2018高考物理一轮复习42机械振动新人教版
一轮复习人教版 第十一章 第1课时 机械振动 课件(61张)(浙江专用)
c
波的衍射和干涉 多普勒效应 惠更斯原理
光的反射与折射 全反射 光的干涉 光的衍射 光的偏振
光的颜色、色散 激光
电磁波的发现
b
b 射等为主;对电磁波
b 的考查主要集中在
c 电磁场理论,电磁
b 振荡、电磁波的发
c 射与接收等。将选
b 修3-4知识整合到
b 一个选择题中的概
b 率较大。
3.能量特征 对弹簧振子和单摆来说,振幅越大,能量越大,在振动过程中, 动能和势能相互转化,机械能守恒。
4.周期性特征 物体做简谐运动时,其位移、回复力、加速度、速度等矢量都 随时间做周期性的变化,它们的周期就是简谐运动的周期 T。 物体的动能和势能也随时间做周期性的变化,其周期为T2。
5.对称性特征 (1)速率的对称性:物体在关于平衡位置对称的两位置具有相 等的速率。 (2)时间的对称性:物体通过关于平衡位置对称的两段位移的 时间相等。在振动过程中,物体通过任意两点A、B的时间与 逆向通过这两点的时间相等。 (3)加速度的对称性:物体在关于平衡位置对称的两位置具有 等大、反向的加速度。
(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 的时间叫周期;而频率则等于单位时间内完成_全__振__动__的__次__数__。 它们均是表示振动快慢的物理量,二者互为倒数。
高三物理高考第一轮复习课件:机械振动 机械波 章末总结
点评 1.波的传播方向和波上质点的振动方向可以相 互判断,常用的方法有质点带动法、微平移 法、上下坡法等. 2.每一个质点的起振方向都跟波源的起振方向 相同. 3.对于起始时刻在平衡位置或最大位移处的质 点,Δt时间内的路程为s=n·4A(n为完成全振 动的次数,n= ,A为振幅)
专题二 波动的多解问题 【例3】一列横波在x轴上传播,在x=0与x=1 cm的 两点的振动图线分别如图3中实线与虚线所示. 由此可以得出 ( ) A.波长一定是4 cm B.波的周期一定是4 s C.波的振幅一定是2 cm D.波的传播速度一定是1 cm/s
图4
解析 (1)波速v= m/s=10 m/s 由v= ,得T= =0.2 s (2)由t=0至质点P第一次到达波峰止,经历的 时间 Δt2=Δt1+ T=0.75 s=(3+ )T 而t=0时质点O的振动方向竖直向上(沿y轴正方 向),故经Δt2时间,质点O振动到波谷,即y0= -2 cm s0=n·4A=(3+ )×4A=0.3 m 答案 (1)0.2 s (2)-2 cm 0.3 m
热点讲座 12 .振动和波动关系的应用 热点解读 “机械振动、机械波”这一章知识点不是很 多,高考要求也比较低,但是高考每年必考,每卷 一题,并且多是以基础题和中档题为主,注重学 生能力的考查.高考在这一章出题最多的是:振 动在介质中的传播——波,横波和纵波,横波的 图象,波长、频率和波速的关系,而且考纲对这 几个考点的要求也是比较高的.这几个考点的内 容是历年高考必考,其中命题率最高的知识点就 是波的图象、频率、波长、振动与波动相结合 的问题,所以下面谈谈这个考点中的热点题型.
(江苏专用)2018版高考物理大一轮温习 第十二章节 机械振动 机械波 光 电磁波 相对论简介 第3讲 光的折射
有一与底面垂直的光线射到玻璃球冠上 的M点,该光线的延长线恰好过底面边缘上的A点,求该光线从球面射出的方向 相对于其初始入射方向的偏角.
答案 150°
解析
1234
3.如图所示,光导纤维由内芯和包层两个同心圆柱体组成,其中心部分是内芯, 内芯以外的部分为包层,光从一端进入,从另一端射出,下列说法正确的是 A.内芯的折射率大于包层的折射率 B.内芯的折射率小于包层的折射率 C.不同频率的可见光从同一根光导纤维的一端传输到另一端所用的时间
答案 解析
2.如图所示,某潜水员在检查装有透明液体的圆柱体容 器,当潜水员的眼睛在容器中心轴位置且在液面下h2= 1 m处时,他看到容器口处所有景物都出现在一个顶角 为60°的倒立圆锥里,已知容器口距离液面的距离h1= 1 m,圆柱体的横切面半径
r=43 3 m.
(1)求容器中液体的折射率;
答案 3
第十二章 机械振动与机械波 光 电磁波与相对论
第3讲 光的折射 全反射
内容索引
基础知识梳理
命题点一
折射定律和折射率的理解及应用
命题点二
全反射现象的理解和综合分析
课时作业
1
基础知识梳理
一、光的折射定律 折射率
1.折射定律
(1)内容:如图所示,折射光线与入射光线、法线 处在同一平面 内,折射光线与入射光线分别位于法 线 的 两 侧 ; 入 射 角 的 正 弦 与 折 射 角 的 正正弦 成 比(2).表达式:ssiinn θθ12=n. (3)在光的折射现象中,光路是 可逆 的.
高考物理一轮复习专项训练及答案解析—机械振动
高考物理一轮复习专项训练及答案解析—机械振动
1.如图所示,弹簧振子在A、B之间做简谐运动,O为平衡位置,测得A、B间距为6cm,小球完成30次全振动所用时间为60s,则()
A.该振子振动周期是2s,振幅是6cm
B.该振子振动频率是2Hz
C.小球完成一次全振动通过的路程是12cm
D.小球过O点时开始计时,3s内通过的路程为24cm
2.(多选)一水平弹簧振子做简谐运动的振动图像如图所示,已知弹簧的劲度系数为20N/cm,则()
A.图中A点对应时刻振动物体所受的回复力大小为5N,方向指向x轴的负方向
B.图中A点对应时刻振动物体的速度方向指向x轴的正方向
C.该振子的振幅等于0.5cm
D.在0~4s内振动物体做了1.75次全振动
3.(2023·广东省执信中学高三检测)扬声器是语音和音乐的播放装置,在生活中无处不在.如图所示是扬声器纸盆中心做简谐运动的振动图像,下列判断正确的是()
A.t=1×10-3s时刻纸盆中心的位移最大
B.t=2×10-3s时刻纸盆中心的加速度最大
C.在0~2×10-3s之间纸盆中心的速度方向不变
D.纸盆中心做简谐运动的方程为x=1.0×10-4cos50πt(m)
4.(多选)如图所示,单摆在竖直平面内的A、C之间做简谐运动,O点为单摆的固定悬点,B 点为运动中的最低位置,则下列说法正确的是()
A.摆球在A点和C点时,速度为零,故细线拉力为零,但回复力不为零
B.摆球由A点向B点摆动过程中,细线拉力增大,但回复力减小
C.摆球在B点时,重力势能最小,机械能最小
D.摆球在B点时,动能最大,细线拉力也最大
2018年高考物理复习选修3-4 第2讲机械波及其图象
3.波的传播过程中的特点 (1)振源经过一个周期 T 完成一次全振动,波恰好向前传播一个波长的距离, λ 所以有 v=T=λf. (2)质点振动 nT(波传播 nλ)时,波形不变. (3)在波的传播方向上,当两质点平衡位置间的距离为 nλ 时(n=1,2,3,…), λ 它们的振动步调总相同;当两质点平衡位置间的距离为(2n+1)2(n=0,1,2,3,…) 时,它们的振动步调总相反. (4)波源质点的起振方向决定了它后面的质点的起振方向,各质点的起振方向 与波源的起振方向相同.
图象
方法 “上、下坡”法:沿着波的传播方向看,上坡 的点向下振动,下坡的点向上振动,即“上坡 下、下坡上”.如图,沿传播方向看,A、C“下 坡”,向上振动,B“上坡”,向下振动 逆向描迹法:逆着波的传播方向用铅笔描波形 曲线,笔头向上动,质点的振动方向向上,笔 头向下动,质点的振动方向就向下
图象
【解析】根据波的传播方向向左可判断出 B 质点的运动方向向上,D 质点的 运动方向向下,因此选项 A 正确;质点 B 的运动方向向上,回到平衡位置的时间 T 大于 4 ,故 C 质点先回到平衡位置,选项 B 正确;此时 C 质点位于最大位移处, 速度为零,加速度最大,所以选项 C 错误;C 和 G 两质点的平衡位置相距半个波 长,振动情况始终相反,因此选项 D 正确.
第2 讲
机械波及其图象
【考纲解读】1.知道机械波的特点和分类;2.掌握波速、 波长和频率的关系,会分析波的图象;3.理解波的干涉、衍射
高考物理一轮复习知识点全方位练习:机械振动
2022届高考物理一轮复习知识点全方位练习:机械振动
基础达标
1.(多选)一弹簧振子的位移y随时间t变化的关系式为y=0.1sin
2.5πt,位移y的单位为m,时间t的单位为s,则
()
A.弹簧振子的振幅为0.1 m
B.弹簧振子的周期为0.8 s
C.在t=0.2 s时,振子的运动速度最大
D.在任意0.2 s时间内,振子的路程均为0.1 m
E.在任意0.8 s时间内,振子的路程均为0.4 m
2.(多选)一水平弹簧振子做简谐运动,周期为T,下列说法正确的是()
A.若t和(t+Δt)时刻振子的运动速度大小相等、方向相同,则Δt一定是T
的整数倍
2
B.若t和(t+Δt)时刻振子的运动位移大小相等、方向相反,则Δt一定是T
的整数倍
2
C.若Δt=T,则t和(t+Δt)时刻振子运动的加速度一定相等
,则t和(t+Δt)时刻弹簧的形变量一定相等
D.若Δt=T
2
E.若Δt=T
,则t和(t+Δt)时刻弹簧的长度一定不相等
2
3.(多选)如图所示,水平的光滑杆上有一弹簧振子,振子以O点为平衡位置做简谐运动,a、b两点是振子振动过程中经过的两点(这两点的位移不是最大),且这两点关于O点对称.若振子从b点向右运动到第一次经过a 点所用的时间为1 s,振子的质量为m,经过O点的速度大小为v,则下列说法正确的是()
A.振子的振动周期等于2 s
B.振子经过a、b两点的速度大小相等
C.振子经过a、b两点的加速度相同
D.振子经过a点的弹性势能大于经过b点的弹性势能
mv2
E.振子振动过程中,弹簧的最大弹性势能为1
2
4.(多选)如图所示为某弹簧振子在0~5 s内的振动图像,则下列说法中不正确的是()
机械振动一轮二轮复习
机械振动第1讲
一、高考夺分要点:
1、机械振动——物体(或物体一部分)在某一中心位置附近所做的往复运动 2.回复力:振动物体所受的总是指向平衡位
置的合外力,使物体返回平衡位置的力 注意:①恢复力不一定是物体所受的合力,
如单摆
②回复力的意义是指向平衡位置方向上的合力
③恢复力是根据效果命名的
3.平衡位置:回复力为零的位置,并非合外力为零的位置。例如单摆。 4.位移:是离开平衡位置的位移
5.简谐运动——物体在跟偏离平衡位置的位移大小成正比,并且总指向平衡位置的回复力的作用下的振动,叫简谐运动。表达式为:F = -kx
6.振幅: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,无正负之分。 7.周期和频率:表示振动快慢的物理量。完成一次全振动所用的时间叫周期,单位时间内完成全振动次数叫频率,大小由系统本身的性质决定,所以叫固有周期和频率。任何简谐运动都有共同的周期公式:k
m T π
2= 8.简谐振动的方程:)sin(ϕω+=t A x ,其中A 为振幅,ω为圆频率,ϕ为初相位。
二、考点精讲:
1.(2009•天津)某质点做简谐运动,其位移随时间变化的关系式为
t A x 4
si n π
=则质点( )
A .第1s 末与第3s 末的位移相同
B .第1s 末与第3s 末的速度相同
C .3s 末至5s 末的位移方向都相同
D .3s 末至5s 末的速度方向都相同 2.(2011•静安区二模)如图所示,一弹簧振子在B 、C 两点间做机械振动,
B 、
C 间距为12cm ,O 是平衡位置,振子每次从C 运动到B 的时间均为0.5s ,则下列说法中正确的是( )
【高考调研】2017届高三物理一轮复习课件:选修3-4机械振动与机械波、光、电磁波与相对论 3-4-1
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高考调研 ·高三总复习 ·物理
2.周期和频率 (1)定义:周期指振动物体完成一次全振动所需时间;符号: T;单位:秒 (s). 频率指单位时间内完成全振动的次数;符号:f;单位:赫 兹 (Hz). (2)物理意义:都是表征振动快慢的物理量.
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高考调研 ·高三总复习 ·物理
(3)T 与 f 的关系: 1 f= ,二者均与振幅无关,由振动系统来决定,称固有周期 T (或固有频率 ).T=2π m ,m 为振子的质量,k 由系统本身性 k
高考调研 ·高三总复习 ·物理
选修3-4 机械振动与机械波 & 光 电磁波与相对论
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高考调研 ·高三总复习 ·物理
内容 简谐运动 简谐运动的公式和图像 单摆、周期公式 受迫振动和共振 机械波 横波和纵波 横波的图像 波速、波长和频率(周期 )的关系 波的干涉和衍射现象
要求 Ⅰ Ⅱ Ⅰ Ⅰ Ⅰ Ⅰ Ⅱ Ⅱ Ⅰ
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高考调研 ·高三总复习 ·物理
二、描述简谐运动的物理量 1.振幅 (1)定义: 振动物体离开平衡位置的最大距离, 叫振幅. 符号: A;单位:米(m). (2)表达意义:振幅表示振动的范围,表示振动的强弱,决定 1 2 振动的能量,对劲度系数为 k 的弹簧振子来说.能量 E= kA . 2 (3)振幅是标量,只表示大小.
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高考物理一轮复习 第十二章 机械振动和机械波 第1单元 机械振动教案-人教版高三全册物理教案
第十二章 机械振动和机械波
知识网络: 第1单元 机械振动 一、基本概念 1、机械振动——物体(或物体一部分)在某一中心位置附近所做的往复运动 2.回复力返回平衡位置的力 注意:①恢复力不一定是物体所受的合力,例单摆
③回复力的意义是指向平衡位置方向上的合力
④恢复力是根据效果命名的
3.平衡位置:恢复力为零的位置,并非合外力为零的位置。例如单摆。
4.位移:是离开平衡位置的位移
5.简谐运动——物体在跟偏离平衡位置的位移大小成正比,并且总指向平衡位置的回复力的作用下的振动,叫简谐运动。表达式为:F = -kx
F=-kx 是判断一个振动是不是简谐运动的充分必要条件。凡是简谐运动沿振动方向的合力必须满足该条件;反之,只要沿振动方向的合力满足该条件,那么该振动一定是简谐运动。
6.振幅: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,无正负之分。
周期:g L T π2= 机械振动
简谐运动 物理量:振幅、周期、频率 运动规律
简谐运动图象 阻尼振动 无阻尼振动 受力特点 回复力:F= - kx 弹簧振子:F= - kx
单摆:x L mg F -= 受迫振动 共振 在介质中
的传播
机械波 形成和传播特点 类型
横波 纵波 vT =λ x=vt
干涉 衍射
7.周期和频率:表示振动快慢的物理量。完成一次全振动所用的时间叫周期,单位时间内完成全振动次数叫频率,大小由系统本身的性质决定,所以叫固有周期和频率。任何简谐运动都有共同的周期公式:k m
T π2=(其中m 是振动物体的质量,k 是回复力系数,
即简谐运动的判定式F = -kx 中的比例系数,对于弹簧振子k 就是弹簧的劲度,对其它简谐运动它就不再是弹簧的劲度了)。
版高考物理(人教版)第一轮总复习课件:第十四章 机械振动、机械波 光和电磁波+14.2
2.“一分、一看、二找”巧解波动图象与振动图象综合类问 题
多维练透 5.(新课标全国卷Ⅰ)(多选)图(a)为一列简谐横波在 t=2 s 时的 波形图,图(b)为媒质中平衡位置在 x=1.5 m 处的质点的振动图象, P 是平衡位置为 x=2 m 的质点.下列说法正确的是( )
A.波速为 0.5 m/s B.波的传播方向向右 C.0~2 s 时间内,P 运动的路程为 8 cm D.0~2 s 时间内,P 向 y 轴正方向运动 E.当 t=7 s 时,P 恰好回到平衡位置
图示时刻,Q 点向下运动,速度减小,所以从图示位置运动到
波谷的时间大于T8,再从波谷运动到平衡位置的时间为T4,所以经过 38T,Q 点没有回到平衡位置,故 D 错误.由于 P、Q 两点的振动步 调总是相反,所以在相等时间内,P、Q 两点通过的路程相等,故 E 正确.
答案:ABE
ຫໍສະໝຸດ Baidu
方法技巧
波的传播方向与质点的振动方向的判断方法
C.在54T内,P 点通过的路程为 20 cm D.经过38T,Q 点回到平衡位置 E.在相等时间内,P、Q 两质点 通过的路程相等
解析:由图看出,P、Q 两点所对应的平衡位置间的距离等于 半个波长,因简谐横波传播过程中,在一个周期内传播一个波长,
则 P 点的振动形式传到 Q 点需要半个周期T2,P、Q 两点的振动情 况总是相反,所以在振动过程中,它们的位移大小总是相等,故 A、 B 正确.若图示时刻 P 点在平衡位置或最大位移处,在54T 内,P 点 通过的路程为:s=5A=5×4 cm=20 cm,而实际上图示时刻,P 点不在平衡位置或最大位移处,所以在54T 内,P 点通过的路程不是 20 cm,故 C 错误.
高中物理一轮复习知识点汇总:第十八章机械振动
第十八章 机械振动
知能图谱
F kx ⎧−−−→=-⎪
⎨⎪−−−→⎩
特例
回特例无阻尼振动简谐运动机械振动阻尼振动
受迫振动共振 一、机械振动及其分类
知识能力解读
知能解读(一)机械振动
物体(或物体的一部分)在某一中心位置两侧所做的往复运动叫机械振动。
机械振动是机械运动中比较复杂的运动形式,具有往复性,是一种加速度大小、方向时刻改变的变速运动,匀变速运动的公式不再适用。 知能解读(二)产生振动的必要条件 (1)有回复力存在;(2)阻力很小。 说明
回复力是质点离开平衡位置所受的使物体回到平衡位置的力,因此回复力是根据力的效果来命名的。它可以是质点所受外力的合力或其中的某一个力,也可以是某一个力的分力。如水平弹簧振子的回复力就是弹黃的弹力,竖直弹簧振子的回复力是弹力和重力的合力,单摆的回复力是重力沿圆弧的切线方向的分力。 知能解读(三)描述振动的物理量
1振幅A
(1)定义:振动物体离开平衡位置的最大距离,用A 表示。
(2)物理意义:表示振动强弱的物理量,振幅越大,表示振动越强。 2振动的周期和频率
(1)全振动:振动物体完成一个完整的振动过程称为一次全振动。一个完整的振动过程指终点和起点的位移和速度的大小和方向都相同。
(2)周期:做简谐运动的物体完成一次全振动所需要的时间,用T 表示。 (3)频率:单位时间内完成全振动的次数,叫振动的频率,用f 表示。
知能解读(四)平衡位置与平衡状态
回复力为零的位置为平衡位置,合力为零的状态为平衡状态。根据上面的分析,已经知道回复力不一定是物体所受到的合力,故做机械振动的质点在平衡位置时的状态就不一定是平衡状态。如单摆在摆动过程中(5θ<︒),通过平衡位置时回复力为零,但还需要向心力,此时绳子的拉力与重力的合力指向悬点(即圆心)充当向心力,故合外力不为零,不是平衡状态。 知能解读(五)无阻尼振动、阻尼振动与受迫振动
高考物理新攻略总复习课件机械振动
加速度随时间按余弦或正弦规 律变化,最大加速度等于振幅 与角频率平方的乘积。
能量转化与守恒定律在简谐运动中应用
能量转化
在简谐运动中,动能和势能不断相互转化,但总能量保持不变。
守恒定律应用
利用机械能守恒定律,可以求解简谐运动中的相关问题,如振幅、周期等。
03
非简谐运动分析方法与实例
振动防止措施
为减少振动对设备和人员的影响,需采取相应的防止措 施,如采用隔振沟、隔振支座等隔离振源;采用阻尼材 料或结构降低振动幅度;对操作人员进行防振培训等。
科技创新在减振降噪领域应用前景
01
02
03
04
新材料应用
研发具有优异减振降噪性能的 新材料,如高分子复合材料、 纳米材料等,为减振降噪领域 提供新的解决方案。
使用数据采集器记录振动 的位移、速度、加速度等 参数随时间的变化数据。
数据处理
对采集到的数据进行整理 、筛选和计算,得到振动 的周期、振幅等关键参数 。
数据分析
通过绘制振动图像、计算 相关系数等方法,分析简 谐运动的规律,验证实验 假设。
实验结果讨论和误差来源分析
实验结果讨论
根据实验数据和分析结果,讨论简谐 运动的规律是否得到验证,以及实验 结果与理论预期的符合程度。
简谐运动图像识别与绘制
图像识别
通过识别简谐运动图像的振幅、周期、相位等特征,判断物体运 动状态。
2018届高考物理二轮复习 机械振动ppt课件(共 64张)(全国通用)
注意:相位是描述振动“步调”的一个物理量,若两个振动 的步调一致,则它们的相位是相同的;若不一致,则它们振动的 相位不相同,或它们存在相位差。 (2)简谐运动的图像 ①从平衡位置开始计时,函数表 达式为 x=Asin ωt, 图像如图甲所示。 ②从最大位移处开始计时,函数表达式为 x=Acos ωt,图像 如图乙所示。 注意:简谐运动的图像表示的是振子的位移随时间变化的规 律,而不是振子的实际轨迹。
此以摆长 l 为纵轴、以 T2 为横轴作出的 l T2 图像 是一条过原点的直线,如图所示,求出斜率 k,即 l Δl 可求出 g 值。g=4π k,k= 2= 2。 T ΔT
2
6.误差分析 (1)系统误差:主要来源于单摆模型本身是否符合要求。即:悬 点是否固定,摆球是否可看做质点,球、线是否符合要求,摆动是 圆锥摆还是在同一竖直平面内振动以及测量哪段长度作为摆长等。
教材回顾(一)
1.机械振动
Baidu Nhomakorabea机械振动
物体(或物体的一部分)在某一中心位置两侧所做的 往复 运 动称为机械振动,简称振动。 2.简谐运动 (1)定义:如果质点的位移与时间的关系遵从 正弦函数 规 律,即它的振动图像(xt 图像)是一条 正弦曲线 ,这样的振动 叫做简谐运动。
(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:总是指向 平衡位置 。 ③来源:属于效果 力,可以由某一个力提供,也可以由 几个力的合力或某个力的分力提供。
高考物理一轮复习(要点+命题导向+策略)第12章机械振动和机械波课件
3.回复力是以效果命名的力,它可能是振动物体在振动方向上的合外力,可能是几个力的合力,也可能是某一个力,还可能是某个力的分力.注意:回复力不一定等于合外力.如单摆运动到最低点时,其回复力为零,而合力不为零,这时的合力为做圆周运动所需的向心力.
其他的知识点有:振动中的能量转化,简谐运动中的机械能守恒,受迫振动,受迫振动的振动频率,共振及其常见的应用,波的干涉、衍射现象,声波. 由于近年来高考题目总数减少,而知识覆盖面又不能低于考试说明中所列二十个单元的80%的缘故,题目的综合程度要有一定提高.
本章知识虽然与有关运动的各种物理量联系密切,但规律较为复杂,对中学生来说用数学语言进行表述比较困难,在一道题中涉及多个知识单元的题目相对较少,所以作为大题出现的可能性较小.预计在高考中将仍以选择、填空或作图的方式出现,在波的图象上出题的次数仍将最高,用图象考核理解能力和推理能力以及对波的图象的理解和应用的题目应予以足够的重视.
(2)加强和减弱指的是质点振动的剧烈程度的差异,或者说是振幅大小的区别:加强点振幅大,减弱点振幅小(特殊情况下可以为零——即不振动).但是,它们的位移都是随时间而变化的,某一时刻加强点的位移完全可以小于减弱点的位移,当然也可以为零.
物理(新课标)高考总复习第一轮复习课件:第十四章第一节机械振动
解析:(1)甲球做自由落体运动
R=12gt21,所以 t1=
2R g
︵ 乙球沿圆弧做简谐运动(由于AC≪R,可认为摆角 θ<5°).此
运动与一个摆长为 R 的单摆运动模型相同,故此等效摆长为
R,因此乙球第 1 次到达 C 处的时间为
t2=14T=14×2π Rg=π2 Rg ,
所以 t1∶t2=2π2.
(2)运动学表达式:x=Asin (ωt+φ),其中 A 代表振幅,ω= ____2_π_f____表示简谐运动振动的快慢,(ωt+φ)代表简谐运动 的___相__位_____,φ 叫做初相.
5.描述简谐运动的物理量
定义
振动质点离开平衡位 振幅 置的最__大__距___离___
周期 频率
振动物体完成一次 ___全__振__动___所需时间 振动物体__单__位__时__间__ 内完成全振动的次数
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T2或(2n2+1)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′(OP=OP′)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.
4.周期公式:T=2π
l g.
高考物理《机械振动与机械波》复习
机械振动与机械波
(一)知识脉络
(二)要点概述 一、机械振动
1.弹簧振子的振动
弹簧振子是一个理想化的物理模型。弹簧振子的振动是简谐运动,其位移随时间按正弦规律变化,其位移-时间图象是一条正弦曲线。
2.描述简谐运动的物理量有:
(1)振幅:振动物体离开平衡位置的最大距离。描述物体的振动强弱。
与位移的区别和联系:振幅是标量,位移是矢量;振幅等于最大位移的绝对值;在一个确定的简谐运动中,振幅是不变的,位移随时间是时刻变化的。
(2)周期:做简谐运动的物体完成一次全振动所需的时间。
(3)频率:单位时间内完成的全振动的次数。周期和频率之间的关系:T =1
f
(4)相位:是表示物体振动步调的物理量,用相位来描述简谐运动在一个全振动中所处的阶段。 简谐运动的振动方程为:x=A sin (ωt +ϕ)
如图所示是A 、B 两个弹簧振子的振动图象,则它们的相位差是Δϕ=2
π
π241=⨯。 3.简谐运动的动力学特征:
(1)回复力:振动物体受到的总能使振动物体回到平衡位置,且始终指向平衡位置的力,叫回复力。 做简谐运动的质点,回复力总满足F=-kx 的形式。式中k 是比例常数。 回复力与加速度的方向总是与位移方向相反。
速度方向与位移方向有时一致,有时相反;速度方向与回复力、加速度的方向也是有时一致,有时相反。因而速度的方向与其它各物理量的方向间没有必然联系。
4.简谐运动的能量:简谐运动系统的动能和势能相互转化,机械能守恒。 5.单摆的振动:
(1)单摆模型:悬挂小球的细线的伸缩和质量可以忽略,线长又比球的直径大得多。实际单摆的摆长是从悬点到小球的球心,在观察的时间内可以不考虑各种阻力。
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42机械振动
一、选择题(每小题均有多个选项符合题目要求)
1.如图所示是某一质点做简谐运动的图象,下列说法正确的是( )
A.在第1 s内,质点速度逐渐增大
B.在第1 s内,质点加速度逐渐增大
C.在第1 s内,质点的回复力逐渐增大
D.在第4 s内质点的动能逐渐增大
E.在第4 s内质点的机械能逐渐增大
2.铺设铁轨时,每两根钢轨接缝处都必须留有一定的间隙,匀速运行的列车经过轨端接缝处时,车轮就会受到一次冲击.由于每一根钢轨长度相等.所以这个冲击力是周期性的,列车受到周期性的冲击做受迫振动.普通钢轨长为12.6 m,列车固有振动周期为0.315 s.下列说法正确的是( )
A.列车的危险速率为20 m/s
B.列车的危险速率为40 m/s
C.列车过桥需要减速,是为了防止发生共振现象
D.列车运行的振动频率和列车的固有频率总是相等的
E.增加钢轨的长度有利于列车高速运行
3.一质点做简谐运动的图象如图所示,下列说法正确的是( )
A.质点振动的频率是4 Hz
B.在10 s内质点经过的路程是20 cm
C.第4 s末质点的速度最大
D.在t=1 s和t=3 s两时刻,质点的位移大小相等、方向相同
E.在t=2 s和t=6 s两时刻,质点的速度相同
4.甲、乙两弹簧振子的振动图象如图所示,则可知( )
A.两弹簧振子完全相同
B.两弹簧振子所受的回复力最大值之比F甲F乙=2:1
C.振子甲的速度为零时,振子乙的速度最大
D.两振子的振动频率之比f甲f乙=1:2
E.振子乙的速度为最大时,振子甲的速度不一定为零
二、非选择题
5.有两个同学利用假期分别去参观北大和南大的物理实验室,各自在那里利用先进的DIS系统较准确地探究了“单摆的周期T与摆长l的关系”,他们通过校园网交换实验数据,并由计算机绘制了T2-l图象,如图甲所示.去北大的同学所测实验结果对应的图线是
________(选填“A”或“B”).另外,在南大做探究的同学还利用计算机绘制了a、b两个
摆球的振动图象(如图乙),由图可知,两单摆摆长之比为l a
l b
=________,在t=1 s时,b
球振动的方向是________.
6.如图所示为A、B两质点做简谐运动的位移—时间图象,请根据图象回答:
(1)A的振幅是________cm,周期是________ s;B的振幅是________cm,周期是________s.
(2)写出A质点的位移随时间变化的关系式?
(3)在t=0.05 s时A质点的位移是多少?
7.如图所示为一弹簧振子的振动图象,试完成以下问题:
(1)写出该振子简谐运动的表达式;
(2)在第2 s末到第3 s末这段时间内,弹簧振子的加速度、速度、动能和弹性势能各是怎样变化的?
(3)该振子在前100 s的总位移是多少?路程是多少?
8.如图甲是一个单摆振动的情况,O是它的平衡位置,B、C是摆球所能到达的最远位置,设向右为正方向.图乙是这个单摆的振动图象.根据图象回答:
(1)单摆振动的频率是多大?
(2)开始时摆球在何位置?
(3)若当地的重力加速度为10 m/s2,试求这个摆的摆长是多少?(计算结果保留两位有效数字)
9.一物体沿x轴做简谐运动,振幅为8 cm,频率为0.5 Hz,在t=0时,物体的位移是4 cm,且向x轴负方向运动.
(1)试写出用正弦函数表示的振动方程.
(2)该物体在10 s内通过的路程是多少?