2021高考物理一轮复习第13章机械振动机械波第1讲机械振动学案20210330275.doc

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1、优选第十三章机械振动　机械波考情分析高考对本章的考查主要以选择题、实验题和计算题为主，考查以图象为主，强调数形结合，难度中等。重要考点1.简谐运动(Ⅰ)2．简谐运动的公式和图象(Ⅱ)3．单摆、单摆的周期公式(Ⅰ)4．受迫振动和共振(Ⅰ)5．机械波、横波和纵波(Ⅰ)6．横波的图象(Ⅱ)7．波速、波长、频率(周期)及其关系(Ⅰ)8．波的反射、折射(Ⅰ)9．波的干涉和衍射现象(Ⅰ)10．多普勒效应(Ⅰ)实验十五：探究单摆的运动、用单摆测定重力加速度考点解读1.能够应用简谐运动的特点、公式和图象分析并解决问题。2．知道单摆

2、，掌握单摆周期公式的应用以及单摆的实验探究。3．掌握波长、频率和波速的关系及相关计算，并注意计算结果的多解性。4．高考中对本章的考查形式主要有两种：一是借助振动图象、波的图象或两者结合，考查简谐运动与波的特点、规律及波速、波长和频率的关系；二是通过实验，考查单摆周期公式的运用。第1讲　机械振动主干梳理对点激活知识点　　简谐运动　Ⅰ1．简谐运动的概念质点的位移与时间的关系遵从正弦函数的规律，即它的振动图象(x－t图象)是一条正弦曲线。2．平衡位置-20-/20优选振动物体原来静止时的位置。3．回复力(1)定义：使振动

3、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。4．描述简谐运动的物理量物理量定义意义位移由平衡位置指向质点所在位置的有向线段描述质点振动中某时刻的位置相对于平衡位置的位移振幅振动物体离开平衡位置的最大距离描述振动的强弱和能量周期振动物体完成一次全振动所需时间描述振动的快慢，两者互为倒数：T＝频率振动物体单位时间内完成全振动的次数相位ωt＋φ0描述周期性运动在各个时刻所处的不同状态知识点　　简谐运动的公式和图象　Ⅱ1．表达式(1)动力

4、学表达式：F＝－kx，其中“－”表示回复力与位移的方向相反。(2)运动学表达式：x＝Asin(ωt＋φ0)，其中A表示振幅，ω＝＝2πf表示简谐运动的快慢，ωt＋φ0表示简谐运动的相位，φ0叫做初相。2．简谐运动的图象(1)如图所示：-20-/20优选(2)物理意义：表示振动质点的位移随时间的变化规律。知识点　　弹簧振子、单摆及其周期公式　Ⅰ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质细线(2)无空气阻力(3)最大摆角θ<

5、5°回复力弹簧的弹力提供摆球重力沿与摆线垂直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，机械能守恒知识点　　受迫振动和共振　Ⅰ1．受迫振动系统在驱动力作用下的振动叫做受迫振动。做受迫振动物体的周期(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．共振曲线如图所示的共振曲线，表示某振动系统受迫振动的振幅A(纵坐标)随驱动力频率f(横坐标)变化的关系。驱动力的频率f跟振动系统的固有频率f0相差越小，振幅越大；

6、驱动力的频率f-20-/20优选等于振动系统的固有频率f0时，振幅最大。一堵点疏通1．简谐运动是匀变速运动。(　　)2．振幅等于振子运动轨迹的长度。(　　)3．简谐运动的回复力肯定不是恒力。(　　)4．弹簧振子每次经过平衡位置时，位移为零、动能为零。(　　)5．单摆无论摆角多大都是简谐运动。(　　)6．物体做受迫振动时，其振动频率与固有频率无关。(　　)7．简谐运动的图象描述的是振动质点的轨迹。(　　)答案　1.×　2.×　3.√　4.×　5.×　6.√　7.×二对点激活1．一个弹簧振子沿x轴做简谐运动，取平衡位置

7、O为x轴坐标原点。从某时刻开始计时，经过四分之一周期，振子具有沿x轴正方向的最大加速度。能正确反映振子位移x与时间t关系的图象是(　　)答案　A解析　振子的最大加速度与振子的回复力成正比，方向与位移方向相反，具有正向的最大加速度，就应该具有最大的反方向的位移，振子从平衡位置开始计，并向负方向移动时，经四分之一周期振子具有沿x轴正方向的最大加速度，只有A正确，B、C、D都不符合题意。2．(人教版选修3－4·P17·T3-20-/20优选改编)(多选)如图是两个单摆的振动图象，以下说法正确的是(　　)A．甲、乙两个摆的

8、振幅之比为2∶1B．甲、乙两个摆的频率之比为1∶2C．甲、乙两个摆的摆长之比为1∶2D．以向右的方向作为摆球偏离平衡位置的位移的正方向，从t＝0起，乙第一次到达右方最大位移时，甲振动到了平衡位置，且向左运动答案　AD解析　由振动图象知A甲＝2cm，A乙＝1cm，所以甲、乙两个摆的振幅之比为2∶1，故A正确；T甲＝4s，T乙＝8s，所以＝＝，故B错误；由T＝2