南方新高考高考物理一輪總復(fù)習(xí) 專題十二 第1講 機械振動課件 新人教版

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1、專題十二機械振動機械波光電磁波相對論簡介考點內(nèi)容要求熱點簡諧運動 (1)從近幾年的高考試題來看，對 本章內(nèi)容主要考查簡諧運動的圖 象、波動圖象以及波的傳播規(guī)律 等；另外對光學(xué)知識的考查主要以 折射定律、全反射等知識為主(2)理解簡諧運動圖象的物理意 義，掌握兩種簡諧運動模型，掌握單擺的周期公式 (3)理解機械波的三大關(guān)系：波速、 波長、頻率間的關(guān)系；空間距離和 時間的關(guān)系；質(zhì)點的振動方向和波的傳播方向間的關(guān)系 (4)幾何光學(xué)中，注重正確規(guī)范地 作圖，將有關(guān)規(guī)律和幾何關(guān)系相結(jié)合 (5)理解電磁波、相對論的基本概念及規(guī)律簡諧運動的公式和圖象單擺、單擺的周期公式受迫振動和共振機械波橫波和縱波橫波的圖

2、象波速、波長和頻率(周期)的關(guān)系波的干涉和衍射現(xiàn)象多普勒效應(yīng)光的折射定律折射率全反射、光導(dǎo)纖維光的干涉、衍射和偏振現(xiàn)象變化的磁場產(chǎn)生電場、變化的電場產(chǎn)生磁場、電磁波及其傳播電磁波的產(chǎn)生、發(fā)射和接收電磁波譜狹義相對論的基本假設(shè)質(zhì)速關(guān)系、質(zhì)能關(guān)系相對論質(zhì)能關(guān)系式實驗十三：探究單擺的運動、用單擺測定重力加速度實驗十四：測定玻璃的折射率實驗十五：用雙縫干涉測量光的波長第1講機械振動一、簡諧運動1定義：物體在跟位移大小成正比并且總是指向平衡位置的_作用下的振動回復(fù)力2平衡位置：物體在振動過程中回復(fù)力為_的位置3回復(fù)力零平衡位置平衡位置(1)定義：使物體返回到_的力(2)方向：總是指向_(3)來源：屬于效

3、果力，可以是某一個力，也可以是幾個力的合力或某個力的分力模型條件回復(fù)力平衡位置周期能量轉(zhuǎn)化彈簧振子 (1)彈簧質(zhì)量可忽略(2)無摩擦等阻力 (3)在彈簧彈性限度內(nèi)彈簧的彈力提供彈簧處于原長處彈性勢能與動能的相互轉(zhuǎn)化，機械能守恒單擺 擺線為不可伸縮的輕 細線 (2)無空氣等阻力 (3)最大擺角小于 10擺球重力沿與擺線垂直(即切向)方向的分力最低點重力勢能與動能的相互轉(zhuǎn)化，機械能守恒4兩個典型的簡諧運動模型【基礎(chǔ)檢測】1彈簧振子在光滑的水平面上做簡諧運動，在振子向著平衡位置運動的過程中()A振子所受的回復(fù)力逐漸增大B振子離開平衡位置的位移逐漸增大C振子的速度逐漸增大D振子的加速度逐漸增大答案：C

4、二、簡諧運動的規(guī)律和圖象1從平衡位置開始計時，函數(shù)表達式為 x_，圖象如圖 12-1-1 甲所示Asint圖12-1-12從最大位移處開始計時，函數(shù)表達式為 x_，圖象如圖乙所示Acost3圖象的意義：反映了位移隨時間的變化規(guī)律隨時間的延長而延伸，圖象不是質(zhì)點運動的軌跡三、受迫振動和共振1受迫振動驅(qū)動力等于大(1)定義：質(zhì)點在_作用下的運動(2)特點：受迫振動的周期和頻率_驅(qū)動力的周期和頻率2共振：當(dāng)驅(qū)動力的周期和頻率等于物體的固有周期和頻率時，受迫振動的振幅最_，這種現(xiàn)象叫共振【基礎(chǔ)檢測】2(多選，2015 年山東卷)如圖12-1-2所示，輕彈簧上端固定，下端連接一小物塊，物塊沿豎直方向做簡

5、諧運動以豎直向上為正方向，物塊簡諧運動的表達式為 y0.1sin (2.5t) mt0時刻，一小球從距物塊 h 高處自由落下；t0.6 s 時，小球恰好與物塊處于同一高度取重力加速度的大小為 g10 m/s2.以下判斷正確的是()圖12-1-2Ah1.7 mB簡諧運動的周期是 0.8 sC0.6 s 內(nèi)物塊運動的路程是 0.2 mDt0.4 s 時，物塊與小球運動方向相反答案：AB考點1 簡諧運動的特征重點歸納1力學(xué)特征：簡諧運動的回復(fù)力滿足 Fkx，位移 x 與回復(fù)力的方向相反由牛頓第二定律知，加速度 a 與位移的大小成正比，方向相反2運動特征：當(dāng) v、a 同向(即 v、F 同向，也就是 v

6、、x 反向)時，v 一定增大；當(dāng) v、a 反向(即 v、F 反向，也就是 v、x同向)時，v 一定減小當(dāng)物體靠近平衡位置時，a、F、x 都減小，v 增大；當(dāng)物體遠離平衡位置時，a、F、x 都增大，v 減小3能量特征：對彈簧振子和單擺來說，振幅越大，能量越大，在振動過程中，動能和勢能相互轉(zhuǎn)化，機械能守恒5對稱性特征(1)速率的對稱性：物體在關(guān)于平衡位置對稱的兩位置具有相等的速率(2)時間的對稱性：物體通過關(guān)于平衡位置對稱的兩段位移的時間相等在振動過程中，物體通過任意兩點 A、B 的時間與逆向通過這兩點的時間相等(3)加速度的對稱性：物體在關(guān)于平衡位置對稱的兩位置具有等大、反向的加速度 典例剖析例

7、1：(2013 年新課標卷)如圖12-1-3所示，一輕彈簧一端固定，另一端連接一物塊構(gòu)成彈簧振子，該物塊是由a、b兩個小物塊粘在一起組成的物塊在光滑水平面上左右振動，振幅為 A0，周期為 T0.當(dāng)物塊向右通過平衡位置時，a、b 之間的粘膠脫開；以后小物塊 a 振動的振幅和周期分別為 A 和 T，則A_A0( 填 “”“”“” 或“”)圖12-1-3思維點撥：由題意可知，a、b 脫離后，b 做勻速直線運動，a 做簡諧運動，故簡諧運動的能量減小，振幅減小，周期變小答案：【考點練透】1(多選)某質(zhì)點做簡諧運動，其位移隨時間變化的關(guān)系式A第 1 s 末與第 3 s 末的位移相同B第 1 s 末與第 3

8、 s 末的速度相同C第 3 s 末至第 5 s 末的位移方向都相同D第 3 s 末至第 5 s 末的速度方向都相同解析：答案：AD和t3 s代入關(guān)系式中求得兩時刻位移相同，A正確；圖D51如圖D51 所示，作出質(zhì)點的振動圖象，由圖象可以看出，第1 s 末和第3 s 末的速度方向不同，B錯誤；由圖象可知，第3 s 末至第4 s 末質(zhì)點的位移方向與第4 s 末至第5 s 末質(zhì)點的位移方向相反，而速度的方向相同，故C 錯誤、D 正確考點2 簡諧運動圖象的應(yīng)用重點歸納由簡諧運動的圖象可讀出以下信息(1)振幅、周期和頻率(2)某時刻質(zhì)點離開平衡位置的位移(3)某時刻質(zhì)點回復(fù)力、加速度、速度的方向(4)比

9、較不同時刻回復(fù)力、加速度的大小(5)比較不同時刻質(zhì)點的動能、勢能的大小典例剖析例2：(多選，2014 年甘肅張掖三診)如圖12-1-4所示為同一地點的兩單擺甲、乙的振動圖象，則下列說法中正確的是()圖12-1-4A甲、乙兩單擺的擺長相等B甲擺的振幅比乙擺大C甲擺的機械能比乙擺大D在 t0.5 s 時有正向最大加速度的是乙擺E由圖象可以求出當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣却鸢福篈BD備考策略：物理圖象是表示物理規(guī)律的重要方法，正確理解并運用物理圖象解題可使解題過程簡單，因此，在復(fù)習(xí)過程中，應(yīng)對物理圖象給予足夠的重視.乙兩單擺的擺長相等，但不知道擺長是多少，不能計算出重力加速度g，故A、B 正確，E錯誤；兩單擺的質(zhì)量未知，所以兩單擺的機械能無法比較，故C 錯誤；在t0.5 s 時，乙擺有負向最大位移，即有正向最大加速度，而甲擺的位移為零，加速度為零，故D 正確故選ABD.【考點練透】2如圖12-1-5甲所示，彈簧振子以O(shè)點為平衡位置，在A、B 兩點之間做簡諧運動取向右為正方向，振子的位移 x 隨時間 t 的變化如圖乙所示，下列說法正確的是()圖12-1-5At0.8 s 時，振子的速度方向向左Bt0.2 s 時，振子在 O 點右側(cè) 6 cm 處Ct0.4 s 和 t1.2 s 時，振子的加速度完全相同Dt0.4 s 到 t0.8 s 的時間內(nèi)，振子的速度逐漸減小答案：A