（鲁京津琼）2020版高考物理总复习第十三章振动与波光电磁波与相对论第1讲机械振动教案

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1、机械振动[高考导航]考点内容高考(全国卷)三年命题情况对照分析201620172018命题热点机械振动与机械波简谐运动Ⅰ卷·T34(1)：波的性质T34(2)：光的折射、全反射及几何关系的应用Ⅱ卷·T34(1)：电磁波T34(2)：波速公式和振动位移函数式Ⅲ卷·T34(1)：波的传播和质点振动的关系T34(2)：光的折射现象Ⅰ卷·T34(1)：波的干涉加强点和减弱点的判断T34(2)：折射定律Ⅱ卷·T34(1)：双缝干涉图样T34(2)：折射定律Ⅲ卷·T34(1)：波动图象T34(2)：光的全反射、折射定律Ⅰ卷·T34(1)：折射定律、折射率T34(2)：波的图象与振动图象的综合应用Ⅱ卷·T

2、34(1)：波的传播、v＝λfT34(2)：折射定律、光的全反射Ⅲ卷·T34(1)：波的图象的应用T34(2)：折射定律、折射率(1)简谐运动的规律(2)机械波的形成与传播(3)波的图象、振动图象的应用(4)光的折射、全反射(5)光的干涉、衍射(6)光学与几何知识的综合应用(7)电磁场理论、电磁波简谐运动的公式和图象单摆、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电磁振与电磁波电磁波的产生电磁波的发射、传播和接收光电磁波谱光的折射定律折射率全反射、光导纤维光的干涉、衍射和偏振现象相对论狭义相对论的基本假设质能关系实验一：用单摆

3、测量重力加速度的大小实验二：测量玻璃的折射率实验三：用双缝干涉实验测量光的波长第1讲　机械振动知识排查简谐运动　单摆、单摆的周期公式简谐运动的两种模型模型弹簧振子单摆示意图简谐运动条件(1)弹簧质量可忽略(2)无摩擦等阻力(3)在弹簧弹性限度内(1)摆线为不可伸缩的轻细线(2)无空气等阻力(3)最大摆角小于10°回复力弹簧的弹力提供摆球重力沿与摆线垂直(即切向)方向的分力平衡位置弹簧处于原长处最低点周期与振幅无关T＝2π能量转化弹性势能与动能的相互转化，机械能守恒重力势能与动能的相互转化，机械能守恒受迫振动和共振小题速练1.思考判断(1)简谐运动是匀变速运动。(　　)(2)振幅就是简谐运动物

4、体的位移。(　　)(3)简谐运动的回复力是恒力。(　　)(4)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。(　　)(5)简谐运动的图象描述的是振动质点的轨迹。(　　)(6)物体做受迫振动时，其振动频率与固有频率无关。(　　)答案　(1)×　(2)×　(3)×　(4)×(5)×　(6)√2.(多选)下列说法正确的是(　　)A.在同一地点，单摆做简谐振动的周期的平方与其摆长成正比B.弹簧振子做简谐振动时，振动系统的势能与动能之和保持不变C.在同一地点，当摆长不变时，摆球质量越大，单摆做简谐振动的周期越小D.系统做稳定的受迫振动时，系统振动的频率等于周期性驱动力的频率解析

5、　根据单摆周期公式T＝2π可以知道，在同一地点，重力加速度g为定值，故周期的平方与其摆长成正比，选项A正确；弹簧振子做简谐振动时，只有动能和势能参与转化，根据机械能守恒条件可知，振动系统的势能与动能之和保持不变，故选项B正确；根据单摆周期公式T＝2π可知，单摆的周期与质量无关，故选项C错误；当系统做稳定的受迫振动时，系统振动的频率等于周期性驱动力的频率，故选项D正确。答案　ABD3.(多选)如图1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(　　)图1A.只有A、C的振动周期相等B.C的振幅比B的振幅小C.C的振幅比B的振幅大D.A、B、C的振动周期相等解

6、析　由题意知，A做自由振动，其振动周期就等于其固有周期，而B、C在A产生的驱动力作用下做受迫振动，受迫振动的周期等于驱动力的周期，即等于A的固有周期，所以三个单摆的振动周期相等。由于C、A的摆长相等，则C的固有周期与驱动力周期相等，产生共振，其振幅比B摆大，所以选项C、D正确，A、B错误。答案　CD　简谐运动的规律简谐运动的规律——五个特征1.动力学特征：F＝－kx，“－”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，而方向相反，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

7、衡位置时则相反。3.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。4.对称性特征(1)相隔的奇数倍的两个时刻，振子位置关于平衡位置对称，位移、速度、加速度大小相等，方向相反。图2(2)如图2所示，振子经过关于平衡位置O对称的两点P、P′(OP＝OP′)时，速度的大小、动能、势能相等，相对于平衡位置的位移大小相等。(3)振子由P到O所用时间等于由O到P′所用时间，即tPO＝tOP′。(4)振