2015届高考物理一轮复习特级教案：第27讲《振动与波动》(人教版)(数理化网为您收集整理)….doc

第27讲 振动与波动 主讲教师：孟卫东 北京市物理特级教师 开心自测 题一：细长轻绳下端拴一个小球构成单摆，在悬点正下方L/2摆长处有一个能挡住摆线的钉子A，如图所示。现将单摆向左方拉开一个小角度，然后无初速的释放。对于以后的运动，下列说法正确的是（ ） A. 摆球往返运动一次的周期比无钉子时的单摆周期小 B. 摆球在左、右两侧上升的最大高度一样 C. 摆球在平衡位置左右两侧走过的最大弧度相等 D. 摆球在平衡位置右侧的最大摆角是左侧的两倍 题二：一列简谐横波在t=0时的波形图如图所示。 介质中x=2 m处的质点P 沿 y 轴方向做简谐运动的表达式为y=10sin（5πt）cm。关于这列简谐波，下列说法正确的是（ ） A.周期为4.0 s B.振幅为20 cm C.传播方向沿 x 轴正向 D.传播速度为10 m/s 题三：某单色光照射某金属时不能产生光电效应，则下述措施中可能使该金属产生光电效应的是（ ） A.延长光照时间B.增大光的强度 C.换用波长较低的光照射D.换用频率较低的光照射 机械振动与机械波 内容 要求 说明 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-时间图象。 2. 单摆。在小振幅条件下单摆看作简谐运动，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。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。 Ⅱ Ⅱ Ⅰ ⅠⅡ Ⅰ Ⅰ Ⅰ ? 概念和规律 一、机械振动 1. 机械振动： 物体或物体上的一部分在某一位置附近做的往复运动，叫机械振动，简称振动。 例如：钟摆的摆动、地壳运动时的地震、发声体(声源)发声时的振动（空气柱、弦、振动面的振动）。 振动是一种非匀变速运动。广义振动——凡是描述运动状态的物理量，随时间在某一数值附近周期性变化，都可称为振动，如电磁振荡。 2. 产生机械振动的条件： 受回复力——使物体能返回平衡位置的力 阻尼足够小——使振动进行多次 3. 描述振动的物理概念 （1）位移x——特指振动物体偏离平衡位置的位移。即平衡位置为位移的零点。 （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效果力． （3）振幅A——离开平衡位置的最大距离(标量)。振幅能反映振动的强弱。 （4）周期T、频率f ——反映振动的快慢。 频率的单位：赫兹 （Hz） 量纲：s-1 固有周期(频率)：自由振动的周期（频率）由振动系统本身决定，则叫做固有周期（频率）。 （5）相——反映振动状态的物理量。也叫做位相、相位。常用来比较振动的步调。同相、反相。 （6）受迫振动——物体在周期性驱动力作用下的振动。 ①受迫振动的频率等于驱动力的频率，跟物体的固有频率无关：f迫= f驱 ②受迫振动的振幅由驱动力的频率与固有频率之差Δf 决定， Δf 越小，A越大。 ③当Δf = 0时，振幅A最大叫共振。 （7）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。 题一：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 简谐振动——最常见、最基本的一种 振动简谐运动的动力学特征：则 其中：x ——偏离平衡位置的位移 k ——回复力系数 模型：弹簧振子 应用：单摆小角度摆动 简谐振动的运动图象 位移图象（x ～ t 图） 沙摆实验： 理论和实验一致 位移公式(参考圆)： 简谐运动的位移图象： 从位移图象可以求出什么？ 振动的周期T——直接读图可得 各时刻的位移x ——直接读图线的纵坐标 振动的加速度a ——与x大小成正比，反向 振动的速度v——图线各点切线的斜率 简谐振动实例 ① 弹簧振子的振动。周期为： ② 单摆：在小摆角情况下的振动看成是简谐运动 其固有周期 两个有关：与l、g有关 两个无关：与m、A无关 秒摆：T=2s的单摆。秒摆的摆长约为1m。 单摆的应用：a. 计时器：如摆钟——利用单摆的等时性。b. 测重力加速度——利用单摆周期公式。 题二：单摆做简谐运动，摆球经过平衡位置时，摆球上附着一些悬浮在空气中的灰尘，如果灰尘的质量不能忽略，则摆球在以后的振动中，最大速度vm、振幅A、周期T 的变化是（ ） A．vm不变，A不变，T不变B．vm变小，