（江苏专用）2020版高考物理新增分大一轮复习 第十三章 机械振动与机械波 光 电磁波与相对论 第1讲 机械振动讲义（含解析）

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1、机械振动考试内容范围及要求高考统计高考命题解读内容要求说明20152016201720181.考查方式从近几年高考题来看，对于选修3－4内容的考查，形式比较固定，一般第(1)问为选择题，第(2)问为填空题，第(3)问为计算题.从考查内容来看，机械振动和机械波、光学和电磁波的相关基础知识和基本方法都曾经命题.第(3)问主要以几何光学命题为主.2.命题趋势试题将坚持立足基本概念，贴近教材和教学实际，情境接近生活经历，关注社会问题，亲近自然，体现“从生活走向物理，从物理走向社会”的课程理念.试题关注学科素养，引导学以致用，引导高中教学注重培养学生应用知识解决实际问题的能力.77.简谐运动　简谐运动的

2、表达式和图象Ⅰ78.受迫振动和共振Ⅰ79.机械波　横波和纵波　横波的图象Ⅰ80.波长、波速和频率(周期)的关系Ⅰ仅限于解决单一方向传播的问题T12B(2)T12B(2)T12B(3)81.波的干涉和衍射ⅠT12B(2)82.多普勒效应ⅠT12B(1)83.电磁波谱　电磁波及其应用ⅠT12B(1)84.光的折射定律　折射率ⅠT12B(3)T12B(3)85.光的全反射　光导纤维ⅠT12B(2)86.光的干涉、衍射和偏振ⅠT12B(2)、(3)T12B(2)87.狭义相对论的基本假设　狭义相对论时空观与经典时空观的区别Ⅰ88.同时的相对性　长度的相对性　质能关系Ⅰ计算不作要求T12B(1)T12B

3、(1)实验十二：单摆的周期与摆长的关系实验十三：测定玻璃的折射率第1讲　机械振动1.简谐运动(1)定义：质点所受的力与它偏离平衡位置位移的大小成正比，并且总是指向平衡位置.(2)平衡位置：物体在振动过程中回复力为零的位置.(3)回复力①定义：使物体返回到平衡位置的力.②方向：总是指向平衡位置.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.2.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弹簧质量要忽略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无空气阻力等③最大摆角不大于5°回复力由弹簧的弹力提供由摆球重力沿与摆线垂直方向(即切向)的分力提供平衡

4、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，机械能守恒自测1　如图1所示，弹簧振子在B、C间做简谐运动，O为平衡位置，B、C间的距离为20cm，振子由B运动到C的时间为2s，则(　　)图1A.从O→C→O振子做了一次全振动B.振动周期为2s，振幅是10cmC.从B开始经过6s，振子通过的路程是60cmD.从O开始经过3s，振子又到达平衡位置O答案　C3.简谐运动的公式和图象(1)简谐运动的表达式①动力学表达式：F＝－kx，其中“－”表示回复力的方向与位移的方向相反.②运动学表达式：x＝Asin(ωt＋φ)，其中A代表振幅，

5、ω＝2πf表示简谐运动的快慢，ωt＋φ代表简谐运动的相位，φ叫做初相.(2)简谐运动的图象①从平衡位置开始计时，函数表达式为x＝Asinωt，图象如图2甲所示.②从最大位移处开始计时，函数表达式为x＝Acosωt，图象如图乙所示.图2自测2　一弹簧振子的位移y随时间t变化的关系式为y＝0.1sin2.5πt，位移y的单位为m，时间t的单位为s，则(　　)A.弹簧振子的振幅为0.2mB.弹簧振子的周期为1.25sC.在t＝0.2s时，振子的运动速度为零D.在任意0.2s时间内，振子的位移均为0.1m答案　C自测3　如图3是一个质点做简谐运动的振动图象，从图中可得(　　)图3A.在t＝0时，质点位

6、移为零，速度和加速度也为零B.在t＝4s时，质点的速度最大，方向沿负方向C.在t＝3s时，质点振幅为－5cm，周期为4sD.无论何时，质点的振幅都是5cm，周期都是4s答案　D4.受迫振动和共振(1)受迫振动系统在驱动力作用下的振动.做受迫振动的物体，它做受迫振动的周期(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.(2)共振做受迫振动的物体，它的驱动力的频率与固有频率越接近，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4所示.图45.实验：单摆的周期与摆长的关系(1)实验原理当偏角很小时，单摆做简谐运动，其运动周期为T＝2π，它与偏角的大小及

7、摆球的质量无关，由此得到g＝.因此，只要测出摆长l和振动周期T，就可以求出当地的重力加速度g的值.(2)实验器材带有铁夹的铁架台、中心有小孔的金属小球、不易伸长的细线(约1m)、秒表、毫米刻度尺和游标卡尺.(3)实验步骤①让细线的一端穿过金属小球的小孔，然后打一个比小孔大一些的线结，做成单摆.②把细线的上端用铁夹固定在铁架台上，把铁架台放在实验桌边，使铁夹伸到桌面以外，让摆球自然下垂，在单摆平衡位