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,课前自主梳理,课堂互动探究,高考模拟演练,高考导航,考点内容,要求,全国高考命题实况,常考,题型,命题热点,机械,振动,与机,械波,简谐运动,卷,：,T,34,(1),卷,：,T,34,(1),卷,：,T,34,(2),卷,：,T,34,(2),卷,：,T,34,(1),卷,：,T,34,(2),卷,：,T,34,(1),选择题,计算题,简谐运动规律,单摆规律,波长、波速、频率,横波图象,机械波和机械振动综合应用,简谐运动公式和图象,单摆、周期公式,受迫振动和共振,机械波、横波和纵波,横波图象,波速、波长和频率(周期)关系,波干涉和衍射现象,多普勒效应,1/64,电磁,振荡,与电,磁波,电磁波产生,卷,：,T,34,(1),选择题,麦克斯韦电磁场理论,电磁波特点,电磁波与机械波对比,电磁波发射、传输和接收,电磁波谱,光,光折射定律,卷,：,T,34,(2),卷,：,T,34,(2),卷,：,T,34,(1),卷,：,T,34,(1),卷,：,T,34,(2),卷,：,T,34,(2),选择题,计算题,折射率,光折射定律及全反射,光干涉、衍射、偏振,折射率,全反射、光导纤维,光干涉、衍射和偏振现象,2/64,相对论,狭义相对论基本假设,质能关系,试验一：探究单摆运动、用单摆测定重力加速度,卷,：,T,34,(1),填空题,试验二：测定玻璃折射率,试验三：用双缝干涉测光波长,3/64,基础课,1,机械振动,4/64,知识点一、简谐运动单摆、单摆周期公式,1,简谐运动,(1),定义：物体在跟位移大小成正比而且总是指向,_,回复力作用下振动。,(2),平衡位置：物体在振动过程中,_,为零位置。,(3),回复力,定义：使物体返回到,_,力。,方向：总是指向,_,。,起源：属于,_,力，能够是某一个力，也能够是几个力,_,或某个力,_,。,平衡位置,回复力,平衡位置,平衡位置,效果,协力,分力,5/64,(4),简谐运动特征,动力学特征：,F,回,_,。,运动学特征：,x,、,v,、,a,均按正弦或余弦规律发生周期性改变,(,注意,v,、,a,改变趋势相反,),。,能量特征：系统机械能守恒，振幅,A,不变。,kx,6/64,2,简谐运动两种模型,模型,弹簧振子,单摆,示意图,简谐运,动条件,(1)弹簧质量可忽略,(2)无摩擦等阻力,(3)在弹簧弹性程度内,(1)摆线为不可伸缩轻细线,(2)无空气等阻力,(3)最大摆角小于5,7/64,原长,重力,弹力,8/64,知识点二、简谐运动公式和图象,1,简谐运动表示式,(1),动力学表示式：,F,_,，其中,“,”,表示回复力与位移方向相反。,(2),运动学表示式：,x,_,，其中,A,代表振幅，,2,f,表示简谐运动快慢。,kx,A,sin(,t,),9/64,2,简谐运动图象,(1),从,_,开始计时，函数表示式为,x,A,sin,t,，图象如图,1,甲所表示。,平衡位置,图,1,(2),从,_,开始计时，函数表示式为,x,A,cos,t,，图象如图,1,乙所表示。,最大位移处,10/64,知识点三、受迫振动和共振,1,受迫振动,系统在,_,作用下振动。做受迫振动物体，它做受迫振动周期,(,或频率,),等于,_,周期,(,或频率,),，而与物体固有周期,(,或频率,)_,关。,驱动力,驱动力,无,11/64,2,共振,做受迫振动物体，它固有频率与驱动力频率越靠近，其振幅就越大，当二者,_,时，振幅到达最大，这就是共振现象。共振曲线如图,2,所表示。,相等,图,2,12/64,思索判断,(1),简谐运动平衡位置就是质点所受协力为零位置。,(,),(2),做简谐运动质点先后经过同一点，回复力、速度、加速度、位移都是相同。,(,),(3),做简谐运动质点，速度增大时，加速度可能增大。,(,),(4),简谐运动周期与振幅成正比。,(,),(5),单摆在任何情况下运动都是简谐运动。,(,),(6),物体做受迫振动时，其振动频率与固有频率无关。,(,),答案,(1),(2),(3),(4),(5),(6),13/64,简谐运动,1,简谐运动中旅程,(,s,),与振幅,(,A,),关系,(1),质点在一个周期内经过旅程是振幅,4,倍。,(2),质点在半个周期内经过旅程是振幅,2,倍。,(3),质点在四分之一周期内经过旅程有三种情况：,计时起点对应质点在三个特殊位置,(,两个最大位移处和一个平衡位置,),时，,s,A,；,计时起点对应质点在最大位移和平衡位置之间且向平衡位置运动时，,s,A,；,计时起点对应质点在最大位移和平衡位置之间且向最大位移处运动时，,s,”,、,“”,、,“”,或,“,”,),。,图,3,18/64,答案,19/64,3,简谐运动对称性,如图,4,所表示，一个质点在平衡位置,O,点附近做简谐运动，若从,O,开始计时，经过,3 s,质点第一次过,M,点；再继续运动，又经过,2 s,它第二次经过,M,点；则该质点第三次经过,M,点所需要时间是,_,或,_,。,图,4,20/64,21/64,22/64,简谐运动图象,1,简谐运动数学表示式,x,A,sin(,t,),2,依据简谐运动图象可获取信息,(1),振幅,A,、周期,T,(,或频率,f,),和初相位,(,如图,5,所表示,),。,图,5,23/64,(2),某时刻振动质点离开平衡位置位移。,(3),某时刻质点速度大小和方向：曲线上各点切线斜率大小和正负分别表示各时刻质点速度大小和速度方向，速度方向也可依据下一时刻物体位移改变来确定。,(4),某时刻质点回复力、加速度方向：回复力总是指向平衡位置，回复力和加速度方向相同，在图象上总是指向,t,轴。,(5),某段时间内质点位移、回复力、加速度、速度、动能和势能改变情况。,24/64,1,应用图象分析运动过程,(,山西统测,),(,多项选择,),如图,6,甲所表示，水平光滑杆上有一弹簧振子，振子以,O,点为平衡位置，在,a,、,b,两点之间做简谐运动，其振动图象如图乙所表示。由振动图象能够得知,(,),图,6,25/64,A,振子振动周期等于,2,t,1,B,在,t,0,时刻，振子位置在,a,点,C,在,t,t,1,时刻，振子速度为零,D,在,t,t,1,时刻，振子速度最大,E,从,t,1,到,t,2,，振子正从,O,点向,b,点运动,26/64,解析,弹簧振子先后经历最短时间抵达同一位置时，若速度相同，则这段时间间隔就等于弹簧振子振动周期，从振动图象能够看出振子振动周期为,2,t,1,，选项,A,正确；在,t,0,时刻，振子位移为零，所以振子应该在平衡位置,O,，选项,B,错误；在,t,t,1,时刻，振子在平衡位置,O,，该时刻振子速度最大，选项,C,错误，,D,正确；从,t,1,到,t,2,，振子位移方向沿正方向且在增加，所以振子正从,O,点向,b,点运动，选项,E,正确。,答案,ADE,27/64,2,应用图象求解相关物理量,(,多项选择,),一质点做简谐运动图象如图,7,所表示，以下说法不正确是,(,),图,7,A,质点振动频率是,4 Hz,B,在,10 s,内质点经过旅程是,20 cm,C,第,4 s,末质点速度是零,D,在,t,1 s,和,t,3 s,两时刻，质点位移大小相等、方向相同,E,在,t,2 s,和,t,6 s,两时刻，质点速度相同,28/64,解析,读图可知，该简谐运动周期为,4 s,，频率为,0.25 Hz,，在,10 s,内质点经过旅程是,2.5,4,A,20 cm,。第,4 s,末速度最大。在,t,1 s,和,t,3 s,两时刻，质点位移大小相等、方向相反。在,t,2 s,和,t,6 s,两时刻之间相差一个周期，故速度相同，选项,B,、,E,正确，,A,、,C,、,D,错误。,答案,ACD,29/64,求解简谐运动问题时，要紧紧抓住一个模型,水平方向振动弹簧振子，熟练掌握振子振动过程以及振子振动过程中各物理量改变规律，看到振动图象，头脑中马上展现出一幅弹簧振子振动图景，再把问题一一对应、分析求解。,反思总结,30/64,单摆周期公式及试验：用单摆测定重力加速度,31/64,32/64,3,试验：用单摆测定重力加速度,(1),试验原理与操作,33/64,产生原因,减小方法,偶然误差,测量时间,(,单摆周期,),及摆长时产生误差,屡次测量再求平均值,计时从单摆经过平衡位置时开始,系统误差,主要起源于单摆模型本身,摆球要选体积小，密度大,最大摆角要小于10,34/64,图,8,35/64,36/64,2,单摆模型应用,(,多项选择,),如图,9,所表示，为半径很大光滑圆弧轨道上一小段，小球,B,静止在圆弧轨道最低点,O,处，另有一小球,A,自圆弧轨道上,C,处由静止滚下，经时间,t,与,B,发生正碰。碰后两球分别在这段圆弧轨道上运动而未离开轨道。当两球第二次相碰时,(,),图,9,37/64,A,相间隔时间为,4,t,B,相间隔时间为,2,t,C,将仍在,O,处相碰,D,可能在,O,点以外其它地方相碰,E,两球在碰撞瞬间水平方向上动量守恒,38/64,答案,BCE,39/64,3,试验：用单摆测定重力加速度,某同学在,“,用单摆测定重力加速度,”,试验中进行了以下操作：,(1),用游标尺上有,10,个小格游标卡尺测量摆球直径如图,10,甲所表示，可读出摆球直径为,_cm,。把摆球用细线悬挂在铁架台上，测量摆线长，经过计算得到摆长,L,。,图,10,40/64,(2),用秒表测量单摆周期。当单摆摆动稳定且抵达最低点时开始计时并记为,n,1,，单摆每经过最低点记一次数，当数到,n,60,时秒表示数如图,10,乙所表示，该单摆周期是,T,_s(,结果保留三位有效数字,),。,(3),测量出多组周期,T,、摆长,L,数值后，画出,T,2,L,图线如图,10,丙，此图线斜率物理意义是,(,),41/64,(4),在,(3),中，描点时若误将摆线长看成摆长，那么画出直线将不经过原点，由图线斜率得到重力加速度与原来相比，其大小,(,),A,偏大,B,偏小,C,不变,D,都有可能,42/64,43/64,答案,(1)2.06,(2)2.28,(3)C,(4)C,44/64,受迫振动和共振,1,自由振动、受迫振动和共振关系比较,自由振动,受迫振动,共振,受力情况,仅受回复力,受驱动力作用,受驱动力作用,振动周期或频率,由系统本身性质决定，即固有周期,T,0,或固有频率,f,0,由驱动力周期或频率决定，即TT驱或ff驱,T,驱,T,0,或,f,驱,f,0,振动能量,振动物体机械能不变,由产生驱动力物体提供,振动物体取得能量最大,常见例子,弹簧振子或单摆,(0,5),机械工作时底座发生振动,共振筛、声音共鸣等,45/64,2.,对共振了解,(1),共振曲线：如图,11,所表示，横坐标为驱动力频率,f,，纵坐标为振幅,A,。它直观地反应了驱动力频率对某振动系统受迫振动振幅影响，由图可知，,f,与,f,0,越靠近，振幅,A,越大；当,f,f,0,时，振幅,A,最大。,图,11,(2),受迫振动中系统能量转化：受迫振动系统机械能不守恒，系统与外界时刻进行能量交换。,46/64,1,受迫振动,(,多项选择,),如图,12,所表示，,A,球振动后，经过水平细绳迫使,B,、,C,振动，振动到达稳定时，以下说法中正确是,(,),图,12,47/64,A,只有,A,、,C,振动周期相等,B,C,振幅比,B,振幅小,C,C,振幅比,B,振幅大,D,A,、,B,、,C,振动周期相等,E,C,与,A,发生共振现象,48/64,答案,CDE,49/64,2,振动曲线分析,(,多项选择,),一个单摆在地面上做受迫振动，其共振曲线,(,振幅,A,与驱动力频率,f,关系,),如图,13,所表示，则,(,),图,13,50/64,A,此单摆固有周期约为,2 s,B,此单摆摆长约为,1 m,C,若摆长增大，单摆固有频率增大,D,若摆长增大，共振曲线峰将向左移动,E,若摆长减小，共振曲线峰将向左移动,51/64,答案,ABD,52/64,3,生活中共振现象,(,孝感统测,),(,多项选择,),以下说法正确是,(,),A,摆钟走时快了必须调短摆长，才可能使其走时准确,B,挑水时为了预防水从桶中荡出，能够加紧或减慢走路步频,C,在连续均匀海浪冲击下，停在海面小船上下振动，是共振现象,D,部队要便步经过桥梁，是为了预防桥梁发生共振而坍塌,E,较弱声音可振碎玻璃杯，是因为玻璃杯发生了共振,答案,BDE,53/64,1,(,海南单科，,16),以下说法正确是,_,。,(,填正确答案标号,),A,在同一地点，单摆做简谐振动周期平方与其摆长成正比,B,弹簧振子做简谐振动时，振动系统势能与动能之和保持不变,C,在同一地点，当摆长不变时，摆球质量越大，单摆做简谐振动周期越小,D,系统做稳定受迫振动时，系统振动频率等于周期性驱动力频率,E,已知弹簧振子初始时刻位置及其振动周期，就可知振子在任意时刻运动速度方向,54/64,答案,ABD,55/64,2,(,河南洛阳模拟,),(,多项选择,),如图,14,所表示为同一地点两单摆甲、乙振动图象，则以下说法中正确是,(,),图,14,A,甲、乙两单摆摆长相等,B,甲摆振幅比乙摆大,C,甲摆机械能比乙摆大,D,在,t,0.5 s,时有正向最大加速度是乙摆,E,由图象能够求出当地重力加速度,56/64,答案,ABD,57/64,58/64,59/64,60/64,61/64,4,(,重庆七校联考,),据某一科普杂志介绍，在含有一些金属矿物矿区，其重力加速度稍有偏大，几位同学经过,“,用单摆测定重力加速度,”,试验探究该问题。他们用最小刻度为毫米直尺测得摆线长度为,92.00 cm,，用游标为,10,分度卡尺测得摆球直径如图,15,所表示，摆球直径为,_cm,。将摆球从平衡位置拉开一个小角度由静止释放，使单摆在竖直平面内摆动，当摆动稳定后，在摆球经过平衡位置时开启秒表，并数下,“1”,，直到摆球第,30,次同向经过平衡位置时按停秒表，秒表读数为,56 s,，则单摆周期为,_ s,，该试验测得当地重力加速度为,_m/s,2,。,(,以上结果均保留,3,位有效数字,),62/64,图,15,63/64,答案,2.02,1.93,9.85,64/64,
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