选修3-4《机械振动》《机械波》基础知识

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1、选修3-4第11章《机械振动》考点75、简谐运动简谐运动的表达式和图像（P2~12）考点76、单摆的周期与摆长的关系（实验、探究）（P13~17）考点77、受迫振动和共振（P18~21）一、简谐运动、简谐运动的表达式和图像（回复力、能量）1、机械振动：指物体或物体的一部分在某一位置附近作运动。2、简谐振运动的判定1）从运动的角度：振动物体的图像满足关系；2）从受力的角度：沿方向振动物体所受的合力F满足（表达式）。其中F叫，其方向总指向位置，或总与反向，F的大小是（填恒定、变化）；其中x总是相对于位置，其方向总是背离位置；式中“—”反映了★★★★平衡位置是指振动过程中

2、沿方向回复力为的位置，但物体在该位置合力是否一定为0？3、常见的简谐运动有、4、描述简谐运动的物理量1）振幅A：它是指物体离开位置的最大，是量（填标、矢量），单位意义：它反映了振动的，或体现了振动系统的2）周期和频率：全振动是指简谐振动的物体从某一振动状态起到再次回到该状态的（相同振动状态是指振动过程中的各个物理量大小、方向完全相同的状态）周期T：定义：；单位：意义：反映了振动的，T大，则振动。频率f：定义：；单位：意义：反映了振动的，f大，则振动。周期与频率的关系：★★★★固有T、f的决定因素是：，与无关。★★★★对于简谐运动，在一个T内各矢量都完成一个完整的变化

3、，而动能、势能则完成了个周期性的变化。一个T内：路程s=A，T/2内：路程s=A，T/4内：s=A？3）相位用来描述振子振动的（搞清相位和初相位的区别）。如果振动的振动情况完全相反，则振动步调相反，为反相位．5、简谐运动的位移—时间图像1）形式：意义：反映了作简谐运动的物体的和之间的变化规律。2）函数式：x=（注意写单位）3）图像的应用①直接读出的物理量有：、及任一时刻物体的②间接应用：能反映出任一时刻速度、加速度矢量的（最大位移速度不能标方向）能反映某段时间内各个物理量及的变化情况能反映某段时间内振子的能量转化特殊情况下能求出过程中振动物体运动的路程4附：简谐运动

4、过程中各物理量的变化规律：位移（x）、回复力（F=-kx）、加速度（a=F/m=-kx/m）、势能大小变化一致；速度（v）、动量（p=mv）、动能（Ek=mv2/2）大小变化一致；上述两组量间的大小变化趋势相反（如x=0，则v最大；v=0，则x最大）所有矢量的方向在等于0的前后不同。4）应用技能：要能实现过程、表达式、图像三者间的相互转化（注意方向的规定）——此为考试中的重点（确定t=0时刻的起点位置坐标及运动方向与规定正方向的关系很重要）。6、简谐运动中的能量：机械能守恒（系统内只有重力、弹簧弹力作用情况下）；系统的总能==（用最大速度表示）（=（用振幅表示））二

5、、单摆的周期与摆长的关系（实验、探究）1、单摆的周期公式T=（此为固有周期公式），它的决定因素是与无关。2、实验探究（要点课本P15）：1）装置2）摆的振幅不能（原因是：）3）摆线要、摆球要4）摆线上端的悬挂要求是：（原因：）5）摆长是指从到的距离（测量用到的仪器有：、）6）周期的测量：测量起点在，且要测量n个（大约个）全振动的总时间t，则T=。7）数据分析：一般作的图像，很容易确定T与L的关系。三、受迫振动和共振1、受迫振动：指振动的物体在的外力（也叫力）作用下的振动。作受迫振动物体的周期特点：由的周期决定，与周期无关。2、共振现象：当驱动力的周期与固有周期时，振

6、动物体的最大的现象。3、驱动力频率与物体振幅的关系是：其图像见课本P19图11-5-4（共振曲线）防止共振现象的关键是：；应用共振现象的关键是：。读一读课本的实例。课本P204选修3-4第12章《机械波》考点78、机械波横波和纵波横波的图像；（P23~28）考点79、波长、波速和频率（周期）的关系（P29~31）1、机械波的形成条件：、2、波的形成原因：波源的振动通过间的作用力带动后一质点，后一质点依次带动下一质点，从而使形式通过介质传播出去，形成机械波。由上述可知：1）波上的各质点作的是振动，故各质点的振动相同，且都与的频率相同；2）机械波传播的是形式，波上的各质

7、点并不，而在各自的平衡位置附近作运动；3）从课本P24图12-1-3振源每振动一个T，波向外传播，实际上还有以下关系：波传播的距离S正比于t（为什么？）4）从课本P24图12-1-3还可以看出：波前端的起振方向，总与的起振方向一致；5）从课本P24图12-1-3还可以总结出波的传播方向与各质点的振动方向关系。关系是什么？如何记忆？（很重要，常考）6）波可以传递和。3、波的分类：1）横波：指质点的方向和波的方向垂直的波（用波峰和波谷描述）常见的有：2）纵波：指质点的方向和波的方向在上的波（用和描述）常见的有：注：地震波中既有又有。4、波的特征量及其关系1）波长：波