專題01機械振動和機械波高二物理下學期期中考點大串講（人教版）

高二下冊物理半期復習·人教版教師：xx老師專題01機械振動和機械波知識考點01考點1：簡諧運動的特征04考點4：機械波與波動圖像03考點3：受迫振動與共振02簡諧運動的兩種模型05考點5：波的多解問題06考點6：振動圖像和波動圖像的綜合應用06考點7：波的干涉、衍射和多普勒效應07考點01簡諧運動的特征知識點1：簡諧運動1．簡諧運動的概念如果物體的位移與時間的關系遵從

的規(guī)律，即它的振動圖像(x－t圖像)是一條__________，這樣的振動是一種簡諧運動。2．平衡位置振動物體_________時的位置。3．回復力（1）定義：使振動物體在平衡位置附近做

的力。（2）方向：總是指向

。（3）來源：屬于

，可以是某一個力，也可以是幾個力的合力或某個力的分力。正弦函數正弦曲線原來靜止往復運動平衡位置效果力4．描述簡諧運動的物理量考點01簡諧運動的特征物理量定義意義位移由

指向物體

的有向線段描述物體振動中某時刻的位置相對于

的位移振幅振動物體離開平衡位置的

;描述振動的

和能量周期振動物體完成一次

所需要的時間描述振動的

，兩者互為倒數：T＝頻率振動物體完成全振動的次數與

之比相位ωt＋φ0描述周期性運動在各個時刻所處的不同狀態(tài)平衡位置所在位置平衡位置最大距離強弱全振動所用時間快慢知識點2：簡諧運動的特征1．動力學特征

F＝－kx，“－”表示回復力的方向與位移方向相反，k是比例系數，不一定是彈簧的勁度系數。2．運動學特征做簡諧運動的物體加速度與物體偏離平衡位置的位移大小成正比而方向相反，為變加速運動，遠離平衡位置時，x、F、a、Ep均增大，v、Ek均減小，靠近平衡位置時則相反。3．周期性特征相隔nT(n為正整數)的兩個時刻，物體處于同一位置且振動狀態(tài)相同。考點01簡諧運動的特征

考點01簡諧運動的特征（2）空間對稱性：如圖乙所示，振子經過關于平衡位置O對稱的兩點P、P′(OP＝OP′)時，速度的大小、動能、勢能相等，相對于平衡位置的位移大小相等。振子由P到O所用時間等于由O到P′所用時間，即tPO＝tOP′5．能量特征

簡諧運動，機械能守恒考點01簡諧運動的特征

－kxAsin(ωt＋φ0)初相時間考點02簡諧運動的兩種模型簡諧運動的兩種模型模型彈簧振子單擺示意圖簡諧運動條件彈簧質量可忽略；無摩擦等

；在彈簧彈性限度內擺線為不可伸縮的輕質細線；無空氣阻力；最大擺角

.回復力彈簧的

提供擺球

沿與擺線垂直方向的分力平衡位置彈簧處于

處

點周期與

無關T＝

.能量轉化彈性勢能與動能的相互轉化，

守恒重力勢能與動能的相互轉化，

守恒阻力θ<5°彈力重力原長最低振幅

機械能機械能考點02簡諧運動的兩種模型

考點02簡諧運動的兩種模型

考點02簡諧運動的兩種模型考題4：彈簧振子模型答案：C考點03受迫振動與共振知識點1簡諧運動、受迫振動和共振的比較1．受迫振動：系統在

作用下的振動。物體做受迫振動達到穩(wěn)定后，物體振動的周期(或頻率)等于

的周期(或頻率)，與物體的固有周期(或頻率)

關。2．簡諧運動、受迫振動和共振的比較振動項目簡諧運動受迫振動共振受力情況僅受回復力受驅動力作用受驅動力作用振動周期或頻率由系統本身性質決定，即固有周期T0或固有頻率f0由驅動力的周期或頻率決定，即T＝T驅或f＝f驅T驅＝T0或f驅＝f0振動能量振動物體的機械能不變由產生驅動力的物體提供振動物體獲得的能量最大常見例子彈簧振子或單擺(θ≤5°)機械工作時底座發(fā)生的振動共振篩、聲音的共鳴等驅動力驅動力無考點03受迫振動與共振知識點2對共振的理解1．共振：做受迫振動的物體，它的固有頻率與驅動力的頻率越接近，其振幅就越大，當二者

時，振幅達到最大，這就是共振現象。受迫振動的振幅與驅動力頻率的關系如圖所示。2.共振曲線：如圖所示，橫坐標為驅動力頻率f，縱坐標為振幅A，它直觀地反映了驅動力的頻率對某固有頻率為f0的振動系統做受迫振動振幅的影響，由圖可知，f與f0越接近，振幅A越大；當f＝f0時，振幅A最大。3.受迫振動中系統能量的轉化：做受迫振動的系統的機械能不守恒，系統與外界時刻進行能量交換。相等考點04機械波及波動圖像知識點1：機械波1．波的形成和傳播（1）產生條件①有

；②有

，如空氣、水、繩子等。（2）傳播特點①傳播

、能量和信息；②介質中質點不

；③介質中各質點振動頻率、起振方向都與波源

。2．機械波的分類分類質點振動方向和波的傳播方向的關系形狀舉例橫波

凹凸相間；有波峰、波谷繩波等縱波疏密相間；有

、

彈簧波、聲波等波源介質振動形式隨波遷移相同垂直共線密部疏部考點04機械波及波動圖像知識點2：機械波的圖像1．坐標軸：橫坐標x表示在波的傳播方向上各質點的平衡位置，縱坐標y表示某一時刻各質點偏離

的位移。2．意義：表示介質中的“各個質點”在“

”的位移。3．圖像(以簡諧波為例)4．應用（1）可直接讀取

、

，以及該時刻各質點偏離平衡位置的

。（2）可確定該時刻各質點加速度的方向，并能比較該時刻不同質點速度或加速度的大小。（3）可結合波的傳播方向確定各質點的振動方向，或結合某個質點的振動方向確定波的傳播方向。平衡位置某一時刻位置振幅A波長λ位移考點04機械波及波動圖像

相同考點04機械波及波動圖像

相同周期頻率波長整數倍半波長的奇數倍考點04機械波及波動圖像知識點5：機械波振動方向和傳播方向的判斷考點05波的多解問題1.周期性（1）時間周期性：時間間隔△t與周期T的倍數關系不明.（2）空間周期性：傳播距離△x與波長λ的倍數關系不明.

波經△t由質點O傳到相距△x的質點A，兩質點振動情況始終相同，則△t=nT，△x=nλ。2.雙向性（1）傳播方向雙向性：無法確定傳播方向時，兩個方向都要考慮（2）振動方向雙向性：無法確定位移方向或振動方向是要考慮正負兩個方向3.波形的隱含性

只給出完整波形的一部分，或只給出幾個質點的振動情況和質點之間的聯系，而其余信息處于隱含狀態(tài)，這時波形可能有多種情況.例：波上恰好處于平衡位置的兩質點間只有一個波峰.考點06振動圖像和波動圖像的綜合應用1．振動圖像與波的圖像的比較振動圖像波的圖像圖像物理意義表示某質點各個時刻的位移表示某時刻各質點的位移圖像信息(1)質點振動周期(2)質點振幅(3)各時刻質點位移(4)各時刻速度、加速度方向(1)波長、振幅(2)任意一質點在該時刻的位移(3)任意一質點在該時刻的加速度方向(4)傳播方向、振動方向的互判圖像變化隨時間推移，圖像延續(xù)，但已有形狀不變隨時間推移，圖像沿傳播方向平移形象比喻記錄著一個人一段時間內活動的錄像帶記錄著許多人某時刻動作、表情的集體照片考點06振動圖像和波動圖像的綜合應用2.“一分、一看、二找”巧解波的圖像與振動圖像綜合類問題

考點07波的干涉、衍射和多普勒效應

考點07波的干涉、衍射和多普勒效應知識點2：多普勒效應的成因分析1.接收頻率：觀察者接收到的頻率等于觀察者在單位時間內接收到的完全波的個數．2.波源與觀察者如果相互靠近，觀察者接收到的頻率增大．3.波源與觀察者如果相互遠離，觀察者接收到的頻率減小．4.波源和觀察者如果相對靜止，觀察者接收到的頻率等于波源的頻率．易錯題型01易錯題型1：振動方向不確定形成的錯誤04易錯題型4：周期不確定引起的錯誤問題03易錯題型3：波傳播方向不確定引起的錯誤02易錯題型2:單擺擺長突變引起的錯誤05易錯題型5：波長不確定引起的錯誤問題06易錯題型6：波速不確定引起的錯誤問題易錯題型1振動方向不確定形成的錯誤

（1）若從O點開始向右振子按下面路線振動，作出示意圖如圖1，則振子的振動周期為T=（0.5+0.1）×4s=2.4s則該質點再經過時間△t=T-0.2s=2.2s，第三次經過P點；1.（2023上·山東泰安·高三?？计谥校┬∏蜃龊喼C運動，若從平衡位置O開始計時，經過0.5s，小球第一次經過P點，又經過0.2s，小球第二次經過P點，則再過多長時間該小球第三次經過P點（）A．0.6s