高考物理机械振动与机械波专题讲解
高中物理知识点之机械振动与机械波
高中物理知识点之机械振动与机械波机械振动与机械波是高中物理中的重要知识点，涉及到物理学中的振动和波动的相关理论及应用。
下面将从机械振动的基本概念、机械振动的特性、机械波的传播和机械波的特性等方面进行详细介绍。
一、机械振动的基本概念机械振动是物体在作用力的驱动下沿其中一轴向或其中一平面上来回往复运动的现象。
常见的机械振动有单摆振动、弹簧振动等。
1.单摆振动：单摆是由一根细线或细杆悬挂的可以在竖直平面内摆动的物体。
摆动过程中，单摆的重心沿圆弧形轨迹在竖直平面内来回运动。
2.弹簧振动：弹簧振动是指将一端固定，另一端悬挂质点的弹簧在作用力的驱动下做往复振动的现象。
弹簧振动有线性振动和简谐振动两种形式。
二、机械振动的特性1.幅度：振动中物体运动的最大偏离平衡位置的距离。
2.周期：振动一次所需要的时间，记为T。
3.频率：振动在单位时间内所完成的周期数，记为f。
频率和周期之间的关系为f=1/T。
4.角频率：单位时间内振动角度的增量，记为ω。
角频率和频率之间的关系为ω=2πf。
5.相位：刻画振动状态的物理量。
任何时刻振动的状态都可由物体与参照物的相对位移和相对速度来描述。
三、机械波的传播机械波是指质点或介质在空间传播的波动现象。
按传播方向的不同，机械波可以分为纵波和横波。
1.纵波：波动传播的方向与波的传播方向一致。
纵波的传播特点是质点沿着波动方向做往复运动，如声波就是一种纵波。
2.横波：波动传播的方向与波的传播方向垂直。
横波的传播特点是质点沿波动方向做往复运动，如水波就是一种横波。
四、机械波的特性1.波长：波的传播方向上，相邻两个相位相同的点之间的距离。
记为λ。
2.波速：波的传播速度。
波速和频率、波长之间的关系为v=λf。
3.频率：波动现象中，单位时间内波的传输周期数。
记为f。
4.能量传递：机械波在传播过程中，能量从一个质点传递到另一个质点，并随着传播的距离逐渐减弱。
5.反射和折射：机械波在传播过程中，遇到不同介质的边界时会发生反射和折射现象。
高中物理选修知识点机械振动与机械波解析
机械振动与机械波简谐振动一、学习目标1.了解什么是机械振动、简谐运动2.正确理解简谐运动图象的物理含义，知道简谐运动的图象是一条正弦或余弦曲线。
二、知识点说明1.弹簧振子(简谐振子)：(1)平衡位置：小球偏离原来静止的位置；(2)弹簧振子：小球在平衡位置附近的往复运动，是一种机械运动，这样的系统叫做弹簧振子。
(3)特点：一个不考虑摩擦阻力，不考虑弹簧的质量，不考虑振子的大小和形状的理想化的物理模型。
2.弹簧振子的位移—时间图像弹簧振子的s—t图像是一条正弦曲线，如图所示。
3.简谐运动及其图像。
(1)简谐运动：如果质点的位移与时间的关系遵从正弦函数的规律，即它的振动图像(x-t图像)是一条正弦曲线，这样的振动叫做简谐运动。
(2)应用：心电图仪、地震仪中绘制地震曲线装置等。
三、典型例题例1：简谐运动属于下列哪种运动( )A．匀速运动? ?B．匀变速运动C．非匀变速运动? ?D．机械振动解析：以弹簧振子为例，振子是在平衡位置附近做往复运动，并且平衡位置处合力为零，加速度为零，速度最大．从平衡位置向最大位移处运动的过程中，由F＝－kx可知，振子的受力是变化的，因此加速度也是变化的。
故A、B错，C正确。
简谐运动是最简单的、最基本的机械振动，D正确。
答案：CD简谐运动的描述一、学习目标1．知道简谐运动的振幅、周期和频率的含义。
2．知道振动物体的固有周期和固有频率，并正确理解与振幅无关。
二、知识点说明1.描述简谐振动的物理量，如图所示：(1)振幅：振动物体离开平衡位置的最大距离，。
(2)全振动：振子向右通过O点时开始计时，运动到A，然后向左回到O，又继续向左达到，之后又回到O，这样一个完整的振动过程称为一次全振动。
(3)周期：做简谐运动的物体完成一次全振动所需要的时间，符号T表示，单位是秒(s)。
(4)频率：单位时间内完成全振动的次数，符号用f表示，且有，单位是赫兹(Hz)，。
(5)周期和频率都是表示物体振动快慢的物理量，周期越小，频率越大，振动越快。
高中物理机械振动和机械波知识点
高中物理机械振动和机械波知识点机械振动和机械波是高中物理中一个重要的内容，下面将以1200字以上的篇幅详细介绍这两个知识点。
一、机械振动1.振动的定义及特点振动是指物体在平衡位置附近做往复运动的现象。
振动具有周期性、往复性和简谐性等特点。
2.物理量与振动的关系振动常涉及到的物理量有位移、速度、加速度、力等。
振动的物体在其中一时刻的位移与速度、加速度之间存在着相位差的关系。
3.简谐振动简谐振动是指振动物体的加速度与恢复力成正比，且方向相反。
简谐振动的周期、频率和角频率与振幅无关，只与振动系统的特性有关。
4.阻尼振动阻尼振动是指振动物体受到阻力的影响而逐渐减弱并停止的振动。
阻尼振动可以分为临界阻尼、过阻尼和欠阻尼三种情况。
5.受迫振动受迫振动是指振动物体受到外界周期力的作用而发生的振动。
当外力的频率与振动系统的固有频率相同时，产生共振现象。
6.驱动力与振幅的关系外力作用下，振动物体的振幅由驱动力的频率决定。
当驱动力的频率与振动物体的固有频率接近时，振幅达到最大值。
二、机械波1.波的定义及特点波是指能量或信息在空间中的传递。
波有传播介质，传播介质可以是固体、液体或气体。
波分为机械波和电磁波两种。
2.机械波的分类及特点机械波分为横波和纵波两种，它们的传播方向与介质振动方向有关。
横波的振动方向与波的传播方向垂直，而纵波的振动方向与波的传播方向平行。
3.波的传播速度波的传播速度与介质的性质和波的频率有关。
在同一介质中，传播速度与波长成正比，与频率成反比。
在不同介质中，波长相等时，传播速度与频率成正比。
4.波的反射、折射和干涉波在传播过程中会遇到障碍物或介质边界，导致发生反射和折射现象。
当波的传播路径中存在两个或多个波源时，会发生波的干涉现象。
5.波的衍射波在通过缝隙或物体边缘时会发生波的弯曲现象，这种现象称为波的衍射。
波的衍射现象是波动性质的重要表现之一6.声波的特点及应用声波是一种机械波，的传播媒质是物质的弹性介质。
新高考物理复习专题十五机械振动机械波
2.根据v= λ 或v=λf、v= x 求出速度或其他未知量的关系通式。
T
t
3.分析题目中有没有其他限制条件,看通过关系通式得到的多解能否变为有限解或唯一解。
4.对于波形不确定问题,其入手点是画波形草图,然后进行分析。
例 如图所示,实线是某时刻的波的图像,虚线是0.2 s后的波的图像。
(1)若波向左传播,求它传播的可能距离; (2)若波向右传播,求它的最大周期; (3)若波速是35 m/s,求波的传播方向。
图像变化 随时间推移,图像延续,但已有形状不变 随时间推移,波形沿传播方向平移
联系
(1)纵坐标均表示质点的位移;纵坐标的最大值均表示振幅
(2)波在传播过程中,各质点都在各自的平衡位置附近振动
二、解题方法
1.分清振动图像与波的图像。横坐标为x则为波的图像,横坐标为t则为振动图像。
2.看清横、纵坐标的单位,注意单位前的数量级。
振动物体获得的能量 最大
常见实例Biblioteka 弹簧振子或单摆(摆角θ<5°)
机械工作时底座发生 的振动
共振筛、转速计等
2.受迫振动振幅与驱动力频率的关系 如图所示,横坐标为驱动力频率f驱,纵坐标为振幅A。 它直观地反映了驱动力频率对受迫振动振幅的影响。 由图可知,f驱与f固越接近,振幅A越大,当f驱=f固时,振幅A最大。
(2)当波向右传播时,根据
Δt=
n
1 4
T(n=0,1,2,…)
得T= 4t = 0.8 s(n=0,1,2,…)
4n 1 4n 1
在所有的可能周期中,当n=0时周期最大,最大为 0.8 s。
(3)波在0.2 s内传播的距离Δx=vΔt=7 m
传播的波长数n= x = 7 ,可见波形图平移了 3 λ的距离。由题图知波向左传播。
高考物理第六章机械振动和机械波知识点
高考物理第六章机械振动和机械波知识点高考物理第六章机械振动和机械波知识点机械振动和机械波部分是高中物理的一大重要版块，学好这一部分对整个高中阶段物理的学习至关重要。
下面是店铺为大家精心推荐的机械振动和机械波知识点总结，希望能够对您有所帮助。
机械振动和机械波必背知识点一、机械振动：物体在平衡位置附近所做的往复运动，叫机械振动。
1、平衡位置：机械振动的中心位置;2、机械振动的位移：以平衡位置为起点振动物体所在位置为终点的有向线段;3、回复力：使振动物体回到平衡位置的力;(1)回复力的方向始终指向平衡位置;(2)回复力不是一重特殊性质的力，而是物体所受外力的合力;4、机械振动的特点：(1)往复性; (2)周期性;二、简谐运动：物体所受回复力的大小与位移成正比，且方向始终指向平衡位置的运动;(1)回复力的大小与位移成正比;(2)回复力的方向与位移的方向相反;(3)计算公式：F=-Kx;如：音叉、摆钟、单摆、弹簧振子;三、全振动：振动物体如：从0出发，经A,再到O，再到A/,最后又回到0的周期性的过程叫全振动。
例1：从A至o,从o至A/,是一次全振动吗?例2：振动物体从A/,出发，试说出它的一次全振动过程;四、振幅：振动物体离开平衡位置的最大距离。
1、振幅用A表示;2、最大回复力F大=KA;3、物体完成一次全振动的路程为4A;4、振幅是表示物体振动强弱的物理量;振幅越大，振动越强，能量越大;五、周期：振动物体完成一次全振动所用的时间;1、T=t/n (t表示所用的总时间，n表示完成全振动的次数)2、振动物体从平衡位置到最远点，从最远点到平衡为置所用的时间相等，等于T/4;六、频率：振动物体在单位时间内完成全振动的次数;1、f=n/t;2、f=1/T;3、固有频率：由物体自身性质决定的频率;七、简谐运动的图像：表示作简谐运动的物体位移和时间关系的图像。
1、若从平衡位置开始计时，其图像为正弦曲线;2、若从最远点开始计时，其图像为余弦曲线;3、简谐运动图像的作用：(1)确定简谐运动的周期、频率、振幅;(2)确定任一时刻振动物体的位移;(3)比较不同时刻振动物体的速度、动能、势能的大小：离平衡位置跃进动能越大、速度越大，势能越小;(4)判断某一时刻振动物体的运动方向：质点必然向相邻的后一时刻所在位置运动4、作受迫振动的物体的振动频率等于驱动力的`频率与其固有频率无关;物体发生共振的条件：物体的固有频率等于驱动力的频率;八、单摆:用一轻质细绳一端固定一小球，另一端固定在悬点的装置。
高考物理最新力学知识点之机械振动与机械波图文解析
高考物理最新力学知识点之机械振动与机械波图文解析一、选择题1．弹簧振子以O点为平衡位置，在水平方向上的A、B两点间做简谐运动，以下说法正确的是 ( )A．振子在A、B两点时的速度和加速度均为零B．振子在通过O点时速度的方向将发生改变C．振子的加速度方向总跟速度方向相反D．振子离开O点运动总是减速运动，靠近O点的运动总是加速运动2．做简谐运动的物体，下列说法正确的是A．当它每次经过同一位置时，位移可能不同B．当它每次经过同一位置时，速度可能不同C．在一次全振动中通过的路程不一定为振幅的四倍D．在四分之一周期内通过的路程一定为一倍的振幅3．如图为一弹簧振子做简谐运动的位移﹣时间图象，在如图所示的时间范围内，下列判断正确的是（）A．0.2s时的位移与0.4s时的位移相同B．0.4s时的速度与0.6s时的速度相同C．弹簧振子的振动周期为0.9s，振幅为4cmD．0.2s时的回复力与0.6s时的回复力方向相反4．如图所示，A、B两物体组成弹簧振子，在振动过程中，A、B始终保持相对静止，下列给定的四幅图中能正确反映振动过程中物体A所受摩擦力F f与振子对平衡位置位移x关系的图线为A．B．C．D．5．如图是一弹簧振子做简谐运动的图像，下列说法中正确的是（）A．质点振动的振幅为2cmB．质点振动的频率为4HzC．在2s末，质点的加速度最大D．在2s末，质点的速度最大6．一洗衣机在正常工作时非常平稳，当切断电源后，发现洗衣机先是振动越来越剧烈，然后振动再逐渐减弱，对这一现象，下列说法正确的是（）①正常工作时，洗衣机波轮的运转频率比洗衣机的固有频率大；②正常工作时，洗衣机波轮的运转频率比洗衣机的固有频率小；③正常工作时，洗衣机波轮的运转频率等于洗衣机的固有频率；④当洗衣机振动最剧烈时，波轮的运转频率恰好等于洗衣机的固有频率．A．①B．③C．①④D．②④7．下列说法中正确的是（）A．只有横波才能发生干涉，纵波不能发生干涉B．“闻其声而不见其人”现象说明遇到同样障碍物时声波比可见光容易发生衍射C．在受迫振动中，物体振动的频率一定等于自身的固有频率D．发生多普勒效应时，观察者接收的频率发生了变化，是波源的频率变化的缘故8．如图所示是一弹簧振子在水平面做简谐运动的图像，那么振动系统在( )A．t3 和t5具有相同的动能和动量B．t3 和t4具有相同的动能和不同的动量C．t2 和t5时刻振子所受的回复力大小之比为 2:1D．t1 和t4时刻具有相同的加速度和速度9．两个弹簧振子，甲的固有频率是100Hz ，乙的固有频率是400Hz ，若它们均在频率是300Hz 的驱动力作用下做受迫振动，则 （ ）A ．甲的振幅较大，振动频率是100HzB ．乙的振幅较大，振动频率是300HzC ．甲的振幅较大，振动频率是300HzD ．乙的振幅较大，振动频率是400Hz10．图甲所示为以O 点为平衡位置、在A 、B 两点间做简谐运动的弹簧振子，图乙为这个弹簧振子的振动图象，由图可知下列说法中正确的是A ．在t ＝0.2s 时，弹簧振子运动到O 位置B ．在t ＝0.1s 与t ＝0.3s 两个时刻，弹簧振子的速度相同C ．从t ＝0到t ＝0.2s 的时间内，弹簧振子的动能持续地减小D ．在t ＝0.2s 与t ＝0.6s 两个时刻，弹簧振子的加速度相同11．如图所示，质量为m 的物块放置在质量为M 的木板上，木板与弹簧相连，它们一起在光滑水平面上做简谐振动，周期为T ，振动过程中m 、M 之间无相对运动，设弹簧的劲度系数为k 、物块和木板之间滑动摩擦因数为μ，A ．若t 时刻和()t t +∆时刻物块受到的摩擦力大小相等，方向相反，则t ∆一定等于2T 的整数倍 B ．若2T t ∆=，则在t 时刻和()t t +∆时刻弹簧的长度一定相同 C ．研究木板的运动，弹簧弹力充当了木板做简谐运动的回复力 D ．当整体离开平衡位置的位移为x 时，物块与木板间的摩擦力大小等于m kx m M+ 12．下列关于简谐振动和简谐机械波的说法正确的是（ ）A ．简谐振动的平衡位置一定是物体所受合外力为零的位置。
高三第一轮复习《机械振动和机械波》
高三第一轮复习《机械振动和机械波》一、机械振动： （一）夯实基础：1、简谐运动、振幅、周期和频率：（1）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。
特征是：F=-kx,a=-kx/m （2）简谐运动的规律：①在平衡位置：速度最大、动能最大、动量最大；位移最小、回复力最小、加速度最小。
②在离开平衡位置最远时：速度最小、动能最小、动量最小；位移最大、回复力最大、加速度最大。
③振动中的位移x 都是以平衡位置为起点的，方向从平衡位置指向末位置，大小为这两位置间的直线距离。
加速度与回复力、位移的变化一致,在两个“端点”最大，在平衡位置为零，方向总是指向平衡位置。
④当质点向远离平衡位置的方向运动时，质点的速度减小、动量减小、动能减小，但位移增大、回复力增大、加速度增大、势能增大，质点做加速度增大减速运动；当质点向平衡位置靠近时，质点的速度增大、动量增大、动能增大，但位移减小、回复力减小、加速度减小、势能减小，质点做加速度减小的加速运动。
④弹簧振子周期：T= 2 (与振子质量有关,与振幅无关)（3）振幅A ：振动物体离开平衡位置的最大距离称为振幅。
它是描述振动强弱的物理量, 是标量。
（4）周期T 和频率f ：振动物体完成一次全振动所需的时间称为周期T,它是标量，单位是秒；单位时间内完成的全振动的次数称为频率，单位是赫兹（Hz ）。
周期和频率都是描述振动快慢的物理量，它们的关系是：T=1/f. 2、单摆：（1）单摆的概念：在细线的一端拴一个小球，另一端固定在悬点上，线的伸缩和质量可忽略，线长远大于球的直径，这样的装置叫单摆。
（2）单摆的特点：○1单摆是实际摆的理想化，是一个理想模型; ○2单摆的等时性，在振幅很小的情况下，单摆的振动周期与振幅、摆球的质量等无关; ○3单摆的回复力由重力沿圆弧方向的分力提供，当最大摆角α<100时，单摆的振动是简谐运动，其振动周期T=gL π2。
高考物理机械振动与机械波专题讲解
专题六机械振动与机械波一、大纲解读振动在介质中的传播形成波，本专题涉及的Ⅱ级要求有三个：弹簧振子、简谐运动、简谐运动的振幅、周期和频率、简谐运动的位移—时间图象；单摆，在小振幅条件下单摆做简谱运动，周期公式；振动在介质中的传播——波、横波和纵波、横波的图像、波长、频率和波速的关系。
它们是高考考查的重点，其中振动与波动的结合问题是高考出题的一个重要方向，单摆的问题经常结合实际的情景进行考查，有时也综合题出现，但往往比较简单，以考查周期公式为主。
涉及的I 级要求有五个，其中共振，波的叠加、干涉、衍射等问题都曾在高考中出现，复习中不能忽视。
只要振动1.因此，机械能期性，2.（振动）345的，是变考点1：简谐振动的回复力与振幅例1（08年四川延考区）光滑的水平面上盛放有质量分别为m 和m /2的两木块，下方木块与一劲度系数为k 的弹簧相连，弹簧的另一端固定在墙上，如图所示。
已知两木块之间的最大静摩擦力为f ，为使这两个木块组成的系统象一个整体一样地振动，系统的最大振幅为（）A ．f kB ．C ．3f kD ．4f k解析：对于整个物体由kx F -=回，由于m 和m /2的两木块之间的最大静摩擦力为f ，故f F 3=回，即kx f -=3，最大振幅为kf x 3=，故C 正确。
答案：C 。
点拨：本题主要考查简谐振动回复力的计算，利用整体法与隔离法相结合求解出回复力与两物体之间的最大静摩擦力之间的关系是关键。
该试题取材于大学阶段知识，但问题可利用高中的方法解决，更加强调考查考生的基础知识和应变能力。
例2（1台上。
b 成n（201T T ⎡'=⎢⎣期，a 验中得到了如图所示的图线，则图像中的横轴表示＿＿＿＿＿＿。
）由于在计算摆长时，只记了摆线长，没有记摆球半径，所以结果偏小。
图中的函数关系应为：)(sin 02T -'θ，灵活应用测量原理，综合性理解实验过程的基础上进行了实验结果的分析，进一步深化了目的，将理想化的单摆模型向实际转化，将要求学生以物理规律为核心，设计实验过程，得到实验测得量，运用科学探究的理念，进而与图表信息转化，得到规律的体现，考生能将物理关系与图表信息的相互转化是解题的关键，在高三复习时要加强这方面的训练。
(完整版)机械振动和机械波知识点总结
机械振动考点一简谐运动的描述与规律1. 机械振动：物体在平衡位置附近所做的往复运动，简称振动。
回复力是指振动物体所受的总是指向平衡位置的合外力。
回复力是产生振动的条件，它使物体总是在平衡位置附近振动。
它属于效果力，其效果是使物体再次回到平衡位置。
回复力可以是某一个力，也可以是几个力的合力或某个力的分力。
平衡位置是指物体所受回复力为零的位置！2. 简谐运动: 物体在跟位移大小成正比并且总是指向平衡位置的回复力作用下的振动。
简谐运动属于最简单、最基本的振动形式，其振动过程关于平衡位置对称，是一种周期性的往复运动。
例如弹簧振子、单摆。
注: (1)描述简谐运动的物理量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，它表示振动的强弱．③周期T 和频率f：物体完成一次全振动所需的时间叫做周期，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：T＝1/f.(2) 简谐运动的表达式①动力学表达式：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＋φ)，其中A 代表振幅，ω＝2πf 表示简谐运动的快慢，(ωt＋φ)代表简谐运动的相位，φ叫做初相．(可借助于做匀速圆周运动质点在水平方向的投影理解)(3) 简谐运动的运动规律回复力、加速度增大速度、动能减小①变化规律：位移增大时机械能守恒势能增大振幅、周期、频率保持不变注意：这里所说的周期、频率为固有周期与固有频率，由振动系统本身构造决定。
振幅是反映振动强弱的物理量，也是反映振动系统所具备能量多少的物理量。
②对称规律：I 、做简谐运动的物体，在关于平衡位置对称的两点，回复力、位移、加速度具有等大反向的关系，另外速度的大小、动能具有对称性，速度的方向可能相同或相反.II 、振动物体来回通过相同的两点间的时间相等，如t BC＝t CB；振动物体经过关于平衡位置对称的等长的两线段的时间相等，如t BC＝t B′C′，③运动的周期性特征：相隔T 或nT 的两个时刻振动物体处于同一位置且振动状态相同. 注意：做简谐运动的物体在一个周期内的路程大小一定为4A，半个周期内路程大小一定为2A ，四分之一个周期内路程大小不一定为 A 。
高三物理机械振动和机械波知识点总结
3. 描述简谐运动的物理量（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，其最大值等于振幅。
（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：表示振动快慢的物理量，二者互为倒数关系，即T=1/f。
4. 简谐运动的图像（1）意义：表示振动物体位移随时间变化的规律，注意振动图像不是质点的运动轨迹。
（2）特点：简谐运动的图像是正弦（或余弦）曲线。
（3）应用：可直观地读取振幅A、周期T以及各时刻的位移x，判定回复力、加速度方向，判定某段时间内位移、回复力、加速度、速度、动能、势能的变化情况。
二、弹簧振子定义：周期和频率只取决于弹簧的劲度系数和振子的质量，与其放置的环境和放置的方式无任何关系。
如某一弹簧振子做简谐运动时的周期为T，不管把它放在地球上、月球上还是卫星中；是水平放置、倾斜放置还是竖直放置；振幅是大还是小，它的周期就都是T。
三、单摆1. 定义：摆线的质量不计且不可伸长，摆球的直径比摆线的长度小得多，摆球可视为质点。
单摆是一种理想化模型。
2. 单摆的振动可看作简谐运动的条件是：最大摆角α<5°。
3. 单摆的回复力是重力沿圆弧切线方向并且指向平衡位置的分力。
4. 作简谐运动的单摆的周期公式为：T=2π（1）在振幅很小的条件下，单摆的振动周期跟振幅无关。
（2）单摆的振动周期跟摆球的质量无关，只与摆长L和当地的重力加速度g有关.（3）摆长L是指悬点到摆球重心间的距离，在某些变形单摆中，摆长L 应理解为等效摆长，重力加速度应理解为等效重力加速度（一般情况下，等效重力加速度g'等于摆球静止在平衡位置时摆线的张力与摆球质量的比值）。
四、受迫振动1. 受迫振动：振动系统在周期性驱动力作用下的振动叫受迫振动。
2. 受迫振动的特点：受迫振动稳定时，系统振动的频率等于驱动力的频率，跟系统的固有频率无关。
3. 共振：当驱动力的频率等于振动系统的固有频率时，振动物体的振幅最大，这种现象叫做共振。
高考物理新力学知识点之机械振动与机械波图文解析
高考物理新力学知识点之机械振动与机械波图文解析一、选择题1．一列横波某时刻的波形图如图甲所示，图乙表示介质中某质点此后一段时间内的振动图象．下列说法正确的是（）A．若波沿x轴正方向传播，则图乙表示的是质点N的振动图象B．若波沿x轴负方向传播，则图乙表示的是质点K的振动图象C．若图乙表示的是质点L的振动图象，则波沿x轴正方向传播D．若图乙表示的是质点M的振动图象，则波沿x轴负方向传播2．已知在单摆a完成10次全振动的时间内，单摆b完成6次全振动，两摆长之差为1.6 m．则两单摆摆长l a与l b分别为( )A．l a＝2.5 m，l b＝0.9 m B．l a＝0.9 m，l b＝2.5 mC．l a＝2.4 m，l b＝4.0 m D．l a＝4.0 m，l b＝2.4 m3．关于机械振动和机械波，以下说法正确的是（）A．要产生机械波，有波源就可以B．要产生机械波，必须要有波源和介质C．要产生机械波，有介质就可以D．要产生机械波，不需要有波源和介质4．一列波在传播过程中遇到一个障碍物，发生了一定程度的衍射，一定能使衍射现象更明显的措施是A．增大障碍物尺寸，同时增大波的频率。
B．缩小障碍物尺寸，同时增大波的频率。
C．增大障碍物尺寸，同时减小波的频率。
D．缩小障碍物尺寸，同时减小波的频率。
5．如图所示，A、B两物体组成弹簧振子，在振动过程中，A、B始终保持相对静止，下列给定的四幅图中能正确反映振动过程中物体A所受摩擦力F f与振子对平衡位置位移x关系的图线为A．B．C．D．6．下列说法中正确的是（）A．只有横波才能发生干涉，纵波不能发生干涉B．“闻其声而不见其人”现象说明遇到同样障碍物时声波比可见光容易发生衍射C．在受迫振动中，物体振动的频率一定等于自身的固有频率D．发生多普勒效应时，观察者接收的频率发生了变化，是波源的频率变化的缘故7．如图所示是一弹簧振子在水平面做简谐运动的图像，那么振动系统在( )A．t3 和t5具有相同的动能和动量B．t3 和t4具有相同的动能和不同的动量C．t2 和t5时刻振子所受的回复力大小之比为 2:1D．t1 和t4时刻具有相同的加速度和速度8．如图所示，一列简谐横波向右传播，P、Q两质点平衡位置相距0.15 m。
机械振动和机械波高考常考题型及解析
然 为 振 动 加 强 点 ．由干 涉 图 样 可
知，过两波源连线的中垂线上的
…
…
…
一
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点在 同一 干 涉线 上 ，所 以 ＡＢ 的
８
中点 为 振 动 加 强 点·再 研 究 Ｂ
图 ５
点 （或 Ａ 点 ），波 程 差 一 Ｓ Ｂ—
Ｓ Ｂ一 ２ ，得 到 走一 ２，从 而 画 出 波 的 干 涉 图 样 ，如 图 ５
少 个
随着 教育 改革 的不 断深 入 ，物理 高 考要 求 学 生从
，解析 波
ｕ ． ．
长 为 一 了 一 ２．５
／ …捌
以前 的应试 教 育 中解 脱 出来 ，逐 步适 应从 应 试 教 育 向 素质 教育 的 过 渡 ，培 养 能 力 向实 践 性 和 操 作 性 转 化 ， 并 且要 求 教师 注重 规律 总结 ，提倡 一 题 多解 和多 题 一
能 不 同 的 物 理 量 是 速 度 ，选 项 Ｂ正 确 ．
蛰毒主
霎萎孝
间有 ２个 干 涉相 消 点 ，由对称 性 可知 ，ＡＢ 上 共有 ４个 干 涉相 消 点．通 过 比较 ，不 难 发 现 应 用 干 涉 图样 解 题 的优越 性．需 要 补 充 说 明 的是 ，如 果 两 波 源振 动 的 初 始 相位 相 反 ，则 两 波源连 线 的 中垂 线 上 的 点 为振 动 减
于容 易题 目，只要 了解机 械振 动有 关 的 基本 概 念 就 不 难 解答 此 类 问题． 题 型 ２ 与 机 械 波 有 关 的 基 本 物 理 量 问 题
弱 点 ，分 析 方 法 类 同 ．
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高考物理专题——机械振动和机械波 光学
一、机械振动和机械波1．简谐运动的图象信息(1)由图象可以得出质点做简谐运动的振幅、周期。
(2)可以确定某时刻质点离开平衡位置的位移。
(3)可以根据图象确定某时刻质点回复力、加速度和速度的方向。
2．机械波的传播特点(1)波传到任意一点，该点的起振方向都和波源的起振方向相同。
(2)介质中每个质点都做受迫振动，因此，任一质点振动频率和周期都和波源的振动频率和周期相同。
(3)波从一种介质进入另一种介质，由于介质的情况不同，它的波长和波速可能改变，但频率和周期都不会改变。
(4)波经过一个周期T完成一次全振动，波恰好向前传播一个波长的距离，所以v＝λT＝λf。
二、光的折射和全反射对折射率的理解(1)公式：n＝sin θ1 sin θ2(2)折射率由介质本身的性质决定，与入射角的大小无关。
(3)折射率与介质的密度没有关系，光密介质不是指密度大的介质，光疏介质不是指密度小的介质。
(4)折射率的大小不仅与介质本身有关，还与光的频率有关。
同一种介质中，频率越大的色光折射率越大，传播速度越小。
(5)同一种色光，在不同介质中虽然波速、波长不同，但频率相同。
(6)折射率大小不仅反映了介质对光的折射本领，也反映了光在介质中传播速度的大小v＝c n。
三、光的波动性1．三种现象：光的干涉现象、光的衍射现象和光的偏振现象。
2．光的干涉(1)现象：光在重叠区域出现加强或减弱的现象。
(2)产生条件：两束光频率相同、相位差恒定。
(3)典型实验：杨氏双缝实验。
3．光的衍射(1)现象：光绕过障碍物偏离直线传播的现象。
(2)产生条件：障碍物或孔的尺寸与波长相差不多或更小。
(3)典型实验：单缝衍射、圆孔衍射和不透明圆盘衍射。
四、电磁波1．电磁波是横波：在传播方向上的任一点，E和B随时间做正弦规律变化，E与B彼此垂直且与传播方向垂直。
2．电磁波的传播不需要介质：电磁波在真空中的传播速度与光速相同，即c＝3×108 m/s。
3．电磁波具有波的共性：能产生干涉、衍射等现象。
高三物理第一节：机械振动;第二节：机械波北师大版 知识精讲
高三物理第一节：机械振动；第二节：机械波北师大版知识精讲【本讲教育信息】一. 教学内容：第一节：机械振动第二节：机械波第一节机械振动知识点：一. 机械振动1. 特点和条件特点：在某一位置（平衡位置）的往复运动，有周期性。
（回复力、加速度、速度周期性变化）条件：有回复力，阻力足够小。
（物体总受到一个时刻指向平衡位置的力作用，使它回到平衡位置）2. 描述振动的物理量（1）回复力：物体受到方向总是跟位移方向相反，总指向平衡位置的力。
注意：回复力是根据力的作用效果来命名，类似命名的力有向心力。
回复力是由物体实际受力来提供，回复力可以是物体受的某个力（f），也可以是物体的合力（竖直弹簧振子mg、f），也可以是某个分力（单摆，mgsinθ）提供，F回≠F合。
（2）平衡位置：“回复力为零的位置”，不能说F合＝0的位置。
如单摆：G1：回复力T－G2：向心力平衡位置：T－mg提供向心力，F合≠0（3）位移x：由平衡位置指向振动质点所在位置的有向线段。
（不管振子从何处开始运动，位移x起点固定于O）5cm 5cmA O B振子在A点位移多大，在O点位移多大？5cm 0cm（4）振幅A：最大振动位移的绝对值，反映振动的强弱。
A大，振动系统能量大。
（5）周期和频率T、fT f=1描述振动的快慢全振动：物体先后两次运动状态（位移和速度）完全相同所经历的过程，一个全振动通过的路程等于4倍振幅。
A O B二. 简谐振动––––两个典型物理模型 1. 弹簧振子（轻弹簧＋振子） （1）动力学特点：F f k x 合== （2）运动学特点： a kx m=- 远离O ，a ↑v ↓变减；靠近O ，a ↓v ↑变加 A （B ）a m v=0 O a=0 v m（）周期公式：32T m k=π （4）能量转化：机械能守恒远离O ，E k 向E P 转化2. 单摆（m 绳不计，l 线>>k F ）2F mg mg x l回==sin θ k mg l =，F k x 回=，T lg=2π 靠近O ，E P 向E k 转化注：T l g=2π（1）单摆周期与A 、m 无关（2）摆长l 是指悬挂点到摆球重心的距离（在某些变形单摆中，l 应理解为等效摆长） 如：单线摆不容易直线摆动，容易椭圆摆动。
机械振动和机械波知识点的归纳
机械振动和机械波知识点的归纳一、简谐运动1、定义：物体在跟偏离平衡位置的位移大小成正比，并且总是指向平衡位置的回复力的作用下的振动，叫做简谐运动，又称简谐振动。
2、简谐运动的特征：回复力F=-kx，加速度a=-kx/m,方向与位移方向相反，总指向平衡位置。
简谐运动是一种变加速运动，在平衡位置时，速度最大，加速度为零；在最大位移处，速度为零，加速度最大。
3. 描述简谐运动的物理量（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，其最大值等于振幅。
（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：表示振动快慢的物理量，二者互为倒数关系，即T=1/f。
4. 简谐运动的图像（1）意义：表示振动物体位移随时间变化的规律，注意振动图像不是质点的运动轨迹。
（2）特点：简谐运动的图像是正弦（或余弦）曲线（3）应用：可直观地读取振幅A、周期T以及各时刻的位移x，判定回复力、加速度方向，判定某段时间内位移、回复力、加速度、速度、动能、势能的变化情况二、弹簧振子定义：周期和频率只取决于弹簧的劲度系数和振子的质量，与其放置的环境和放置的方式无任何关系。
如某一弹簧振子做简谐运动时的周期为T，不管把它放在地球上、月球上还是卫星中；是水平放置、倾斜放置还是竖直放置；振幅是大还是小，它的周期就都是T。
三、单摆1. 定义：摆线的质量不计且不可伸长，摆球的直径比摆线的长度小得多，摆球可视为质点。
单摆是一种理想化模型。
2. 单摆的振动可看作简谐运动的条件是：最大摆角α<5°。
3. 单摆的回复力是重力沿圆弧切线方向并且指向平衡位置的分力。
4. 作简谐运动的单摆的周期公式为：T=2π（1）在振幅很小的条件下，单摆的振动周期跟振幅无关。
（2）单摆的振动周期跟摆球的质量无关，只与摆长L和当地的重力加速度g 有关.（3）摆长L是指悬点到摆球重心间的距离，在某些变形单摆中，摆长L应理解为等效摆长，重力加速度应理解为等效重力加速度（一般情况下，等效重力加速度g'等于摆球静止在平衡位置时摆线的张力与摆球质量的比值）。
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专题六机械振动与机械波一、大纲解读振动在介质中的传播形成波，本专题涉及的Ⅱ级要求有三个：弹簧振子、简谐运动、简谐运动的振幅、周期和频率、简谐运动的位移—时间图象；单摆，在小振幅条件下单摆做简谱运动，周期公式；振动在介质中的传播——波、横波和纵波、横波的图像、波长、频率和波速的关系。
它们是高考考查的重点，其中振动与波动的结合问题是高考出题的一个重要方向，单摆的问题经常结合实际的情景进行考查，有时也综合题出现，但往往比较简单，以考查周期公式为主。
涉及的I级要求有五个，其中共振，波的叠加、干涉、衍射等问题都曾在高考中出现，复习中不能忽视。
只要振动的能量转化、多普勒效应在高考中出现次数的相对较少是考查的冷门。
二、重点剖析1.机械振动这一部分概念较多，考点较多，对图象要求层次较高，因而高考试题对本部分内容考查的特点是试题容量较大，综合性较强，一道题往往要考查力学的多个概念或者多个规律。
因此，在复习本专题时，要注意概念的理解和记忆、要注意机械振动与牛顿定律、动量守恒定律、机械能守恒定律的综合应用。
要求掌握简谐运动的判断方法，知道简谐运动中各物理量的变化特点，知道简谐运动具有周期性，其运动周期由振动系统本身的性质决定，清楚简谐运动涉及到的物理量较多，且都与简谐运动物体相对平衡位置的位移x存在直接或间接关系，如果弄清了图6-1的关系，就很容易判断各物理量的变化情况。
2.理解和掌握机械波的特点：（1）在简谐波传播方向上，每一个质点都以它自己的平衡位置为中心做简谐运动；后一质点的振动总是落后于它前一质点的振动。
（2）波传播的只是运动形式（振动）和振动能量，介质并不随波的传播而迁移。
（3）同一列波上所有质点的振动都具有相同的周期和频率。
3．理解波长是两个相邻的在振动过程中对平衡位置的位移总相等的质点间的距离。
也是波在一个周期内向前传播的距离，波的周期决定于振源的周期，一列波上所有质点振动的周期都相等。
4．掌握衍射、干涉是波的特有现象。
知道在两列波相遇叠加时遵从叠加原理，两列波叠加时不受波的频率限制；干涉是一种特殊的叠加，即在两波的频率相同时使某些振动加强点总加强振动减弱点总减弱的现象。
5．本专题难点有：（1）波速与质点的振动速度无关。
波的传播速度是由介质的物理性质决定的，在同一种介质中波的传播速度不变；而波上各质点的运动是在自身平衡位置附近的振动，是变加速运动。
（2）振动图象和波动图象的相同点和不同点。
（3）波的多解问题往往是由波的传播方向的双向性、波长的多种可能性、周期的多种可能性而引起的，在个别问题中的多解可能是由多种因素造成的，在求解过程中要特别注意。
三、考点透视考点1：简谐振动的回复力与振幅例1（08年四川延考区）光滑的水平面上盛放有质量分别为m和m/2 的两木块，下方木块与一劲度系数为k的弹簧相连，弹簧的另一端固定在墙上，如图所示。
已知两木块之间的最大静摩擦力为f，为使这两个木块组成的系统象一个整体一样地振动，系统的最大振幅为（）A．f kB．C．3f kD．4f k解析：对于整个物体由kx F -=回，由于m 和m /2 的两木块之间的最大静摩擦力为f ，故f F 3=回，即kx f -=3，最大振幅为kfx3=，故C 正确。
答案：C 。
点拨：本题主要考查简谐振动回复力的计算，利用整体法与隔离法相结合求解出回复力与两物体之间的最大静摩擦力之间的关系是关键。
该试题取材于大学阶段知识，但问题可利用高中的方法解决，更加强调考查考生的基础知识和应变能力。
考点2：用单摆测重力加速度例2（08年上海）在“用单摆测重力加速度”的实验中:（1）某同学的操作步骤为：a ．取一根细线，下端系住直径为d 的金属小球，上端固定在铁架台上。
b ．用米尺量得细线长度l c ．在摆线偏离竖直方向5°位置释放小球。
d ．用秒表记录小球完成n 次全振动的总时间t ，得到周期T ＝t /n 。
e ．用公式224lg T π=计算重力加速度。
按上述方法得出的重力加速度值与实际值相比＿＿＿（选填“偏大”、“相同”或“偏小”）。
（2）已知单摆在任意摆角θ时的周期公式可近似为201sin 2T T a θ⎡⎤⎛⎫'=+ ⎪⎢⎥⎝⎭⎣⎦，式中T 0为摆角趋近于0°时的周期，a为常数。
为了用图像法验证该关系式，需要测量的物理量有＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿；若某同学在实验中得到了如图所示的图线，则图像中的横轴表示＿＿＿＿＿＿。
解析：（1）由于在计算摆长时，只记了摆线长，没有记摆球半径，所以结果偏小。
（2）从物理关系可以看出，需要测的物理量有T ′（或t 、n ）、θ。
图中的函数关系应为：)(1)2/(sin 02T T a-'=θ ，所以横轴为T ′。
答案：(1) 偏小 (2) T ′（或t 、n ）、 θ T ′点拨：只有理解用单摆测定重力加速度的原理，知道单摆周期公式的理解是解题的基础，灵活应用测量原理，综合性理解实验过程的基础上进行了实验结果的分析，进一步深化了目的，将理想化的单摆模型向实际转化，将要求学生以物理规律为核心，设计实验过程，得到实验测得量，运用科学探究的理念，进而与图表信息转化，得到规律的体现，考生能将物理关系与图表信息的相互转化是解题的关键，在高三复习时要加强这方面的训练。
3.由振动图象分析波动的问题例3（2007年全国Ⅱ卷）一列横波沿x 轴传播，在x =0与x =1cm 的两质点的振动图线分别如图6-7中实线与虚线所示．由此可以得出（ ）A ．波长一定是4cmB ．波的周期一定是4sC ．波的振幅一定是2cmD ．波的传播速度一定是1cm/s解析：本题考查波的空间周期性和双向性，波的周期和振幅与质点振动的周期和振幅相同，由振动图象可知波的周期一定是4s ，波的振幅一定是2cm ，BC 正确；根据两质点的振动图象和波传播的空间周期性和双向性知：∆x =42λλ+n 解得：124+=n λcm （n ＝0,1,2…），由Tv λ=得：v ＝（2n +1）m/s （n ＝0,1,2…），故AD 选项是错误，故正确答案BC 。
答案：BC点评：理解不同位置处振动图象之间的关系，弄清波的多解的性、周期性是解决本题的关键。
4. 波动图线与振动图线相结合的物理量问题。
例4（08年江苏卷） 一列沿着x 轴正方向传播的横波，在t =O 时刻的波形如图甲所示。
图2甲中某质点的振动图象如图乙所示。
质点N 的振幅是 m ，振动周期为 s ，图2乙表示质点 (从质点K 、L 、M 、N 中选填)的振动图象。
该波的波速为 m/s 。
解析：由波动图线图2甲可直接读出振幅0.8m ，波长2=λm ；由振动图线图2乙可直接读出振幅0.8m ，周期4=Ts ；由于波沿着x 轴正方向传播，在质点K 、L 、M 、N 中，开始时刻是从平衡位置向上振动的只有质点L ；波速42==T v λm/s 5.0=m/s 。
答案：0.8，4，L ，0.5反思：本题是一道很好考查考生双基的问题，属于容易题，做题时，只要细心，基本知识掌握牢固，从波动图线可直接读出振幅与波长，从振动图线可直接读出振幅与周期，然后利用波速，波长与周期(频率)之间的关系求出波速，就能得到正确答案。
四、热点分析1.从质点的振动分析波的形成与传播例1（2007年山东）湖面上一点O 上下振动，振幅为0.2m ，以O 点为圆心形成圆形水波，如图6-8所示，A 、B 、O 三点在一条直线上，OA 间距离为4.0m ，OB 间距离为2.4m 。
某时刻O 点处在波峰位置，观察发现2s 后此波峰传到A 点，此时O 点正通过平衡位置向下运动，OA 间还有一个波峰。
将水波近似为简谐波。
（1）求此水波的传播速度、周期和波长。
（2）以O 点处在波峰位置为0时刻，某同学打算根据OB 间距离与波长的关系，确定B 点在0时刻的振动情况，画出B 点的振动图像．你认为该同学的思路是否可行？若可行，画出B 点振动图像，若不可行，请给出正确思路并画出B 点的振动图象。
解析：（1）由波的传播知v ＝Δx /Δt =2 m/s ；由2s 后O 点处的波峰传到A 点，此时O 点正通过平衡位置向下运动，OA 间还有一个波峰知OA 间距离为1.25λ，即λ＝3.2m ，所以T ＝λ/v =1.6s（2）可行，OB 间距离为2.4 m 为0.75λ，波从O 点向右传播，则B 点振动状态落后O 点0.75T ，故O 点处在波峰时，B 点由平衡位置向下运动，周期也是1.6s ， 振动图象如图6-9所示。
反思：理解机械振动和波动的关系，熟练掌握波速、周期和波长是正确解答该题的基础。
2.从质点的振动图象分析波动图象例2（2007年全国Ⅰ卷）一列简谐横波沿x 轴负方向传播，波速为v =4m/s 。
已知坐标原点（x =0）处质点的振动图像如图6-10所示，在下列4幅图中能够正确表示t =0.15s 时波形的图是（ ）解析：本题考查由一个质点的振动图象和波的传播方向分析不同时刻的波形图，由振动图象得到原点处的质点在t =0.15s 时位于y 正半轴且向下运动，由于波沿负x 轴方向传播，所以此时刻靠近波源的右侧相邻质点在其下方，正确答案为A ．反思：物理图象能形象地表达物理规律、直观地描述物理过程、鲜明地表示物理量之间的相互关系，是分析解决物理问题的有效手段，是高考的热点，复习时要重视。
3.由波的图像分析质点的振动情况例4 （08年全国卷Ⅰ） 一列简谐横波沿x 轴传播，周期为T ，t =0时刻的波形如图所示。
此时平衡位置位于x =3m 处的质点正在向上运动，若a 、b 两质点平衡位置的坐标分别为x a =2.5 m ，x b =5.5 m ，则（ ）A .当a 质点处在波峰时，b 质点恰在波谷B .t =T /4时，a 质点正在向y 轴负方向运动C .t =3T /4时，b 质点正在向y 轴负方向运动D .在某一时刻，a 、b 两质点的位移和速度可能相同 解析：由图3的波动图线可直接读波长4=λm ；a 、b 位置的质点间距离为3m ，即λ43，此时平衡位置位于x =3m 处的质点正在向上运动，说明波沿x 轴负方向传播。
对于上述四个选项可用特殊点分析法进行判定，从图所示时刻，经过t =3T /4时，a 质点处在波峰时，b 质点恰在平衡位置且向y 轴正方向运动，故A 错误、C 正确；t =T /4时，a 质点正在向y 轴正方向运动，故B 错误；在图3所示时刻，a 、b 两质点的位移和速度大小相同，但速度方向相反，故D 错误。
答案：C反思：由波的图像分析某些质点的振动，只有弄清楚机械振动和机械波的关系、振动的周期性及波的多解性，才能正确解答这类问题。
而机械振动和机械波的试题是每年必考内容，每年一题，常考查振动中的加速度、位移、路程、回复力、周期等基本物理量，复习时要重视。