高考物理二轮复习专题五机械振动和机械波

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1、专题五　机械振动和机械波典例赏析要点回顾复习指南目录专题五机械振动和机械波本专题主要是综合运用运动学、动力学和能的转化等方面的知识讨论两种常见的运动形式——机械振动和机械波的特点和规律，以及它们之间的联系和区别.对于这两种运动，既要认识它们的共同点：运动的周期性；如振动物体的位移、速度、加速度、回复力、能量都呈周期性变化.更重要的是搞清它们的区别：振动研究的是一个质点的运动规律，而波动研究是波的传播方向上参与波动的一系列质点的运动规律.复习指南←返回目录要点回顾1.简谐振动：物体在跟成正比，并且总指向的回复力的作用下的振动，叫做简谐振动.几个重要的物理量间的关系.简谐运动的物体在某一时刻（或某

2、一位置）的位移x、回复力F、加速度a、速度v这四个矢量的相互关系.①由定义知：F∝x，方向.②由牛顿第二定律知：F∝a，方向.③由以上两条可知：a∝x，方向.④v和x、F、a之间的关系最复杂：当v、a同向（即v、F同向，也就是v、x反向）时v一定；当v、a反向（即v、F反向，也就是v、x同向）时，v一定.←返回目录专题五机械振动和机械波要点回顾2.简谐运动的图象.简谐运动图象是一条正弦（或余弦）曲线，表示的位移.它的意义好比用一台摄像机拍摄的录像带，能记录下一个人在不同时刻的活动情况.简谐振动的图象能直观地表示质点的运动情况：①从图上可以直接读出振幅；②从图上可以直接读出周期；③可以确定任一时

3、刻物体的位移，或由位移确定对应的时刻；④可以判断任一时刻物体加速度的方向（总是指向平衡位置）和速度方向（斜率的正负即代表速度的正负）；⑤可以通过图象判断一段时间内物体运动的速度、加速度、动能和势能的变化.简谐运动的图象振动质点的运动轨迹，图象反映了.简谐运动的周期性,体现在振动图象上是曲线的重复性.简谐运动是一种复杂的非匀变速运动,但运动的特点是具有简单的、←返回目录专题五机械振动和机械波要点回顾、.所以用图象研究要比用方程更直观、简便.简谐运动的图象随时间的增加将逐渐延伸，过去时刻的图形将永远不变，任一时刻图线上过该点切线的数值代表该时刻振子的速度大小.正负表示速度的方向，正时沿x正向，负时

4、沿x负向.3.弹簧振子弹簧振子是理想化的模型，一个轻弹簧一端拴一小球，组成一个弹簧振子.如图甲所示为一水平弹簧振子，如图乙所示为一竖直弹簧振子.水平的弹簧振子在光滑水平面上振动时所受回复力是.竖直悬挂的弹簧振子在竖直平面内振动时回复力是.弹簧振子做自由振动时的周期由弹簧的劲度系数和振子的质量决定，与无关.即：T＝.←返回目录专题五机械振动和机械波甲乙要点回顾4.单摆单摆也是实际摆的一种物理模型，由一根上端固定的细线和在下端悬挂一个可看成是质点的小球组成.单摆的回复力是重力沿切向的分力，当摆角很小时，这个力为____.单摆做简谐振动时的周期由摆线的长度和摆所在的地理位置决定，与无关(等时性)，与

5、摆球的无关，T＝（θ＜5°）.5.受迫振动：物体在驱动力（即周期性外力）作用下的振动叫受迫振动.受迫振动的频率等于的频率，与物体的固有频率关.受迫振动的振幅与驱动力频率和物体的固有频率有关：两者越接近，受迫振动的振幅；两者相差越大受迫振动的振幅.当时，受迫振动的振幅最大，这种现象叫共振.←返回目录专题五机械振动和机械波要点回顾6.机械波：机械振动在介质中的传播过程叫机械波.产生条件是：①要有做机械振动的物体作为；②要有能够传播机械振动的（相邻质点间存在相互作用力）.机械波的传播性质：①在同一种均匀介质中机械波的传播是______的，波速、波长和频率之间满足公式：；②介质质点的运动是在各自的平衡

6、位置附近的简谐运动，是__________运动，介质质点并迁移；③机械波转播的是、和；④机械波的频率由决定，而传播速度由决定.机械波的传播规律：①前带后，后跟前，运动状态向后传.即：各质点都做受迫振动，起振方向由来决定，且其振动频率（周期）都等于的振动频率（周期），但离波源越远的质点振动←返回目录专题五机械振动和机械波要点回顾越.②机械波传播的是波源的和波源提供的，而不是质点.7.机械波的图象：表示波的传播方向上，介质中的位移.当波源做简谐运动时，它在介质中形成简谐波，其波动图象为正弦或余弦图象.由波的图象可获取的信息：①该时刻各质点的位移、质点振动的位移、波长λ.②若已知波速v的大小，可求频

7、率f或周期T；若知频率f或周期T，可求波速的大小v；若知道波速的方向，可知各质点的运动方向.③若已知波速的大小和方向，可画出后一时刻的波形图.波在介质中做匀速运动，Δt内各质点的运动形式沿波速方向传播Δx＝vΔt，即将原波形图沿波的传播方向平移Δx.←返回目录专题五机械振动和机械波典例赏析例1如图所示,一质点在平衡位置O附近做简谐运动，从它通过平衡位置开始计时，经0.13s质点第一次通过M点，再经