机械振动机械波课件.ppt

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1、考纲点击备考导读1.简谐运动Ⅰ2.简谐运动的公式和图象Ⅱ3.单摆及周期公式Ⅰ4.受迫振动和共振Ⅰ5.机械波Ⅰ6.横波和纵波Ⅰ7.横波的图象Ⅱ8.波速、波长和频率(周期)的关系Ⅱ9.波的干涉和衍射现象Ⅰ10.多普勒效应Ⅰ实验一：探究单摆的运动，用单摆测定重力加速度本章综合运用运动学、动力学和能的转化等方面的知识讨论了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与区别．因此概念较多，考点较多，而且对图象要求层次较高．在复习时，应注意对概念的理解和记忆，在理解和掌握简谐运动的运动学特征和动力学特征的基础上，

2、进而掌握机械波的相关知识．2.高考命题频率较高的知识点是波的图象、频率波长及波速的关系，其次是单摆，题型多以选择题、填空题的形式出现，题目信息容量大，综合性强，往往考查多个概念和规律，特别是通过图象考查对波的理解能力、推理能力和空间想像能力等．题型多以选择题、填空题形式出现.第1节机械振动一、振动及描述振动的物理量1.位移x：由平衡位置指向振动质点所在位置的有向线段，是矢量．2.振幅A：振动物体离开平衡位置的最大距离，是标量．表示振动的强弱．3.周期T和频率f：做简谐运动的物体完成一次全振动所需的时间叫做周期，而频率则等于单位

3、时间内完成全振动的次数．它们是表示振动快慢的物理量．二者互为倒数关系，即T＝1/f.当T和f是由振动系统本身的性质决定时(非受迫振动)，则分别叫做固有周期和固有频率．4.回复力F：使物体回到平衡位置的合力．它是按力的效果命名的，它可以由某一个力提供，也可以由几个力的合力提供，或由某一个力的分力提供．二、简谐运动1.受力特点：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.运动特点(1)简谐运动表达式：x＝Asin(ωt＋φ)．(2)运动的对称性：①相隔T/2或（2n+1）T/2(n为

4、正整数)的两个时刻，振子位置关于平衡位置对称，位移、速度和加速度大小相等，方向相反．②质点在距平衡位置等距离的两个点上具有大小相等的速度和加速度，在平衡位置左右相等距离上运动时间也是相同的．(3)运动的周期性特征：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．3.常见模型(1)两个模型的比较4.运动的图象(1)从平衡位置开始计时，函数表达式为x＝Asinωt，图象如图甲所示．(2)从最大位移处开始计时，函数表达式x＝Acosωt，图象如图乙所示．(3)利用该图象可以得出以下信息：①振幅A、周期T以及各时刻振子的位移大小

5、．②各时刻回复力、加速度、速度及位移的方向．③某段时间内位移、回复力、加速度、速度、动能和势能的变化情况.④某段时间内振子经过的路程．二、受迫振动与共振1.受迫振动(1)定义：系统在周期性驱动力作用下的振动．(2)特点：①物体做受迫振动的频率等于驱动力的频率，与物体的固有频率无关．②物体做受迫振动的振幅由驱动力频率和物体的固有频率共同决定．两者越接近，受迫振动的振幅越大；两者相差越大受迫振动的振幅越小．2.共振：做受迫振动的物体，它的固有频率与驱动力的频率越接近，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．简谐运

6、动描述与图象的应用弹簧振子以O点为平衡位置，在B、C两点间做简谐运动，在t＝0时刻，振子从O、B间的P点以速度v向B点运动；在t＝0.20s时，振子速度第一次变为－v；在t＝0.50s时，振子速度第二次变为－v.(1)求弹簧振子振动周期T.(2)若B、C之间的距离为25cm，求振子在4.00s内通过的路程．(3)若BC间的距离为25cm，从振子经过平衡位置开始计时写出其位移表达式，并画出运动图象．【点拨】(1)根据运动的对称性确定周期．(2)根据一个周期的路程为4A确定总路程．(3)从平衡位置计时，简谐运动的表达式x＝Asin

7、ωt，并据此画出图象．解析：(1)根据运动的对称性，振子在t＝0.50s运动到P关于O的对称点Q，历时1/2T，如图，故周期T＝2t＝1.0s.答案：(1)1.0s　(2)200cm　(3)见解析单摆周期规律的应用如图所示为一单摆及其振动图象，由图回答：(1)单摆的振幅为________，频率为________，摆长为________，一周期内位移x(F回、a、Ep)最大的时刻为________．(2)单摆摆球多次通过同一位置时，下列物理量变化的是________．A.位移　　　B.速度　　　C.加速度D.速率　　　E.动能　

8、　　F.摆线张力(3)当在悬点正下方O′处有一光滑水平细钉可挡住摆线，且O′E＝1/4OE.则单摆周期为________s.答案：(1)3cm　0.5Hz　1m　0.5s时刻和1.5s时刻(2)B　(3)1.5受迫振动的规律应用(1)(2009·宁夏卷)某振动系统的固有频率为