江苏省高考物理选修3-43-5知识点.docVIP

高中物理选修3-4、3-5知识点Ⅰ 选修3-4部分 简谐运动 简谐运动的表达式和图象I 1）如果质点所受的力与它偏离平衡位置位移的大小成正比，并且总是指向平衡位置，质点的运动就是简谐运动简谐运动的回复力即F = – kx注意：其中x都是相对平衡位置的位移区分：某一位置的位移（相对平衡位置）和某一过程的位移（相对起点） ⑴回复力始终指向平衡位置，始终与位移方向相反 ⑵“k”对一般的简谐运动，k只是一个比例系数，而不能理解为劲度系数 ⑶F回＝－kx是证明物体是否做简谐运动的依据简谐运动的表达式 “x = A sin (ωt＋)” 3）简谐运动的图象：描述振子离开平衡位置的位移随时间变化的，要求能将图象与恰当的模型对应分析。简谐运动的图象判别速度的方向注意在振幅处速度无方向。简谐运动（关于平衡位置）对称、相等 ①同一位置：速度大小相等、方向可同可不同，位移、回复力、加速度大小相等、方向相同. ②对称点：速度大小相等、方向可同可不同，位移、回复力、加速度大小相等、方向相反. ③对称段：经历时间相同 ④一个周期内，振子的路程一定为4A（A为振幅）；半个周期内，振子的路程一定为2A；四分之一周期内，振子的路程不一定为A每经一个周期，振子一定回到原出发点；每经半个周期一定到达另一侧的关于平衡位置的对称点，且速度方向一定相反振幅与位移的区别： ⑴位移是矢量，振幅是标量，等于最大位移的数值 ⑵对于一个给定的简谐运动，振子的位移始终变化，而振幅不变 平衡位置的合力一定为0 （单摆） 弹簧振子在对称位置弹性势能相等 （竖直弹簧振子） 人的来回走动、拍皮球时皮球的运动是振动单摆的周期与摆长的关系（实验、探究）Ⅰ 1）单摆的等时性（伽利略）；即周期与摆球质量无关，在振幅较小时与振幅无关 2单摆的周期公式（惠更斯）（l为摆线长度与摆球半径之和；周期测量：测N次全振动所用时间t，则T=t/N） 3数据处理：（1）平均值法；（2）图象法：以l和T2为纵横坐标，作出的图象（变非线性关系为线性关系）；摆钟原理：钟面显示时间与钟摆摆动次数成正比受迫振动和共振Ⅰ 受迫振动：在周期性外力作用下、使振幅保持不变的振动，又叫无阻尼振动或等幅振动。f迫 = f策，与f固无关。A迫 与∣f策f固∣有关，∣f策f固∣越大，A迫越小，∣f策f固∣越小，A迫越大。当驱动力频率等于固有频率时，受迫振动的振幅最大（共振）机械波 横波和纵波 横波的图象Ⅰ 1）机械波 ⑴产生机械波的条件：振源，介质——有机械振动不一定形成机械波 　有机械波一定有机械振动 ⑵机械波的波速由介质决定，与振源振动的快慢无关 ⑶机械波传递的是振动形式（由振源决定）、能量（由振幅体现）、信息 机械波可分为横波与纵波 横波：质点的振动方向与波的传播方向垂直特点：有波峰、波谷. 只能在固体中传播（条件：剪切形变），为方便将水波认为是横波 纵波：质点的振动方向与波的传播方向在同一直线上.特点：有疏部、密部. 气体、液体只能传递纵波 次声波与超声波次声波：频率小于20Hz，波长长，易衍射，传播距离远，研究与应用刚起步 超声波：频率大于20000Hz，波长短，直线传播效果好（声纳），穿透能力强（几厘米厚的金属） 应用广泛：声纳、B超、雷达、探伤、超声加湿、制照相乳胶横波图象：表示某一时刻各个质点离开平衡位置位移情况。后一质点的振动总是重复前一质点的振动；特别要能判断质点振动方向或波的传播方向。 注意：（1）周期性、方向性上引起的多解可能性； （2）波传播的距离与质点的路程是不同的。 波动图象表示 各个质点在某一时刻的位移，振动图象则表示介质中某个质点在各个时刻的位移。波长、频率（周期）和波速的关系Ⅰ （由介质决定，f由波源决定）①波形向前匀速平移，质点本身不迁移，x可视为波峰（波谷）移动的距离 ②在波的图象中，无论时间多长，质点的横坐标一定不变 ③介质中所有质点的起振位置一定在平衡位置，且起振方向一定与振源的起振方向相同 ④注意双向性、周期性 ⑤注意坐标轴的单位（是m，还是cm；有无×10-n等等） 注意同时涉及振动和波时，要将两者对应起来振动与波 ⑴质点的振动方向判断： 振动图象（横轴为时间轴）：顺时间轴“上，下坡” 波动图象（横轴为位移轴）：逆着波的传播方向“上，下坡” 共同规律：同一坡面（或平行坡面）上振动方向相同，否则相反 ⑵一段时间后的图象 a、振动图象：直接向后延伸 b、波动图象：不能向后延伸，而应该将波形向后平移 ⑶几个物理量的意义： 周期（频率）：决定振动的快慢，进入不同介质中，T（f）不变 振幅：决定振动的强弱 波速：决定振动能量在介质中传播的快慢 ⑷几个对应关系 ①一物动（或响）引起另一物动（或响）