第11章1簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)振動(dòng)圖象

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第十一章

機(jī)械振動(dòng)和機(jī)械波1簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)振動(dòng)圖象

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內(nèi)容簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的公式和圖象單擺、單擺、周期公式受迫振動(dòng)和共振機(jī)械波橫波和縱波

要求ⅠⅡⅠⅠⅠⅠ

說明

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內(nèi)容橫波的圖象波速、波速、波長(zhǎng)和頻率周期)(周期)的關(guān)系波的干擾和衍射現(xiàn)象多普勒效應(yīng)

要求ⅡⅡⅠⅠ

說明

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本章內(nèi)容是歷年高考的必考內(nèi)容，本章內(nèi)容是歷年高考的必考內(nèi)容，命題頻率較高的知識(shí)點(diǎn)是：波的形成，命題頻率較高的知識(shí)點(diǎn)是：波的形成，橫波的圖象，波長(zhǎng)、頻率和波速的關(guān)系，橫波的圖象，波長(zhǎng)、頻率和波速的關(guān)系，以及單擺的簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)及周期公式和運(yùn)動(dòng)的圖象等.題型多以選擇題形式出現(xiàn)題型多以選擇題形式出現(xiàn)，的圖象等題型多以選擇題形式出現(xiàn)，一道題往往考察多個(gè)概念和規(guī)律，一道題往往考察多個(gè)概念和規(guī)律，特別是通過波的圖象考察對(duì)波的理解能力、是通過波的圖象考察對(duì)波的理解能力、推理能力和空間想象能力.推理能力和空間想象能力5

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簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的復(fù)習(xí)，簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的復(fù)習(xí)，要通過抓住振動(dòng)所具有的周期性、對(duì)稱性這一特征，有的周期性、對(duì)稱性這一特征，把握在簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)中回復(fù)力、加速度、位移、諧運(yùn)動(dòng)中回復(fù)力、加速度、位移、速度這四個(gè)矢量的變化規(guī)律，四個(gè)矢量的變化規(guī)律，進(jìn)而聯(lián)想到表示該過程的振動(dòng)圖象；過程的振動(dòng)圖象；波動(dòng)問題要深刻理解波的形成過程，的形成過程，波動(dòng)中各質(zhì)點(diǎn)都在平衡位置附近做周期性運(yùn)動(dòng)，附近做周期性運(yùn)動(dòng)，后一質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)總是落后于前一質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)，落后于前一質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)，這種后一質(zhì)點(diǎn)的落后性、重復(fù)性決定了波的周期性.落后性、重復(fù)性決定了波的周期性6

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平衡位置：平衡位置：物體在振動(dòng)方向上受力平衡的位置位移：一般機(jī)械振動(dòng)位移

:由平衡位置指向物體所在位置的有向線段回復(fù)力：回復(fù)力：總是試圖把物體拉機(jī)到平衡位置的力械回復(fù)力特點(diǎn)：回復(fù)力特點(diǎn)：F=-kx振水平方向的彈簧振子，水平方向的彈簧振子，動(dòng)回復(fù)力就是彈力實(shí)例簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)單擺：?jiǎn)螖[：回復(fù)力為重力沿切向的分力描述簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的量：振幅、描述簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的量：振幅、周期頻率)、)、相位(頻率)、相位7

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單擺做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的(固有)單擺做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的(固有)周T期公式：期公式：=2πl(wèi)/g簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)位移公式：簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)位移公式：機(jī)械振動(dòng)x=Asin(ωt+φ0),與振動(dòng)圖象聯(lián)系與振動(dòng)圖象聯(lián)系更好理解受迫振動(dòng)、共振、受迫振動(dòng)、共振、振動(dòng)能量機(jī)械波的形成：先振動(dòng)的質(zhì)點(diǎn)帶機(jī)械波的形成：動(dòng)后振動(dòng)的質(zhì)點(diǎn)(受迫振動(dòng))動(dòng)后振動(dòng)的質(zhì)點(diǎn)(受迫振動(dòng))機(jī)械波傳播的是：機(jī)械波傳播的是：波源的振動(dòng)形能量、式、能量、信息機(jī)械波的種類：機(jī)械波的種類：橫波與縱波簡(jiǎn)諧橫波的圖象為正弦圖象，注簡(jiǎn)諧橫波的圖象為正弦圖象，意與簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)圖象的區(qū)別8

機(jī)械波

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波長(zhǎng)：波長(zhǎng)：描述波的空間周期性由介質(zhì)和波源共同確定頻率：由波源決定，與周期頻率：由波源決定，描述簡(jiǎn)諧橫成倒數(shù)關(guān)系波的物理量周期：周期：描述波的時(shí)間周期性波速：波速：由介質(zhì)決定關(guān)系式：關(guān)系式：v=λf=λ/T

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疊加原理：疊加原理：質(zhì)點(diǎn)位移為兩列波引起的位移矢量和獨(dú)立傳播原理：獨(dú)立傳播原理：離開疊加區(qū)域后的行為好機(jī)械波像從沒相遇過的特點(diǎn)衍射：繞過障礙物的現(xiàn)象.當(dāng)小孔或障礙衍射：繞過障礙物的現(xiàn)象當(dāng)小孔或障礙機(jī)物尺寸與波長(zhǎng)差不多時(shí)發(fā)生明顯的衍射現(xiàn)械象波多普勒效應(yīng)：觀測(cè)者與波源存在相對(duì)運(yùn)動(dòng)干擾：干擾：多普勒效應(yīng)：形成穩(wěn)定的干擾圖樣需要相干波源時(shí)發(fā)生的現(xiàn)象，時(shí)發(fā)生的現(xiàn)象，即觀測(cè)者感覺到的頻率與波源的頻率出現(xiàn)區(qū)別

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一、機(jī)械振動(dòng)1.定義：物體在某一中心位置附近所定義：定義做的往復(fù)運(yùn)動(dòng)，叫機(jī)械振動(dòng)，做的往復(fù)運(yùn)動(dòng)，叫機(jī)械振動(dòng)，簡(jiǎn)稱為振動(dòng).2.簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)：假使質(zhì)點(diǎn)的位移與時(shí)間簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)：簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的規(guī)律，的關(guān)系遵從正弦函數(shù)的規(guī)律，即它的振動(dòng)圖象(x

-t圖象圖象)是一條圖象圖象是一條正弦曲線，這樣的振動(dòng)叫簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng).動(dòng)叫簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)11

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3.描述簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的物理量描述簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的物理量位移x,位移，由平衡位置指向振動(dòng)質(zhì)點(diǎn)所在位置的有向線段表示振動(dòng)物體的位移，在位置的有向線段表示振動(dòng)物體的位移，是矢量.是矢量振幅A:振動(dòng)物體離開平衡位置是標(biāo)量，的最大距離，是標(biāo)量，表示振動(dòng)的強(qiáng)弱.

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全振動(dòng)所需周期T和頻率：周期和頻率f:物體完成一次和頻率的時(shí)間叫周期，而頻率則等于單位時(shí)間內(nèi)完的時(shí)間叫周期，成全振動(dòng)的次數(shù).它們是表示振動(dòng)成全振動(dòng)的次數(shù)它們是表示振動(dòng)快慢的物理量，二者互為倒數(shù)關(guān)系：理量，二者互為倒數(shù)關(guān)系：T=1/f相位：相位：用來描述周期性運(yùn)動(dòng)在各個(gè)時(shí)刻所處的不同狀態(tài).所處的不同狀態(tài)2πx=Asin(t+0)簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的表達(dá)式：簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的表達(dá)式：,其T.中A為振幅，T為周期，φ0為初相位為為

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二、簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的回復(fù)力回復(fù)力：回復(fù)力：使偏離平衡位置的振動(dòng)物體回到平衡位置的力.回復(fù)力總是指向位置位置，回到平衡位置的力回復(fù)力總是指向平衡，它是根據(jù)效果命名的，類似于向心力.振動(dòng)它是根據(jù)效果命名的，類似于向心力振動(dòng)物體所受的回復(fù)力可能是物體所受的合外也可能是某一個(gè)力，力，也可能是某一個(gè)力，還可能是某一個(gè)力的分力.力的分力物體在大小跟位移成正比，并且總指的回復(fù)力的作用下的振動(dòng)，向平衡位置的回復(fù)力的作用下的振動(dòng)，叫做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng).做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)14

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1.簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的特征簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的特征(1)受力特征：回復(fù)力滿足F=-kx.受力特征：受力特征(2)運(yùn)動(dòng)特征：加速度與位移的關(guān)運(yùn)動(dòng)特征：與位移x的關(guān)運(yùn)動(dòng)特征加速度a與位移系：a=-kx/m.a的方向與的方向總相反，v的方向的方向與x的方向的方向與的方向與x的方向可能一致也可能相反.的方向

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2.簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的圖象簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的圖象(1)意義：表示振動(dòng)物體的位移隨時(shí)間變意義：意義化的規(guī)律，振動(dòng)圖象不是質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)軌跡.化的規(guī)律，振動(dòng)圖象不是質(zhì)點(diǎn)的

運(yùn)動(dòng)軌跡(2)特點(diǎn)：正弦余弦曲線特點(diǎn)：余弦)曲線特點(diǎn)正弦(余弦(3)作圖：如圖作圖：所示，作圖如圖11-1-1所示，以橫軸表示所示時(shí)間，縱軸表示位移，時(shí)間，縱軸表示位移，用平滑曲線連接各時(shí)刻對(duì)應(yīng)的位移末端即可.對(duì)應(yīng)的位移末端即可注意：?jiǎn)挝?，?biāo)度.注意：?jiǎn)挝唬瑯?biāo)度圖11-1-116

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(4)應(yīng)用可直觀地讀取判定質(zhì)點(diǎn)在某應(yīng)用可直觀地讀取判定質(zhì)點(diǎn)在某時(shí)刻的回復(fù)力、加速度方向(總指向時(shí)時(shí)刻的回復(fù)力、加速度方向總指向時(shí)間軸)和速度方向和速度方向.間軸和速度方向判定某段時(shí)間內(nèi)位移、回復(fù)力、判定某段時(shí)間內(nèi)位移、回復(fù)力、加速度、速度、動(dòng)能、勢(shì)能的變化狀況.速度、速度、動(dòng)能、勢(shì)能的變化狀況

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1.簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)有哪些特點(diǎn)？簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)有哪些特點(diǎn)？簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)有哪些特點(diǎn)(1)研究簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)，尋常以平衡位置為研究簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)，研究簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)坐標(biāo)原點(diǎn).坐標(biāo)原點(diǎn)(2)對(duì)稱性：在振動(dòng)軌跡上關(guān)于平衡位對(duì)稱性：對(duì)稱性置對(duì)稱的兩點(diǎn)，位移、回復(fù)力、置對(duì)稱的兩點(diǎn)，位移、回復(fù)力、加速度等大反向；速度等大，方向可能一致，大反向；速度等大，方向可能一致，也可能相反；動(dòng)能、速率等大；能相反；動(dòng)能、速率等大；振動(dòng)質(zhì)點(diǎn)從平衡位置開始第一次通過這兩點(diǎn)所用的時(shí)間相等.相等18

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(3)周期性：簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)是周期性運(yùn)動(dòng)，周期性：簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)是周期性運(yùn)動(dòng)，周期性其位移、速度、加速度、回復(fù)力、其位移、速度、加速度、回復(fù)力、動(dòng)能和勢(shì)能都隨時(shí)間作周期性變化.勢(shì)能都隨時(shí)間