2020年高考物理一轮复习考点归纳专题14《机械振动与机械波光电磁波与相对论》
20页1、2020年高考物理一轮复习考点归纳(选修3-4)专题14机械振动与机械波 光 电磁波与相对论目录第一节 机械振动(实验:探究单摆的运动、用单摆测定重力加速度)2【基本概念、规律】2【重要考点归纳】3考点一简谐运动的五个特征 3考点二简谐运动的图象的应用4考点三受迫振动和共振4考点四实验:用单摆测定重力加速度5【思想方法与技巧】6单摆模型的应用6第二节机械波6【基本概念、规律】6【重要考点归纳】7考点一波动图象与波速公式的应用7考点二振动图象与波动图象的综合应用8考点三波的干涉、衍射、多普勒效应9【思想方法与技巧】9波的多解问题的处理方法9第三节光的折射全反射(实验:测定玻璃的折射率)10【基本概念、规律】10【重要考点归纳】11考点一折射定律的理解与应用11考点二全反射现象11考点三光路的计算与判断12考点四实验:测定玻璃的折射率12第四节光的波动性(实验:用双缝干涉测量光的波长)14【基本概念规律】14【重要考点归纳】15考点一光的干涉15考点二光的衍射现象的理解15考点三光的偏振现象的理解16【思想方法与技巧】17条纹间距公式的拓展应用17第五节电磁波相对论简介17【基本概念、规律
2、】17【重要考点归纳】18考点一对电磁场理论和电磁波的理解18考点二电磁波谱及电磁波的应用19考点三狭义相对论的简单应用19第1节 机械振动(实验:探究单摆的运动、用单摆测定重力加速度)【基本概念、规律】一、简谐运动1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(xt图象)是一条正弦曲线的振动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:时刻指向平衡位置(3)来源:振动物体所受的沿振动方向的合力4简谐运动的表达式(1)动力学表达式:Fkx,其中“”表示回复力与位移的方向相反(2)运动学表达式:xAsin (t),其中A代表振幅,2f表示简谐运动的快慢,(t)代表简谐运动的相位,叫做初相5描述简谐运动的物理量定义意义振幅振动质点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t描述质点在各个时刻所处的不同状态二、单摆1定义:在细线的一端拴一个小球,另一端固定在悬点上,如果细线的伸缩和质量都不计,球的直径比线的长度短得
3、多,这样的装置叫做单摆2视为简谐运动的条件:5.3回复力:FG2Gsin x.4周期公式:T2.5单摆的等时性:单摆的振动周期取决于摆长l和重力加速度g,与振幅和振子(小球)质量都没有关系三、受迫振动及共振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,它的周期(或频率)等于驱动力周期(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,这就是共振现象共振曲线如图所示【重要考点归纳】考点一简谐运动的五个特征 1动力学特征Fkx,“”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,靠近平衡位置时则相反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4对称性特征(1)相隔或T(n为正整数)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(2)如图所示,振子经过关于平衡位置O对称的两点P、P(
4、OPOP)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tPOtOP.(4)振子往复过程中通过同一段路程(如OP段)所用时间相等,即tOPtPO.5能量特征振动的能量包括动能Ek和势能Ep,简谐运动过程中,系统动能与势能相互转化,系统的机械能守恒6.(1)由于简谐运动具有周期性、往复性、对称性,因此涉及简谐运动时,往往出现多解分析此类问题时,特别应注意,物体在某一位置时,位移是确定的,而速度不确定,时间也存在周期性关系(2)相隔(2n1)的两个时刻振子的位置关于平衡位置对称,位移、速度、加速度等大反向考点二简谐运动的图象的应用某质点的振动图象如图所示,通过图象可以确定以下各量:1确定振动物体在任意时刻的位移2确定振动的振幅3确定振动的周期和频率振动图象上一个完整的正弦(余弦)图形在时间轴上拉开的“长度”表示周期4确定质点在各时刻的振动方向5比较各时刻质点加速度的大小和方向6.(1)简谐运动的图象不是振动质点的轨迹,它表示的是振动物体的位移随时间变化的规律;(2)因回复力总是指向平衡位置,故回复力和加速度在图象上总是指向t轴
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