机械振动与机械波复习PPT学习课件
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大学物理机械振动和机械波ppt课件
2024/1/26
12
03
驻波形成条件及其性质分析
Chapter
2024/1/26
13
驻波产生条件及特点描述
产生条件
两列沿相反方向传播、振幅相同、频 率相同的波叠加。
特点描述
波形不传播，能量在波节和波腹之间 来回传递，形成稳定的振动形态。
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14
驻波能量分布规律探讨
能量分布
驻波的能量主要集中在波腹处，波节处能量为零。
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16
04
多普勒效应原理及应用举例
Chapter
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17
多普勒效应定义及公式推导
2024/1/26
定义
当波源与观察者之间存在相对运动时，观察者接收到的波的频率会发生变化，这种现象 称为多普勒效应。
公式推导
设波源发射频率为f0，波速为v，观察者与波源相对运动速度为vr，则观察者接收到的 频率为f=(v±vr)/v×f0，其中“+”号表示观察者向波源靠近，“-”号表示观察者远离
Chapter
2024/1/26
25
非线性振动概念引入和分类
非线性振动定义
描述系统振动特性不满足叠加原理的振动现象。
分类
根据振动性质可分为自治、非自治、周期激励和 随机激励等类型。
与线性振动的区别
线性振动满足叠加原理，而非线性振动则不满足 。
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26Biblioteka 混沌理论基本概念阐述混沌定义
确定性系统中出现的内在随 机性现象。
受迫振动
物体在周期性外力作用下所发生的振动。
共振现象
当外力的频率与物体的固有频率相等时，物体的振幅达到最大的现象。
第十三章 机械振动与机械波1 第1讲 机械振动-2024-2025学年高考物理一轮复习课件
对点练1．(多选)如图甲所示，悬挂在 竖直方向上的弹簧振子，在C、D两点 之间做简谐运动，O点为平衡位置。振 子到达D点时开始计时，以竖直向上为 正方向，一个周期内的振动图像如图乙所示，下列说法正确的是
√A．振子在O点受到的弹簧弹力等于小球的重力
B．振子在C点和D点的回复力相同
√C．t＝0.3 s时，振子的速度方向为竖直向上
√√BC．．小弹球簧的振质子量的为频率F1为－2gF432t0
D．若弹簧振子的振幅为A，则从计时开始到13t0时，小球的路程为36A
由题图乙可知，t＝0时刻小球所受弹力最 大，方向竖直向上，所以小球处于最低点， 故A错误；根据对称性，小球在最高点和 最低点的加速度大小相等、方向相反，根 据 F解1－得牛mf顿＝g第＝43t二m0 ，a定；故律解C，得正小m确球＝；在F由1最－2于g高F132点，t0＝，故9有BT正F＋2确＋34；Tm，由g＝所题m以图a小；乙球小可的球知路在34T程最＝为低t0s，点＝T，9＝·4有A1f ， ＋3A＝39A，故D错误。故选BC。
位移大小相等
对称性 (2)物体由P到O所用的时间等于由O到P′所用的时间，即tPO＝tOP′
(3)物体往复过程中通过同一段路程(如OP段)所用的时间相等，即tOP
＝tPO
(4)相隔
T 2
或
（2n＋1）T 2
(n为正整数)的两个时刻，物体位置关于平
衡位置对称，位移、速度、加速度大小相等、方向相反
考向1 简谐运动的基本物理量 例1 如图所示，在光滑水平面上有一质量为m的小物块与左端固定的轻 质弹簧相连，构成一个水平弹簧振子，弹簧处于原长时小物块位于O点。 现使小物块在M、N两点间沿光滑水平面做简谐运动，在此过程中 A．小物块运动到M点时回复力与位移方向相同
机械振动和机械波复习课堂PPT
15
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1－4所示．
16
三、机械波 1．定义：机械振动在介质中的 传播形成机械波． 2．产生条件：一是要有做机械 振动的物体作为波源，二是要有 能够传播机械振动的介质． 思考：机械波与电磁波的不同点？
50
例3图1－15甲为一列简谐横波在 t＝0.10 s 时刻的波形图，P是平 衡位置为x＝1 m处的质点，Q是 平衡位置为x＝4 m处的质点，图 乙为质点Q的振动图象，则
51
52
A．t＝0.15 s时，质点Q的加速 度达到正向最大 B．t＝0.15 s时，质点P的运动 方向沿y轴负方向 C．从t＝0.10 s到t＝0.25 s，该 波沿x轴正方向传播了6 m D．从t＝0.10 s到t＝0.25 s，质 点P通过的路程为30 cm
37
(3)振子经过一个周期位移为零， 路程为5×4 cm＝20 cm，前100 s刚好经过了25个周期，所以前 100 s振子位移x＝0，振子路程s ＝20×25 cm＝500 cm＝5 m.
38
【规律总结】 (1)简谐运动的图象并非振动质点的 运动轨迹． (2)位移总是背离平衡位置，回复力 和加速度总是指向平衡位置；向最 大位移处运动时,位移变大，回复力、 加速度和势能均变大，而速度和动 能均减小;向平衡位置运动与此相反.
线长。
13
（3）小球在光滑圆弧上的往复 滚动，和单摆完全等同。只要摆 角足够小，这个振动就是简谐运 动。这时周期公式中的l应该是圆 弧半径R
14
二、受迫振动和共振 1．受迫振动：物体在周期性驱 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 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 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1－4所示．
16
三、机械波 1．定义：机械振动在介质中的 传播形成机械波． 2．产生条件：一是要有做机械 振动的物体作为波源，二是要有 能够传播机械振动的介质． 思考：机械波与电磁波的不同点？
50
例3图1－15甲为一列简谐横波在 t＝0.10 s 时刻的波形图，P是平 衡位置为x＝1 m处的质点，Q是 平衡位置为x＝4 m处的质点，图 乙为质点Q的振动图象，则
51
52
A．t＝0.15 s时，质点Q的加速 度达到正向最大 B．t＝0.15 s时，质点P的运动 方向沿y轴负方向 C．从t＝0.10 s到t＝0.25 s，该 波沿x轴正方向传播了6 m D．从t＝0.10 s到t＝0.25 s，质 点P通过的路程为30 cm
37
(3)振子经过一个周期位移为零， 路程为5×4 cm＝20 cm，前100 s刚好经过了25个周期，所以前 100 s振子位移x＝0，振子路程s ＝20×25 cm＝500 cm＝5 m.
38
【规律总结】 (1)简谐运动的图象并非振动质点的 运动轨迹． (2)位移总是背离平衡位置，回复力 和加速度总是指向平衡位置；向最 大位移处运动时,位移变大，回复力、 加速度和势能均变大，而速度和动 能均减小;向平衡位置运动与此相反.
线长。
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（3）小球在光滑圆弧上的往复 滚动，和单摆完全等同。只要摆 角足够小，这个振动就是简谐运 动。这时周期公式中的l应该是圆 弧半径R
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二、受迫振动和共振 1．受迫振动：物体在周期性驱 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 的周期或频率，而与物体 的固有周期或频率无关．
高中物理机械振动和机械波PPT课件
2
练习2：
有两个简谐运动：
x1
3a sin(4bt
4
)和x2
9a sin(8bt
)
2
它们的振幅之比是多少？它们的周期各是
多少 ？t =0时它们的相位差是多少？
五、简谐运动的几何描述—参考圆
匀速圆周运动在x轴上的投影为简谐运动。
五、简谐运动的几何描述—参考圆
用旋转矢量图画简谐运动的 x t 图
t 1 t 2 1 2
同相：频率相同、初相相同(即相差为0） 的两个振子振动步调完全相同。
反相：频率相同、相差为π 的两个振子 振动步调完全相反。
练习1：
下图是甲乙两弹簧振子的 x – t 图象，两
振动振幅之比为_2__∶___1，频率之比为_1_∶___1 ，
甲和乙的相差为_____ 。
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 1 米)、秒表、毫米刻度尺和游标卡尺．
实验步骤
(1)用细线和金属小一个球制作单摆。 (2)把单摆固定悬挂在铁架台上，让摆球自然下垂，在单摆平衡位 置处作上标记。 (3)用毫米刻度尺量出摆线长度 l′，用游标卡尺测出摆球的直径， 即得出金属小球半径 r，计算出摆长 l＝l′＋r. (4)把单摆从平衡位置处拉开一个很小的角度(不超过 5°)，然后放 开金属小球，让金属小球摆动，待摆动平稳后测出单摆完成 30～ 50 次全振动所用的时间 t，计算出金属小球完成一次全振动所用时 间，这个时间就是单摆的振动周期，即 T＝Nt (N 为全振动的次数).
解析 作一条过原点的与 AB 线平行的直线，所作的直线就是准确测
量摆长时所对应的图线．过横轴上某一点作一条平行纵轴的直线，则 和两条图线的交点不同，与准确测量摆长时的图线的交点对应的摆长
练习2：
有两个简谐运动：
x1
3a sin(4bt
4
)和x2
9a sin(8bt
)
2
它们的振幅之比是多少？它们的周期各是
多少 ？t =0时它们的相位差是多少？
五、简谐运动的几何描述—参考圆
匀速圆周运动在x轴上的投影为简谐运动。
五、简谐运动的几何描述—参考圆
用旋转矢量图画简谐运动的 x t 图
t 1 t 2 1 2
同相：频率相同、初相相同(即相差为0） 的两个振子振动步调完全相同。
反相：频率相同、相差为π 的两个振子 振动步调完全相反。
练习1：
下图是甲乙两弹簧振子的 x – t 图象，两
振动振幅之比为_2__∶___1，频率之比为_1_∶___1 ，
甲和乙的相差为_____ 。
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 1 米)、秒表、毫米刻度尺和游标卡尺．
实验步骤
(1)用细线和金属小一个球制作单摆。 (2)把单摆固定悬挂在铁架台上，让摆球自然下垂，在单摆平衡位 置处作上标记。 (3)用毫米刻度尺量出摆线长度 l′，用游标卡尺测出摆球的直径， 即得出金属小球半径 r，计算出摆长 l＝l′＋r. (4)把单摆从平衡位置处拉开一个很小的角度(不超过 5°)，然后放 开金属小球，让金属小球摆动，待摆动平稳后测出单摆完成 30～ 50 次全振动所用的时间 t，计算出金属小球完成一次全振动所用时 间，这个时间就是单摆的振动周期，即 T＝Nt (N 为全振动的次数).
解析 作一条过原点的与 AB 线平行的直线，所作的直线就是准确测
量摆长时所对应的图线．过横轴上某一点作一条平行纵轴的直线，则 和两条图线的交点不同，与准确测量摆长时的图线的交点对应的摆长
机械振动和机械波复习通用课件
振动与波的物理模型
弹簧振子模型
描述单摆或弹簧振子的运动，是研究振动和波动的基础。
波动方程
描述波动现象的基本方程，可以用来描述不同物理条件，决定了波的传播方式和形 状。
04
CATALOGUE
振动与波的实验
振动与波实验设备
振动台 用于模拟单自由度系统的振动
在实验结束后，应及时关闭实 验设备，并清理实验场地
数据处理与分析方法
记录实验数据时，应使用准确的 测量工具，确保数据的准确性
在处理数据时，可以采用图表或 图像的方式，将数据处理结果进
行可视化
可以使用信号处理方法，如傅里 叶变换等，将振动信号或波动信 号转化为频域信号，以便更好地
分析其特征
05
CATALOGUE
振动与波动的关系
振动是波动的源，是 指物体在一定位置附 近的往复运动。
振动和波动的相互关 系是密不可分的。
波动是振动的传播， 是指振动在空间中的 传播过程。
波动现象的应用
声波
声音是由物体的振动产生的，通 过空气或其他介质传播的波动现
象。
水波
水面的振动产生的水波，可以用 来传播信息或娱乐。
地震波
地震时，地壳的振动产生地震波， 可以用来探测地球内部结构。
总结词：掌握波动方程与波动速的基本概念、波动方程的形式
01
与求解方法、波动速的物理意义等基本要素。
02
详细描述
1. 波动方程与波动速的基本概念包括波动方程的形式、求解方
03 法
THANKS
感谢观看
应用
受迫振动在工程中有着广泛的应用， 如共振、谐振等。
02
CATALOGUE
机械波
波的形成与传播
高考复习第七讲机械振动与机械波PPT课件 人教版
3、一轻质弹簧直立在地面上，劲度系数为400N/m，在 弹簧的上端与空心物体A连接，物体B置于A内，B的上 下表面恰与A接触，如图所示。A和B的质量均为1kg， 先将A向上抬高使弹簧伸长5cm后从静止释放，A和B一 起做上下方向的简谐振动，已知弹簧的弹性势能取决于 弹簧形变的大小，g取10m/s2，阻力不计，求 （1）物体A的振幅；
1、聪明的人有长的耳朵和短的舌头。 ——弗莱格 2、重复是学习之母。 ——狄慈根 3、当你还不能对自己说今天学到了什么东西时，你就不要去睡觉。 ——利希顿堡 4、人天天都学到一点东西，而往往所学到的是发现昨日学到的是错的。 ——B.V 5、学到很多东西的诀窍，就是一下子不要学很多。 ——洛 克 6、学问是异常珍贵的东西，从任何源泉吸收都不可耻。 ——阿卜· 日· 法拉兹 7、学习是劳动，是充满思想的劳动。 ——乌申斯基 8、聪明出于勤奋，天才在于积累 －－华罗庚 9、好学而不勤问非真好学者。 10、书山有路勤为径，学海无涯苦作舟。 11、人的大脑和肢体一样，多用则灵，不用则废 －茅以升 12、你想成为幸福的人吗？但愿你首先学会吃得起苦 －－屠格涅夫 13、成功＝艰苦劳动＋正确方法＋少说空话 －－爱因斯坦 14、不经历风雨，怎能见彩虹 －《真心英雄》 15、只有登上山顶，才能看到那边的风光。 16只会幻想而不行动的人，永远也体会不到收获果实时的喜悦。 17、勤奋是你生命的密码，能译出你一部壮丽的史诗。 1 8．成功，往往住在失败的隔壁！ 1 9 生命不是要超越别人，而是要超越自己． 2 0．命运是那些懦弱和认命的人发明的！ ２1．人生最大的喜悦是每个人都说你做不到，你却完成它了！ ２2．世界上大部分的事情，都是觉得不太舒服的人做出来的． ２3．昨天是失效的支票，明天是未兑现的支票，今天才是现金． ２4．一直割舍不下一件事，永远成不了! ２5．扫地，要连心地一起扫！ ２6．不为模糊不清的未来担忧，只为清清楚楚的现在努力． ２7．当你停止尝试时，就是失败的时候． ２8．心灵激情不在，就可能被打败． ２9．凡事不要说＂我不会＂或＂不可能＂，因为你根本还没有去做！ ３0．成功不是靠梦想和希望，而是靠努力和实践． ３1．只有在天空最暗的时候，才可以看到天上的星星． ３2．上帝说：你要什么便取什么，但是要付出相当的代价． ３3．现在站在什么地方不重要，重要的是你往什么方向移动。 ３4．宁可辛苦一阵子，不要苦一辈子． ３5．为成功找方法，不为失败找借口． ３6．不断反思自己的弱点，是让自己获得更好成功的优良习惯。 ３7．垃圾桶哲学：别人不要做的事，我拣来做！ ３8．不一定要做最大的，但要做最好的． ３9．死的方式由上帝决定，活的方式由自己决定！ ４0．成功是动词，不是名词！ 20、不要只会吃奶，要学会吃干粮，尤其是粗茶淡饭。
机械振动机械波复习PPT教学课件
（2）共振曲线
（3）共振的利用和防止：利用共振的有：共 振筛、转速计、微波炉、打夯机、跳板跳水、 打秋千……；防止共振的有：机床底座、航 海、军队过桥、高层建筑、火车车厢……
[例题] 如图，四个摆的摆长分别为 l1＝2m,l2＝ 1.5m, l3＝1m, l4＝0.5m，它们悬挂于同一根水 平横线上。今用周期为2s的驱动力以垂直于摆 线方向水平作用在横线上，使它们作受迫振动， 那么它们的振动稳定时
(x、y)表示x处质点某时刻的 偏离平衡位置的位移为y
描述的是某一时刻各个质点偏 离平衡位置的位移
为瞬时图象，时刻选择不同， 图象会变化，但变化中有规律
五.波的图像的应用
（1）波的传播方向和介质中质点的振动方向的关系.
y
CB x
A
a.由v判断质点的振动方向 b.由质点的振动方向判断v的方向（例4）
A、四个摆的周期相同；B、四个摆的周期不同；
C、摆3振幅最大；
答案：C
D、摆1振幅最大.
[例题] 把一个筛子用四根弹簧支起来，筛子上装一个电
动偏心轮，它每转一周，给筛子一个驱动力，这就做成
了一个共振筛。不开电动机让这个筛子自由振动时，完
成20次全振动用15s；在某电压下，电动偏心轮的转速
是88r/min。已知增大电动偏心轮的电压可以使其转速
（3）两个重要物理量
①振幅A是描述振动强弱的物理量。（注意振幅跟位移的区别， 在简谐运动的振动过程中，振幅是不变的而位移是时刻在改变 的） ②周期T是描述振动快慢的物理量。周期由振动系统本身的因 素决定，叫固有周期。T=1/f
（4）简谐运动的过程特点：
1、变化特点：抓住两条线
第一：从中间到两端：
波的图象
研究对象 研究内容
（3）共振的利用和防止：利用共振的有：共 振筛、转速计、微波炉、打夯机、跳板跳水、 打秋千……；防止共振的有：机床底座、航 海、军队过桥、高层建筑、火车车厢……
[例题] 如图，四个摆的摆长分别为 l1＝2m,l2＝ 1.5m, l3＝1m, l4＝0.5m，它们悬挂于同一根水 平横线上。今用周期为2s的驱动力以垂直于摆 线方向水平作用在横线上，使它们作受迫振动， 那么它们的振动稳定时
(x、y)表示x处质点某时刻的 偏离平衡位置的位移为y
描述的是某一时刻各个质点偏 离平衡位置的位移
为瞬时图象，时刻选择不同， 图象会变化，但变化中有规律
五.波的图像的应用
（1）波的传播方向和介质中质点的振动方向的关系.
y
CB x
A
a.由v判断质点的振动方向 b.由质点的振动方向判断v的方向（例4）
A、四个摆的周期相同；B、四个摆的周期不同；
C、摆3振幅最大；
答案：C
D、摆1振幅最大.
[例题] 把一个筛子用四根弹簧支起来，筛子上装一个电
动偏心轮，它每转一周，给筛子一个驱动力，这就做成
了一个共振筛。不开电动机让这个筛子自由振动时，完
成20次全振动用15s；在某电压下，电动偏心轮的转速
是88r/min。已知增大电动偏心轮的电压可以使其转速
（3）两个重要物理量
①振幅A是描述振动强弱的物理量。（注意振幅跟位移的区别， 在简谐运动的振动过程中，振幅是不变的而位移是时刻在改变 的） ②周期T是描述振动快慢的物理量。周期由振动系统本身的因 素决定，叫固有周期。T=1/f
（4）简谐运动的过程特点：
1、变化特点：抓住两条线
第一：从中间到两端：
波的图象
研究对象 研究内容
机械振动和机械波PPT
3．在一次全振动中，相关物理量的变化 规律 （1）位移的变化
（2）回复力的变化 （3）加速度的变化 （4）速度的变化
符号约定：增大↑ 减小↓最大M 零0 向左←向右→
二、振幅、周期和频率
振幅A： 振动物体离开平衡位置的最大距离。 振幅是标量，表示振动的强弱。
轻敲一下音叉，声音不太响， 音叉振动的振幅较小，振动较弱。 重敲一下音叉，声音较响，音叉振 动的振幅较大，振动较强。振幅的 单位和长度单位一样，在国际单位 制中，用米表示。
3．单摆的周期 [演示1]将摆长相同，质量不同的摆球拉 到同一高度释放。 现象：两摆球摆动是同步的，即说明单摆 的周期与摆球质量无关，不会受影响。
[演示2]摆角小于5°的情况下，把两个 摆球从不同高度释放。 现象：摆球同步振动，说明单摆振动的 周期和振幅无关。
[演示3] 取摆长不同，两个摆球从某一高度同时释 放，注意要α＜5°。 现象：两摆振动不同步，而且摆长越长， 振动就越慢。这说明单摆振动和摆长有关。 具体有什么关系呢？经过一系列的理论推 导和证明得到周期公式：
3．单摆的周期 [演示1]将摆长相同，质量不同的摆球拉 到同一高度释放。 现象：两摆球摆动是同步的，即说明单摆 的周期与摆球质量无关，不会受影响。
[演示2]摆角小于5°的情况下，把两个 摆球从不同高度释放。 现象：摆球同步振动，说明单摆振动的 周期和振幅无关。
[演示3] 取摆长不同，两个摆球从某一高度同时释 放，注意要α＜5°。 现象：两摆振动不同步，而且摆长越长， 振动就越慢。这说明单摆振动和摆长有关。 具体有什么关系呢？经过一系列的理论推 导和证明得到周期公式：
单摆 弹簧振子
物体振动时有一中心位置，物体 （或物体的一部分）在中心位置两侧做 往复运动，振动是机械振动的简称。
高考总复习《物理》机械振动机械波ppt课件
②特征：振幅最大。
[研考题考法]
[例1] [多选]一简谐振子沿 x 轴振动，平衡位置在坐标原
点。t＝0 时刻振子的位移 x＝－0.1 m；t＝43 s 时刻 x＝0.1 m； t＝4 s 时刻 x＝0.1 m，该振子的振幅和周期可能为 ( )
A．0.1 m，83 s
B．0.1 m,8 s
C．0.2 m，83 s
位置的位移。 4．波速与波长、周期、频率的关系式：v＝Tλ ＝λf。 5．波的特有现象：干涉，衍射，多普勒效应。
[研考题考法] [例1] [多选](2017·浙江 11 月选考)有两列频
率相同、振动方向相同、振幅均为 A、传播方向互
相垂直的平面波相遇发生干涉。如图所示，图中实
线表示波峰，虚线表示波谷，a 为波谷与波谷相遇点，b、c 为
固有 T与振幅无关
周期
T＝2π l，T与振幅、摆 g
球质量无关
[验备考能力] 1．(2019·台州月考)一个质点做简谐运动的图象
如图所示，下列说法正确的是()来自A．质点振动周期为 4 s
B．在 10 s 内质点经过的路程是 10 cm
C．在 5 s 末，速度最大，加速度最大
D．t＝1.5 s 时质点的位移大小是 2 cm 解析：由题给图象知，质点振动周期为 4 s，故 A 正确。10 s＝
时开始计时，那么当 t＝1.2 s 时，摆球
()
A．正在做加速运动，加速度正在增大
B．正在做减速运动，加速度正在增大
C．正在做加速运动，加速度正在减小
D．正在做减速运动，加速度正在减小 解析：秒摆的周期为 2 s，则摆球正从平衡位置向左运动时
开始计时，那么当 t＝1.2 s 时，摆球从平衡位置向右方最
[研考题考法]
[例1] [多选]一简谐振子沿 x 轴振动，平衡位置在坐标原
点。t＝0 时刻振子的位移 x＝－0.1 m；t＝43 s 时刻 x＝0.1 m； t＝4 s 时刻 x＝0.1 m，该振子的振幅和周期可能为 ( )
A．0.1 m，83 s
B．0.1 m,8 s
C．0.2 m，83 s
位置的位移。 4．波速与波长、周期、频率的关系式：v＝Tλ ＝λf。 5．波的特有现象：干涉，衍射，多普勒效应。
[研考题考法] [例1] [多选](2017·浙江 11 月选考)有两列频
率相同、振动方向相同、振幅均为 A、传播方向互
相垂直的平面波相遇发生干涉。如图所示，图中实
线表示波峰，虚线表示波谷，a 为波谷与波谷相遇点，b、c 为
固有 T与振幅无关
周期
T＝2π l，T与振幅、摆 g
球质量无关
[验备考能力] 1．(2019·台州月考)一个质点做简谐运动的图象
如图所示，下列说法正确的是()来自A．质点振动周期为 4 s
B．在 10 s 内质点经过的路程是 10 cm
C．在 5 s 末，速度最大，加速度最大
D．t＝1.5 s 时质点的位移大小是 2 cm 解析：由题给图象知，质点振动周期为 4 s，故 A 正确。10 s＝
时开始计时，那么当 t＝1.2 s 时，摆球
()
A．正在做加速运动，加速度正在增大
B．正在做减速运动，加速度正在增大
C．正在做加速运动，加速度正在减小
D．正在做减速运动，加速度正在减小 解析：秒摆的周期为 2 s，则摆球正从平衡位置向左运动时
开始计时，那么当 t＝1.2 s 时，摆球从平衡位置向右方最
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摆球质心的距离，要区分摆长和摆
线长。
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（3）小球在光滑圆弧上的往复 滚动，和单摆完全等同。只要摆 角足够小，这个振动就是简谐运 动。这时周期公式中的l应该是圆 弧半径R
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二、受迫振动和共振 1．受迫振动：物体在周期性驱 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 的周期或频率，而与物体 的固有周期或频率无关．
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．
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③周期T和频率f：物体完成一次 所需的时间叫周期，而频率则等 于单位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． 注:简谐振动的周期和频率由振动 系统自身的性质决定,和振幅无关.
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机械波的传播特点（规律）： （1）各质点都做受迫振动，起 振方向都和波源的起振方向相同； 且其振动频率（周期）都等于波 源的振动频率（周期），但离波 源越远的质点振动越滞后。 （2）机械波传播的是波源的振 动形式(波形)和波源提供的能量， 质点不随波迁移。
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3．机械波的分类 (1)横波：质点的振动方向与波的 传播方向垂直，凸起的最高处叫 波峰，凹下的最低处叫波谷． (2)纵波：质点的振动方向与波的 传播方向在同一直线上，质点分 布最密的地方叫密部，质点分布 最疏的地方叫疏部．
物理选修3-4 机械振动与机械波
复习课件
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高考分析: 本模块涉及机械振动、机械波、 光、电磁波、相对论共5部分内 容，前两部分为重点，后三部分块考察特点：
除07年外，均为两题。
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能量转化.
2.要弄清简谐运动过程中位移、速度、加速度的周期性变化规律,掌握简谐
运动的受力分析、运动分析、能量分析及位移，时间分析的方法.掌握简谐
运动时间和空间对应关系,熟练掌握单摆周期公式并会运用,掌握共振产生的
条件及应用和防止,理解简谐运动中能量转化的规律. 3.本专题在近年高考中出现的频率较高.命题热点在对简谐运动的各物理量、
.
2.理解波的叠加、波的干涉和衍射现象，并能对有关现象进行分析与解释， 了解声波、超声波、多普勒效应. 3.在理解机械波形成过程及其特点时，要根据与平衡位置间的距离比较两质 点间的振动情况.理解横波和纵波的区别、振动图象和波的图象的联系与区 别，能根据波的图象形状、波的传播方向、波速等画出下一时刻波的图象.
振动用15s；在某电压下,电动偏心轮的转速是88r/min.已知增大
电动偏心轮的电压可以使其转速提高,而增加筛子的总质量可以增大筛子的 固有周期.为使共振筛的振幅增大,以下做法正确的是 （
A
C
B
D
解析:筛子的固有频率为∫固=4/3Hz=133Hz,而当时的驱动力频率为∫驱 =88/60Hz=147Hz,即∫固<∫驱.为了达到振幅增大,应该减小这两个频率差, 所以应该增大固有频率或减小驱动力频率.本题应选AD. 【答案】A D 【思维拓展】要利用共振,应尽量使驱动力的频率等于或接近物体的固有频
第十三部分
专题一 专题二
机械振动与机械波
简谐运动 机械波
（一）知识与技能
本专题考查机械振动、简谐运动、简谐运动图象；受迫振动、共振等知
识点，考查理解能力，分析综合能力和应用数学知识解决物理问题的能力. ( 二)
1.在专题复习过程中首先要理解简谐运动的回复力、位移、振幅、周期和频
率等概念,知道并会用简谐运动的位移—时间图象,理解单摆的周期公式及单 摆在复合场中的周期变化,了解自由振动、受迫振动和共振,会分析振动中的
量值偏大.A中的测量值偏大，B中则是振动摆长大于测量值，所以正确，C
中秒表过早计时，总时间偏大，T的测量值偏大，所以正确.而D中测得的 周期偏小，所以D会使g值偏大.故只有BC正确. （3）4π2k.由公式 这是一条T2关于L的一元一
次函数(如y=Rx),所以它的斜率是k=4π2/g,所以g=4π2/k.
【答案】B 【思维拓展】 振幅是指在振动过程中，振动物体离开平衡位置的最大距 离，是标量，其值等于最大位移的大小，因为最大位移还是有方向的.
【例2】一个质点做简谐运动的图象如下图所示，下列说法正确的是 ( )
A
质点振动频率为4Hz
B 在10s内质点经过的路程是20cm C 在5s
D
在t=1.5s和t=4.5s
置），但经过的路程是振幅的4倍，在某时刻对应的位移应根据正弦函数
【例3】单摆是为研究振动而抽象出来的理想化模型,其理想化条件是（
）
A
B C
D
【思路剖析】 要熟悉单摆中主要矛盾和次要矛盾,单摆是实际摆的理想化模型. 解析: 单摆由摆线摆球组成,摆线只计长度不计质量,摆球只计质量不计大 小,且摆线不伸缩,A、B、C正确.但把单摆作为简谐运动来处理是有条件的, 只有在摆角很小的情况下才能视为简谐运动.
【答案】A B C 【思维拓展】对于理想化的理解,关键是要知道单摆的摆线有质量,但质量 不计是因为其数值较小,在摆球运动过程中摆线的质量不会影响研究问题的 结论,摆角小是因为当摆角大时,其回复力不再遵守F=-kx的规律,也就是说
小球的摆动不是近似的简谐运动. 【例4】某同学在做“利用单摆测重力加速度”实验中，先测得摆线长为
图象的分析和应用、测单摆周期和用单摆测重力加速度等,命题的题型呈现
出多样化的趋势,命题将突出对相应知识的理解和简单应用.
【例1】关于简谐运动的下述各物理量，说法正确的是 (
)
A
B C
D
【思路剖析】
要熟练掌握简谐运动各物理量及其关系.
解析:振幅是振动物体离开平衡位置的最大距离，是标量，周期和频率的 乘积等于1，简谐运动的周期和频率同振幅无关，选项B正确.
【思路剖析】 要学会通过图象了解简谐运动各物理量的值.
解析:由振动图象可直接得到周期为T=4s
.振动频率f=1/T=0.25Hz,故A错； 为2.5个周期，
一个周期内，简谐运动的质点经过的路程是4A=8cm,10s
质点经过和路程是20cm,选项度最大，速度为零，选项C对；在1.5s和4.5s两时刻，质点位移大小相 等，则D正确。 【答案】B C D 【思维拓展】简谐运动的质点，经过一个周期位移不变（相对于平衡位
成直线，并求得该直线的斜率k.则重力加速度g= 【思路剖析】 .（用k表示）
要熟悉“利用单摆测重力加速度”实验的原理、操作过程、数据处理方法及
误差分析.
解析:（1）本次实验中的摆长L=l’+r=101.00+1.00=1.0200m,周期
T=t/N=101.5/50=2.03s, （2 可以解得g=9.76m/s2; 知，g偏小的原因可能是L的测量值偏小或T的测
率.在需要防止共振时,应使驱动力的频率与物体的固有频率不同,而且相差
越大越好.
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（一）知识与技能 本专题考查机械波的形成，波长、波速、频率，波的干涉和波的衍射等 知识点.考查理解能力、综合分析能力和逻辑推理能力等. （二）过程与方法 1.理解机械波的产生条件、形成的过程以及反映机械波的几个物理量（波长、 频率、波速）之间的关系，理解横波图象的物理意义，能借助图象分析解决
101.00cm,摆球直径为2.00cm,然后用秒表记录了单摆振动50次所用的时间为 101.5s.
（1）他测得的重力加速度g=
m/s2
.
（2）他测得的g值偏小，可能的原因是 （
A B C D 实验中误将49次全振动数为50
(3)为了提高实验精度，在实验中可改变几次摆长l并测出相应的周期T,从而
得出一组对应的l与T的数据，再以l为横坐标、T 2为纵坐标将所得数据连
【答案】 （1）9.76m/s2
2）BC
(3)g=4π 2/k
【思维拓展】测定重力加速度有两种数据处理的方法： 得的数据直接代入计算；(2)
，把测
,可用T2-L图象进行数据
处理，
【例5】如右图所示,把一个筛子用四根弹簧支
起来,筛子上装一个电动偏心轮,它每转一周,
给筛子一个驱动力,这就做成了一个共振筛.不 开电动机让这个筛子自由振动时,完成20次全