高考物理备考指南：深入理解机械振动

篇1：高考物理备考指南：深入理解机械振动

高考物理复习知识点：机械振动

一、简谐运动

基础目标

1、回复力、平衡位置、机械振动

2、知道什么是简谐运动及物体做简谐运动的条件。

3、理解简谐运动在一次全振动过程中位移、回复力、加速度、速度的变化情况。

4、理解简谐运动的对称性及运动过程中能量的变化。

拔高目标

1、简谐运动的证明(竖直方向弹簧振子，水面上木块)。

2、简谐运动与力学的综合题型。

3、简谐运动周期公式。

【重难点】

重点：简谐运动的特征及相关物理量的变化规律。

难点：偏离平衡位置位移的概念及一次全振动中各量的变化。

一.新课引入

知识目标：引入新的运动--机械振动

前面已学过的运动：

按运动轨迹分：直线运动按速度特点分：匀变速

曲线运动非匀变速

自然界中还有一种更常见的运动：机械振动

二.机械振动

在自然界中，经常观察到一些物体来回往复的运动，如吊灯的来回摆动，树枝在微风中的摆动，下面我们就来研究一下这些运动具有什么特点。

这些运动都有一个明显的中心位置，物体或物体的一部分都在这个中心位置两侧往复运动。这样的运动称为机械振动。

当物体不再往复运动时，都停在这个位置，我们把这一位置称为平衡位置。(标出平衡位置)

平衡位置是指运动过程中一个明显的分界点，一般是振动停止时静止的位置，并不是所有往复运动的中点都是平衡位置。存在平衡位置是机械运动的必要条件，有很多运动，尽管也是往复运动，但并不存在明显的平衡位置，所以并非机械振动。

如：拍皮球、人来回走动

注意：在运动过程中，平衡位置受力并非一定平衡!如：小球的摆动

总结：机械振动的充要条件：1、有平衡位置 2、在平衡位置两侧往复运动。

自然界中还有哪些机械振动?

钟摆、心脏、活塞、昆虫翅膀的振动、浮标上下浮动、钢尺的振动

三.回复力

1)回复力

机械振动的物体，为何总是在平衡位置两侧往复运动?

结论：受到一个总是指向平衡位置的力

观察：振子在平衡位置右侧时，有一个向左的力，在平衡位置左侧时，有一个向右的力，这个力总是促使物体回到平衡位置。

总结：总是指向平衡位置，它的作用是总使振子回复到平衡位置，这样的力我们称之为回复力。

(在平衡位置时，回复力应该为零)

回复力：使物体返回平衡位置的力，方向总是指向平衡位置。

特点：1.是效果力。(按效果命名的力)

2.可以是某个力，也可以是几个力的合力，还可以是某个力的分力。

2)偏离平衡位置的位移

由于振子总是在平衡位置两侧移动，如果我们以平衡位置作为参考点来研究振子的位移就更为方便。这样表示出的位移称为偏离平衡位置的位移。它的大小等于物体与平衡位置之间的距离，方向由平衡位置指向物体所在位置。(由初位置指向末位置)用x表示。

偏离平衡位置的位移与某段时间内位移的区别：偏离平衡位置的位移是以平衡位置为起点，以平衡位置为参考位置。

某段时间内的位移，是默认以这段时间内的初位置为起点。

四.简谐运动

弹簧振子。一个滑块通过一个弹簧连在底座上，底座上有许多小孔，和一个皮管相连，对着皮管吹气，底座上喷出的气流会使振子浮在底座上方，从而达到减小摩擦的作用，和前面的气垫导轨相似。

演示：弹簧振子的运动，结论：是机械振动。

树枝的振动，没有什么规律可循，而弹簧的振动具有规律性。接下来研究弹簧振子振动的规律。

篇2：高考物理备考指南：深入理解机械振动

高中物理机械振动与机械振动的传播公式

1.简谐振动F=-kx {F:回复力，k:比例系数，x:位移，负号表示F的方向与x始终反向}

2.单摆周期T=2(l/g)1/2 {l:摆长(m)，g:当地重力加速度值，成立条件:摆角100;lr｝

3.受迫振动频率特点：f=f驱动力

4.发生共振条件:f驱动力=f固，A=max，共振的防止和应用〔见第一册P175〕

5.机械波、横波、纵波〔见第二册P2〕

6.波速v=s/t=f=/T{波传播过程中，一个周期向前传播一个波长;波速大小由介质本身所决定}

7.声波的波速(在空气中)0℃：332m/s;20℃:344m/s;30℃:349m/s;(声波是纵波)

8.波发生明显衍射(波绕过障碍物或孔继续传播)条件：障碍物或孔的尺寸比波长小，或者相差不大

9.波的干涉条件：两列波频率相同(相差恒定、振幅相近、振动方向相同)

10.多普勒效应:由于波源与观测者间的相互运动，导致波源发射频率与接收频率不同{相互接近，接收频率增大，反之，减小〔见第二册P21〕｝

注：

(1)物体的固有频率与振幅、驱动力频率无关，取决于振动系统本身;

(2)加强区是波峰与波峰或波谷与波谷相遇处，减弱区则是波峰与波谷相遇处;

(3)波只是传播了振动，介质本身不随波发生迁移,是传递能量的一种方式;

(4)干涉与衍射是波特有的;

(5)振动图象与波动图象;

篇3：高考物理备考指南：深入理解机械振动

高考物理二轮复习检测之机械振动与机械波

一、选择题(本题包括10小题,共40分.每小题给出的四个选项中,有的只有一个选项正确,有的有多个选项正确,全部选对的得4分,选对但不全的得2分,错选或不选的得0分)

1.人体内部器官的固有频率为4～12 Hz.,法国次声波实验室次声波泄漏，造成30多名农民在田间突然死亡.出现这一现象的主要原因是()

A.次声波传播的速度快

B.次声波频率和人体内部器官固有频率相同，由于共振造成器官受损而死亡

C.人们感觉不到次声波，次声波可不知不觉地杀死人

D.次声波穿透能力强，穿过人体时造成伤害

解析:次声波的频率低于20 Hz，当与人体内部器官的固有频率相同时，发生共振现象，造成器官受损而死亡.

答案:B

2.如图7-1所示，位于介质 Ⅰ 和 Ⅱ 分界面上的波源S，产生两列分别沿x轴负方向与正方向传播的机械波.若在两种介质中波的频率及传播速度分别为f1、f2和v1、v2，则()

图7-1

A.f1＝2f2，v1＝v2 B.f1＝f2，v1＝0.5v2 C.f1＝f2，v1＝2v2 D.f1＝0.5f2，v1＝v2

解析:同一波源的振动频率相同，f1＝f2，由图知 再由v＝f可知v1＝2v2.

答案:C

3.一列简谐横波沿x轴正方向传播，在t1=0时波传播到x轴上的质点B，在它左边的质点A恰好位于负最大位移处，如图7-2所示.在t2=0.6 s时，质点A第二次出现在正的最大位移处，则()

图7-2

A.该简谐波的波速等于10 m/s

B.t2=0.6 s时，质点C在平衡位置处且向下运动

C.t2=0.6 s时，质点C在平衡位置处且向上运动

D.当质点D第一次出现在正最大位移处时，质点B恰好在平衡位置且向下运动

解析:质点A第二次出现正 的最大位移所需时间 解得周期T=0.4 s，则波速 A错.波传到C点需要 此时C点重复质点B的运动，在平衡位置处且向上运动，再经t=(0.6－0.2) s=0.4 s=T,质点C的运动状态跟0.2 s时相同，B错，C对.质点D第一次出现正的最大位移时，即x=1.5 m处质点的运动传播到D，需要 此时质点B处在负最大位移处.

答案:C