随时)乙间变化的图象，则下列说法中正确的是( 甲图13-1-3A由图甲可知该弹簧振子的固有周期为 4 sB由图乙可知该弹簧振子的固有周期为 8 sC由图乙可知外力的周期为 8 sD如果改变外力的周期，在接近 4 s 的附近该弹簧振子的振幅较大E如果改变外力的周期，在接近 8 s 的附近该弹簧振子的振幅较大解析：如题图甲所
10、示是弹簧振子自由振动时的图象，由图甲可知，其振动的固有周期为 4 s，A 正确，B 错误；图乙是弹簧振子在驱动力作用下的振动图象，弹簧振子的振动周期等于驱动力的周期，即 8 s，C 正确；当固有周期与驱动力的周期相等时，其振幅最大，驱动力的周期越接近固有周期，弹簧振子的振幅越大，D 正确，E 错误答案：ACD3(多选，2017 年西安交大附中质检)如图 13-1-4 所示为同)一地点的两单摆甲、乙的振动图象，下列说法中正确的是(A甲、乙两单摆的摆长相等B甲摆的振幅比乙摆大C甲摆的机械能比乙摆大D在 t0.5 s 时有正向最大加速度的是乙摆E由图象可以求出当地的重力加速度图 13-1-4考点3
11、受迫振动和共振重点归纳1自由振动、受迫振动和共振的关系比较2.对共振的理解(1)共振曲线图 13-1-5如图 13-1-5 所示，横坐标为驱动力的频率 f，纵坐标为振幅 A.它直观地反映了驱动力的频率对某固有频率为 f0 的振动系统做受迫振动时振幅的影响，由图可知，f 与 f0 越接近，振幅 A越大；当 ff0 时，振幅 A 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【考题题组】4(多选)一个单摆在地面上做受迫振动，其共振曲线(振幅A 与驱动力频率 f 的关系)如图 13-1-6 所示，则下列说法错误的是()A此单摆的固有周期约为 0.5 sB此单摆的摆长约为 1 mC若摆长增大，单摆的固有频率增大D若摆长增大，共振曲线的峰将向右移动E若摆长增大，共振曲线的峰将向左移动图13-1-6答案：ACD5(多选)如图 13-1-7 所示，A 球振动后，通过水平细绳迫)使 B、C 振动，振动达到稳定时，下列说法中正确的是(A只有 A、C 的振动周期相等BC 的振幅比 B 的振幅小CC 的振幅比 B 的振幅大DA、B、C 的振动周期相等图13-1-7EB 球的固有周期大于 A 球的固有周期答案：CDE
