第七章机械振动和机械波.4(新课标复习)
机械振动机械波复习
4
单摆做简谐运动振动的周期
l T = 2π g
说明：单摆周期跟振 说明：单摆周期跟振 摆球的质量无关． 幅、摆球的质量无关． 称为摆的等时性 称为摆的等时性
等效摆长：指摆动圆心到物体重心间的距离。 等效摆长：指摆动圆心到物体重心间的距离。 等效重力加速度： 等效重力加速度：等于摆球静止在平衡位置时悬线的 拉力（或摆球所受支持力）与摆球质量的比值。 拉力（或摆球所受支持力）与摆球质量的比值。
实验：用单摆测定重力加速度 实验： 1、实验原理图 单摆在偏角很小(小于10 10° 单摆在偏角很小(小于10°)时的摆动 其固有周期为 ，
由此可得 据此， ．据此，只要测 出摆长l和周期T 出摆长l和周期T即可计算出当地的重 力加速度值． 力加速度值．
2.注意事项 2.注意事项 (1)摆线选择细 轻又不易伸长，长约1m 摆线选择细、 1m的线 (1)摆线选择细、轻又不易伸长，长约1m的线 (2)摆球选用质量大直径小的金属球 摆球选用质量大直径小的金属球; (2)摆球选用质量大直径小的金属球; (3)摆线偏离竖直方向不超过10° 摆线偏离竖直方向不超过10 (3)摆线偏离竖直方向不超过10°; (4)同一个竖直平面内摆动 不要形成圆锥摆; 同一个竖直平面内摆动， (4)同一个竖直平面内摆动，不要形成圆锥摆; (5)摆球通过最低位置时开始计时 摆球通过最低位置时开始计时. (5)摆球通过最低位置时开始计时.
5、练习4（1）图甲是利用沙摆演示简谐运动图 象的装置.当பைடு நூலகம்沙的漏斗下面的薄木板被水平匀速 拉出时， 拉出时，做简谐运动的漏斗漏出的沙在板上形成 的曲线显示出沙摆的振动位移随时间的变化关系. 已知木板被水平拉动的速度为0.20m/s，图乙所示 的一段木板的长度为0.60m，则这次实验沙摆的 摆长为（ 摆长为（取g =π2） A.0.56m B.0.65m C.1.00m D.2.25m
机械振动与机械波的复习提要
3、干涉加强和减弱的条件： 相长干涉的条件：
20 10） 2 （
r2 r1
2k
k 0 ,1,2 ,3 ,...
A Amax A1 A2
相消干涉的条件：
I I max I1 I 2 2 I1 I 2
2 ( r2 r1 ) ( 2k 1 )
同方向、同频率谐振动的合振动仍然是简谐振动, 同.
分析
2 A A12 A2 2 A1 A2 cos( 20 10 )
若两分振动同相：
20 10 2k
k 0 ,1,2 ,
A A1 A2
若两分振动反相:
两分振动相互加强
20 10 ( 2k 1 )
体积元内媒质质点的弹性势能为
dE p
1 x A2 2 sin2 [ ( t ) 0 ]dV 2 u
体积元内媒质质点的总能量为：
dE dE k dE p A2 2 sin2 [ ( t
说明
x ) 0 ]dV u
1）在波动的传播过程中，任意时刻的动能和势能不仅大小相等 而且相位相同，同时达到最大，同时等于零。 2）在波传动过程中，任意体积元的能量不守恒。
cos t cos(
2
)t
)t
随t 缓变
随t 快变
合振动可看作振幅缓变的简谐振动
机械波的复习提要
一、基本概念 1、机械波：机械振动在弹性煤质中的传播称为机械波。 形成机械波必须有波源（振动物体）和弹性媒质。 2、横波和纵波： 质点的振动方向与波的传播方向相互垂直的波叫做横波。 两者相互平行的波叫纵波。 各种复杂的波都可以分成横波和纵波来分别处理。 3、平面波和球面波： 波面为平面的波称为平面波。 点波源的波面是球面，叫做球面波。 4、波长λ：同一波线上相位相差为2π的两相邻质点之间的距离，即 即一个完整波形的长度。它反映波在空间上的周期性。 5、波的周期T：一个完整波形通过波线上某点所需要的时间。它反映波在 时间上的周期性。波的周期与传播媒质各质点的振动周期相同。
2021年新课标版物理高考复习课件：专题十六 机械振动与机械波
解析
设该地走时准确的摆钟的摆长为l,则周期T=2π
l g
,摆长为l1的摆钟
的周期T1=2π
l1 g
,摆长为l2的摆钟的周期T2=2π
l2 ,再设某一段时间为t,据题
g
意有 t - t = t - t 。
T1 T T T2
解得l= 4l1l2 。
( l1 l2 )2
答案
4l1l2
( l1 l2 )2
考点二 机械波
考向基础 一、机械波 1.机械波的产生 机械振动在介质中的传播形成了机械波。机械波产生的条件有两个:一是 要有做机械振动的波源;二是要有能够传播机械振动的介质。 有机械波必有机械振动,有机械振动不一定有机械波。但是,已经形成的波 跟波源无关,波源停止振动后波仍会继续传播,直到机械能耗尽才停止。 2.横波和纵波 质点的振动方向与波的传播方向垂直的波叫横波。凸起的最高处叫波峰, 凹下的最低处叫波谷;质点的振动方向与波的传播方向在同一直线上的波 叫纵波。质点分布最密的位置叫密部,分布最疏的位置叫疏部。
5.声波 一切振动着发声的物体都叫声源。声源的振动在介质中形成纵波。频率 为20 Hz到20 000 Hz的声波能引起人的听觉。频率低于20 Hz的声波称为 次声波;频率高于20 000 Hz的声波称为超声波,超声波的应用十分广泛,如 声呐、“B超”、探伤仪等。声波在空气中的传播速度约为340 m/s。声 波具有反射、干涉、衍射等波的特有现象。 二、波的干涉和衍射 1.波的叠加:几列波相遇时,每列波都能够保持各自的状态继续传播而不互 相干扰,只是在重叠的区域里,任一质点的总位移等于各列波分别引起的位 移的矢量和。 2.衍射:波绕过障碍物继续传播的现象。产生明显衍射现象的条件是障碍 物的尺寸或缝、孔的宽度比波长小或与波长相差不多。
高考物理《机械振动和机械波》真题练习含答案
高考物理《机械振动和机械波》真题练习含答案1．[2023·新课标卷]船上的人和水下的潜水员都能听见轮船的鸣笛声．声波在空气中和在水中传播时的()A．波速和波长均不同B．频率和波速均不同C．波长和周期均不同D．周期和频率均不同答案：A解析：声波的周期和频率由振源决定，故声波在空气中和在水中传播的周期和频率均相同，但声波在空气和水中传播的波速不同，根据波速与波长关系v＝λf可知，波长也不同，故A正确，B、C、D错误．故选A.2．[2024·浙江1月]如图1所示，质量相等的小球和点光源，分别用相同的弹簧竖直悬挂于同一水平杆上，间距为l，竖直悬挂的观测屏与小球水平间距为2l，小球和光源做小振幅运动时，在观测屏上可观测小球影子的运动．以竖直向上为正方向，小球和光源的振动图像如图2所示，则()A．t1时刻小球向上运动B．t2时刻光源的加速度向上C．t2时刻小球与影子相位差为πD．t3时刻影子的位移为5A答案：D解析：以竖直向上为正方向，根据图2可知，t1时刻，小球位于平衡位置，随后位移为负值，且位移增大，可知，t1时刻小球向下运动，A错误；t2时刻，光源的位移为正值，光源振动图像为正弦式，表明其做简谐运动，根据F回＝－kx＝ma可知，其加速度方向与位移方向相反，位移方向向上，则加速度方向向下，B错误；根据图2可知，小球与光源的振动步调总是相反，由于影子是光源发出的光被小球遮挡后，在屏上留下的阴影，可知，影子与小球的振动步调总是相同，即t2时刻小球与影子相位差为0，C错误；根据图2可知，t3时刻，光源位于最低点，小球位于最高点，根据光沿直线传播，光源能够在屏上留下影子的位置也处于最高点，影子位于正向最大位移处，根据几何关系有ll＋2l ＝A＋AA＋x影子，解得x影子＝5A，即t3时刻影子的位移为5A，D正确．3．[2024·吉林卷]某同学自制双缝干涉实验装置：在纸板上割出一条窄缝，于窄缝中央沿缝方向固定一根拉直的头发丝形成双缝，将该纸板与墙面平行放置，如图所示．用绿色激光照双缝，能够在墙面上观察到干涉条纹．下列做法可以使相邻两条亮条纹中央间距变小的是()A．换用更粗的头发丝B．换用红色激光照射双缝C．增大纸板与墙面的距离D．减小光源与纸板的距离答案：A解析：由于干涉条纹间距Δx＝ldλ可知，换用更粗的头发丝，双缝间距d变大，则相邻两条亮条纹中央间距Δx变小，故A正确；换用红色激光照双缝，波长变长，则相邻两条亮条纹中央间距Δx变大，故B错误；增大纸板与墙面的距离l，则相邻两条亮条纹中央间距Δx 变大，故C错误；减小光源与纸板的距离，不会影响相邻两条亮条纹中央间距Δx，故D错误．故选A.4．[2024·浙江1月](多选)在如图所示的直角坐标系中，xOz平面为介质Ⅰ和Ⅱ的分界面(z轴垂直纸面向外).在介质Ⅰ中的P(0，4λ)处有一点波源，产生波长为λ、速度为v的波．波传到介质Ⅱ中，其速度为2v.图示时刻介质Ⅱ中仅有一个波峰，与x轴和y轴分别交于R 和S点，此时波源也恰好位于波峰．M为O、R连线的中点，入射波与反射波在O点相干加强，则()A ．介质Ⅱ中波的频率为2v λB. S 点的坐标为(0，－2 λ)C ．入射波与反射波在M 点相干减弱D. 折射角α的正弦值sin α＝352 答案：BD解析：波从一种介质到另一种介质，频率不变，故介质Ⅱ中波的频率为f ＝v λ，A 错误；在介质Ⅱ中波长为λ′＝2v f＝2 λ，由于图示时刻介质Ⅱ中仅有一个波峰，与x 轴和y 轴分别交于R 和S 点，故S 点的坐标为(0，－2 λ)，B 正确；由于S 为波峰，且波传到介质Ⅱ中，其速度为2 v .图示时刻介质Ⅱ中仅有一个波峰，与x 轴和y 轴分别交于R 和S 点，则R 也为波峰，故P 到R 比P 到O 多一个波峰，则PR ＝5λ，则OR ＝3λ，由于||MO －PM≠2n ·λ2 或(2n ＋1)λ2 (n ＝0，1，2，…)，故M 点不是减弱点，C 错误；根据n ＝λ′λ＝2 ，则n ＝sin αOR PR，解得sin α＝352 ，D 正确． 5．[2021·天津卷]一列沿x 轴正方向传播的简谐横波，传播速度v ＝10 m/s ，t ＝0时位于坐标原点的质点从平衡位置沿y 轴正方向运动，下列图形中哪个是t ＝0.6 s 时的波形( )答案：B解析：由图中可以看出该波的波长为λ＝4 m ，根据v ＝λT可知该列波的周期为T ＝0.4 s ，又因为t＝0时位于坐标原点的质点从平衡位置沿y轴正方向运动，当t＝0.6 s时经历了1.5 T，所以此时位于坐标原点的质点从平衡位置沿y轴负方向运动，结合图像可知B正确．6．[2023·湖南卷]如图(a)，在均匀介质中有A、B、C和D四点，其中A、B、C三点位于同一直线上，AC＝BC＝4 m，DC＝3 m，DC垂直AB.t＝0时，位于A、B、C处的三个完全相同的横波波源同时开始振动，振动图像均如图(b)所示，振动方向与平面ABD垂直，已知波长为4 m．下列说法正确的是()A．这三列波的波速均为2 m/sB．t＝2 s时，D处的质点开始振动C．t＝4.5 s时，D处的质点向y轴负方向运动D．t＝6 s时，D处的质点与平衡位置的距离是6 cm答案：C解析：由图(b)的振动图像可知，振动的周期为4 s，故三列波的波速为v＝λT＝4 m4 s＝1m/s，A错误；由图(a)可知，D处距离波源C最近的距离为3 m，故开始振动后波源C处的横波传播到D处所需的时间为t C＝DC v＝3 m1 m/s＝3 s故t＝2 s时，D处的质点还未开始振动，B错误；由几何关系可知AD＝BD＝5 m，波源A、B产生的横波传播到D处所需的时间为t AB＝ADv＝5 m1 m/s＝5 s故t＝4.5 s时，仅波源C处的横波传播到D处，此时D处的质点振动时间为t1＝t－t C ＝1.5 s由振动图像可知此时D处的质点向y轴负方向运动，C正确；t＝6 s时，波源C处的横波传播到D处后振动时间为t2＝t－t C＝3 s由振动图像可知此时D处为波源C处传播横波的波谷；t＝6 s时，波源A、B处的横波传播到D处后振动时间为t3＝t－t AB＝1 s由振动图像可知此时D处为波源A、B处传播横波的波峰．根据波的叠加原理可知此时D处质点的位移为y＝2A－A＝2 cm故t＝6 s时，D处的质点与平衡位置的距离是2 cm，D错误．故选C.。
新教材适用2024版高考物理一轮总复习第7章机械振动与机械波第1讲机械振动课件
机械振动与机械波
课程标准
1.通过实验，认识简谐运动的特征。能用公式和图像描述简谐运动。 2．通过实验，探究单摆的周期与摆长的定量关系。知道单摆周期与摆长、 重力加速度的关系。会用单摆测定重力加速度的大小。 3．通过实验，认识受迫振动的特点。了解产生共振的条件以及共振技术 的应用。 4．通过观察，认识波的特征。能区别横波和纵波。能用图像描述横波， 理解波速、波长和频率的关系。 5．通过实验，认识波的反射、折射、干涉及衍射现象。 6．通过实验，认识多普勒效应。能解释多普勒效应产生的原因。能列举 多普勒效应的应用实例。
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。
例1 (多选)弹簧振子做简谐运动，O为平衡位置，当它经过点O
时开始计时，经过0.3 s，第一次到达点M，再经过0.2 s第二次到达点
M，则弹簧振子的周期不可能为( BD )
A．0.53 s
知识梳理·双基自测
知识点1 简谐运动 1．简谐运动的规律：质点的位移与时间的关系遵从___正__弦__函__数___
规律，质点的振动图像(x－t图像)是一条__正__弦__曲__线____。
2．平衡位置：
(1) 如 图 所 示 ， 平 衡 位 置 是 物 体 在 振 动 过 程 中 __回__复__力___ 为 零 的 位 置，并不一定是__合__力__为零的位置。
和B均处于静止状态，现对A施加一向上的恒力F而使A从静止开始向上
运动，弹簧始终处在弹性限度以内，重力加速度取g。为了保证运动中B
始终不离开地面，则F最大不超过( B )
A．mg
3 B.2mg
C.52mg
D.3mg
机械振动和机械波知识点复习及总结
机械振动和机械波知识点复习及总结1、机械振动：物体（质点）在平衡位置附近所作的往复运动叫机械振动，简称振动条件：a、物体离开平衡位置后要受到回复力作用。
b、阻力足够小。
回复力：效果力在振动方向上的合力平衡位置：物体静止时，受（合）力为零的位置：运动过程中，回复力为零的位置（非平衡状态）描述振动的物理量位移x（m）均以平衡位置为起点指向末位置振幅A（m）振动物体离开平衡位置的最大距离（描述振动强弱）周期T（s）完成一次全振动所用时间叫做周期（描述振动快慢）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频率f （Hz）1s钟内完成全振动的次数叫做频率（描述振动快慢）2、简谐运动概念：回复力与位移大小成正比且方向相反的振动受力特征：运动性质为变加速运动从力和能量的角度分析x、F、a、v、EK、EP特点：运动过程中存在对称性平衡位置处：速度最大、动能最大；位移最小、回复力最小、加速度最小最大位移处：速度最小、动能最小；位移最大、回复力最大、加速度最大 v、EK同步变化；x、F、a、EP同步变化，同一位置只有v可能不同3、简谐运动的图象（振动图象）物理意义：反映了1个振动质点在各个时刻的位移随时间变化的规律可直接读出振幅A，周期T（频率f）可知任意时刻振动质点的位移（或反之）可知任意时刻质点的振动方向（速度方向）可知某段时间F、a等的变化4、简谐运动的表达式：5、单摆（理想模型）在摆角很小时为简谐振动回复力：重力沿切线方向的分力周期公式：（T与A、m、θ无关等时性）测定重力加速度g,g= 等效摆长L=L 线+r6、阻尼振动、受迫振动、共振阻尼振动（减幅振动）振动中受阻力，能量减少，振幅逐渐减小的振动受迫振动：物体在外界周期性驱动力作用下的振动叫受迫振动。
特点：共振：物体在受迫振动中，当驱动力的频率跟物体的固有频率相等的时候，受迫振动的振幅最大，这种现象叫共振条件：（共振曲线）【习题演练一】1 一弹簧振子在一条直线上做简谐运动，第一次先后经过M、N两点时速度v（v≠0）相同，那么，下列说法正确的是（）A、振子在M、N两点受回复力相同B、振子在M、N两点对平衡位置的位移相同C、振子在M、N两点加速度大小相等D、从M点到N点，振子先做匀加速运动，后做匀减速运动2 如图所示，一质点在平衡位置O点两侧做简谐运动，在它从平衡位置O出发向最大位移A处运动过程中经0、15s第一次通过M 点，再经0、1s第2次通过M点。
机械振动和机械波复习课件ppt
1
2
四、波的衍射和干涉
干涉：频率相同的两列波叠加，某些区域的振动加强， 某些区域的振动减弱，并且振动加强和振动减弱的区域相互间隔的现象．产生稳定的干涉现象的必要条件：两列波的频率相同．
物理选修3-4 机械振动与机械波 复习课件
此处添加副标题内容
简谐运动
01
定义：如果质点的位移与时间的关系遵从正弦函数的规律，即它的振动图象是一条正弦曲线，这样的振动叫简谐运动．
02
F回=-kx
03
简谐运动的描述
描述简谐运动的物理量 位移x：由平衡位置指向质点所在位置的有向线段，是矢量。
注：位移的参考点是平衡位置 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．
B
波刚传播到哪个位置，则该位置质点的起振方向与振源的起振方向相同．
例4(8分)如图1－17所示，实线是某时刻的波形图象，虚线是0.2 s后的波形图．
若波向左传播，求它传播的可能距离；
若波向右传播，求它的最大周期；
若波速是35 m/s，求波的传播方向．
总结：
波速计算方法 v=λ/T=λf v=s/t
5．横波的图象
如图1－5所示为一横波的图象．纵坐标表示某一时刻各个质点偏离平衡位置的位移，横坐标表示在波的传播方向上各个质点的平衡位置．它反映了在波传播的过程中，某一时刻介质中各质点的位移在空间的分布．简谐波的图象为 正弦 曲线．
思考：振动图像与波动图像的区别？
物理意义不同：振动图象表示同一质点在不同时刻的位移(类比录像)；波的图象表示介质中的各个质点在同一时刻的位移(类比照片)。
机械振动和机械波复习
机械振动和机械波复习知识点及高考要求1．弹簧振子．简谐运动．简谐运动的振幅、周期和频率．简谐运动的位移一时间图象．2．单摆．在小振幅条件下单摆做简谐运动，周期公式．3．振动中能量转化．4．自由振动和受迫振动，受迫振动的振动频率．共振及其常见的应用．5．振动在介质中的传播——波．横波和纵波．横渡的图象．波长、频率和波速的关系．6．波的叠加．波的干涉．衍射现象．7．声波．超声波及其应用．8．多普勒效应．近年高考试题对本章内容的考查的热点内容是：(1)单摆周期公式与其它力学规律结合的综合性问题；(2)振动和波的关系，波长、频率和波速的关系；(3)波的图象的应用。
知识要点一、描述振动的若干概念1．机械振动物体在平衡位置附近所做的往复运动．产生机械振动的条件是有回复力的存在和阻尼足够小．2．回复力使物体回到平衡位置的合力．它是按力的作用效果命名的．3．位移x振动中的位移是指振动物体离开平衡位置的位移．4．振幅A振动物体离开平衡位置的最大距离，是标量．它是表示振动强弱的物理量．5．周期T振动物体完成一次全振动所需时间．6．频率f单位时间内完成全振动的次数．周期和频率都是表示振动快慢的物理量．7．受迫振动物体在外界周期性驱动力作用下的振动．物体做受迫振动达到稳定后的频率等于驱动力的频率，跟物体的固有频率无关．8．共振当驱动力频率接近物体的固有频率时发生共振，共振时振幅增大．9．阻尼振动和无阻尼振动振幅越来越小的振动叫做阻尼振动．振幅保持不变的振动是等幅振动，也叫无阻尼振动．10．振动过程中各物理量大小、方向的变化情况、在图中，当A振动起来后，通过水平挂绳迫使B、C振动，下列说法中，正确的是：A．只有A、C振动周期相等；B．A的振幅比B小；C．C振动的振幅比B大；D．A、B、C的振动周期相等．【分析和解答】正确答案为C、D．A振动后迫使水平绳振动，水平绳再迫使B、C振动，所以B、C做受迫振动，其振动周期等于驱动力周期即A自由振动周期，亦．而,所以C发生共振，B不发生共振，C的振幅比B大．二、简谐运动1．简谐运动定义物体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，即符合的振动．2．简谐运动实例(1)弹簧振子的振动；(2)单摆：①在摆角小于100情况下的振动看成是简谐运动，其固有周期T固与振幅、摆球质量无关，取决于、g，是等效摆长，g是当地重力加速度，随地点不同而略有变化；②单摆的应用原理是根据单摆的等时性，可用于记时器；③利用单摆的周期公式可测定当地的重力加速度；④周期等于2s的单摆叫秒摆．3．简谐运动图象：表示振动物体的位移随时间变化的规律注意：①只有简谐运动的图象才是正、余弦函数的图象；②振动图象可以告诉我们振动物体的振幅A(曲线的最大值)、周期T、任一时刻振动物体相对于平衡位置的位移；⑨振动图线不代表质点的运动轨迹。
高中物理机械振动机械波知识点总结课件新人教版选修
物理实验中的机械振动与波
实验中的振动与波
在物理实验中，我们可以设计和进行各种与机械振动和波相关的实验，如单摆实 验、共振实验、干涉和衍射实验等。这些实验可以帮助我们深入理解机械振动和 波的原理。
实验中的注意事项
在进行与机械振动和波相关的实验时，需要注意安全问题，如避免共振引起的破 坏力、防止声波对耳膜的损伤等。
科技应用中的机械振动与波
科技应用中的振动与波
在科技领域，机械振动和波的应用非 常广泛，如地震勘测、无损检测、医 疗成像等。这些应用都基于对机械振 动和波的深入理解和掌握。
科技应用的发展前景
随着科技的不断发展，机械振动和波 的应用前景将更加广阔。例如，利用 振动和波进行物质分拣、环境监测等 领域的研究正在不断深入。
学习方法与技巧
强化基础知识的学习
注重实验与观察
机械振动与机械波的知识点比较抽象，需 要强化基础知识的学习，如振动与波的基 本概念、周期公式等。
实验是学习物理的重要手段，通过实验观 察机械振动与机械波的现象，有助于加深 对知识点的理解。
多做练习题
形成知识网络
练习是巩固知识的重要途径，通过多做练 习题可以加深对知识点的理解和掌握。
波动方程的建立
波动方程的推导
通过建立微分方程，描述波动过 程中各点的振动状态，从而得出
波动方程。
波动方程的形式
常见的波动方程形式有简谐振动方 程和一维波动方程等。
波动方程的求解
通过求解波动方程，可以得到波的 传播速度、波长等物理量。
振动方程的理解与应用
振动方程的意义
振动方程描述了单个质点在平衡位置附近的振动规律。
高中物理机械振动机械波知 识点总结课件新人教版选修
目录
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
机械振动机械波复习PPT教学课件
（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
高考物理二轮复习课件：机械振动与机械波
误．由共振现象发生的条件可知，当外界周期性外
力(策动力)的频率(周期)等于弹簧振子的固有频率(周 期)时，振子的振动幅度达到最大，实现共振．当外
界周期性外力( 策动力 )的频率(周期)比弹簧振子的固
有频率(周期)大许多或小许多时，振子的振动幅度
都很小，故当外界周期性外力的周期T在4s附近时，
振子的振动幅度y显著增大，当T比4s小得多或大得 多时，y都很小，所以C选项正确，D选项错误． 【点评】 要正确理解受迫振动的频率与驱动力的频率之
线如图甲所示．当把手以某一速
度匀速转动，振 动达 到稳定 时， 砝码的振动图线如图乙所示．
若用T0表示弹簧振子的固有周期，T表示驱动力的
周期，y表示受迫振动达到稳定后砝码振动的振幅，
则(
)
B．由图线可知T0=8s
A．由图线可知T0=4s
C．当T在4s附近时，y显著增大；当T比4s小得多或
大得多时，y很小
(2)上下坡法：“上坡下，下坡上”．
1．在振动过程中各物理量的变化 【例 1】(2012· 北京卷)一个弹簧振子沿 x 轴做简谐运动， 取平衡位置 O 为 x 轴坐标原点．从某时刻开始计时，经 过四分之一周期，振子具有沿 x 轴正方向的最大加速 度．能正确反映振子位移 x 与时间 t 关系的图象是( )
1．在振动过程中各物理量的变化 【例 1】(2012· 北京卷)一个弹簧振子沿 x 轴做简谐运动， 取平衡位置 O 为 x 轴坐标原点．从某时刻开始计时，经 过四分之一周期，振子具有沿 x 轴正方向的最大加速 度．能正确反映振子位移 x 与时间 t 关系的图象是( )
【切入点】本题考查简谐运动中振子加速度的特点．
4．简谐运动的两种典型实例是 单摆
2023届高考物理一轮复习课件：机械振动 机械波
3
B．振动 A 的相位滞后振动 B 的相位 π
4
5
C．振动 A 的相位滞后振动 B 的相位 π
4
D．两个振动没有位移相等的时刻
+ )cm，x B＝8sin(4π
x
t
4.周期T：①1T走4A。 1T后回到原位置
②T/2走2A。T/2后到达O点对称位置
x.v.a大小相等方向相反
③T/4不一定走A
A
A/2
示，下列说法正确的是(
C)
A．t＝0.6 s时，振子在O点右侧6 cm处
B．振子在t＝0.2 s和t＝1.0 s时的速度相同
C．t＝1.2 s时，振子的加速度方向水平向右
D．t＝1.0 s到t＝1.4 s的时间内，振子的加速度和速度都逐渐增大
考点2
[典例 2]
机械波
一振动片以频率 f 做简谐振动时，固定在振动片上的两根细
平衡位置：mg=kx0
F回=kx1-mg =kx1-kx0
mg
二、简谐运动
ɵ
1.动力学：
T
2.运动学：
3.振幅A：
x
4.周期T：
mg
5.种类：
①弹簧振子 T=2π
②单摆 ɵ<50 T=2π
注意：简谐运动T与振幅无关。受迫振动时=f驱的周期。
驱动力的周期等于简谐运动的固有周期时振幅
最大，即发生共振。
)
C
A．小球振动的固有频率是4 Hz
B．小球做受迫振动时周期一定是4 s
C．圆盘转动周期在4 s附近时，小球振幅显著增大
D．圆盘转动周期在4 s附近时，小球振幅显著减小
3．如图甲所示，弹簧振子以O点为平衡位置，在光滑水平面上的A
(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 ＝A sin (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①变化规律：位移增大时⎩⎪⎨⎪⎧回复力、加速度增大⎭⎬⎫速度、动能减小势能增大机械能守恒振幅、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 。
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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