全国通用2018年高考物理总复习机械振动和机械波专项突破
6页1、机械振动和机械波专项突破【考点定位】近年来对机械振动的考查着重放在简谐运动的运动学特征和动力学特征和振动图象上;同时也通过简谐运动的规律考查力学的主干知识.对机械波的考查着重放在波的形成过程、传播规律、波长和波动图象及波的多解上;对波的叠加、干涉和衍射、多普勒效应也有涉及.实际上许多考题是振动与波的综合,考查振动图象与波动图象的联系和区别;同时也加强了对振动和波的联系实际的问题的考查。考点一、简谐运动1. 概念:质点的位移和时间关系遵守正弦函数规律,即它的振动图像也就是位移时间图像是一条正弦曲线。相关物理量:使质点回到平衡位置的力即为回复力,回复力的方向总是指向平衡位置,大小与偏离平衡位置的位移成正比即,质点偏离平衡位置的最大位移即振幅,质点振动过程偏离平衡位置的位移满足,代表质点振动的初相位,代表振动的相位。2. 振动图像如下:从振动图像中可以找到质点振动的振幅,振动的周期,偏离平衡位置的位移中的,从振动图像中可以看到质点在任一时刻所在的位置,当质点位置在时间轴以上,表示位移为正方向,那么回复力即为负方向,加速度也是负方向,而且随位移增大,回复力增大加速度增大,但是速度逐渐减小,图像
2、斜率表示速度大小和方向,平衡位置速度最大,偏离平衡位置位移最大时速度最小等于0,质点的运动方向根据图像斜率判断,斜率位置及运动方向为正方向,斜率为负极运动方向为负方向。3. 单摆:单摆摆角小于即可看做简谐运动,单摆周期,即单摆摆动的周期与振幅无关,与摆球质量无关,摆长是指从摆球球心到悬点的距离,为当地重力加速度。秒摆周期为。4. 受迫振动和共振:质点在周期性外力驱动下的振动为受迫振动,受迫振动的频率等于驱动力频率,与固有频率无关。当驱动力频率等于质点固有频率时,质点的振幅最大,此时即为共振。考点二、机械波1. 机械波的形成和传播:质点的简谐运动在介质中把振动的形式和能量向后传播即形成机械波,机械波在传播过程中,各个质点都在重复波源的振动,但是各个质点并不会重复随波迁移,质点向后传递的只是振动的形式振动的能量和信息。各个质点的振动周期振幅和起振方向都与波源相同。机械波分为横波和纵波,传播方向和振动方向垂直的即为横波,波形为凹凸相间,有波峰和波谷;传播方向和振动方向同向的机械波为纵波,波形为疏密相间,有密部和疏部。2. 横波的波形图如下:横坐标:传播方向上各个质点的平衡位置纵坐标:各个质点
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