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1、机械振动和机械波,一、机械振动,（一）知识要点1机械振动1）定义：物体围绕某一平衡位置往复运动称为机械振动。2）产生原因：当物体离开平衡位置时，就会受到总是指向平衡位置的作用力即恢复力的作用，在恢复力作用下（且阻力足够小）物体就会往复运动。,2简谐振动1）定义：在机械振动中，当物体受到的恢复力满足F回 kx时，把这种振动称为简谐振动。公式中：“x”是物体相对平衡位置的位移。“k”是比例常数。2）规律：简谐振动是一种非匀变速运动，当物体向平衡位置运动时，它做加速度减小的加速运动；当物体远离平衡位置时，它做加速度增大的减速运动。,3）描述简谐振动的物理量a周期T：物体完成一次全振动的时间称为一个周
2、期。频率f：单位时间内完成全振动的次数。b振幅A：物体离开平衡位置所能达到的最大距离是标量，它反映了同一振动系统具有的能量的大小。,4）简谐振动的两个实例：弹簧振子和单摆。5）受迫振动a定义：当物体在周期性驱动力作用下，所做的振动称为受迫振动。b受迫振动的频率、周期是由驱动力的频率、周期所决定，与固有频率无关，等于驱动力的频率。c当驱动力的周期越接近固有周期时，受迫振动的振幅就越大，当两者相等时，振幅达到最大，出现“共振”现象。,6）振动图象 a.物理意义：反映振动物体位移随时间的变化规律。b.能求出的物理量：振幅A、周期T，各个时刻的位移和振动方向。,1弹簧振子：通过弹簧振子这种实例，主要考
3、查对简谐振动规律、特点的理解和运用。,（二）主要题型,例1关于简谐振动，以下说法正确的是（）A.物体经过平衡位置时速度最大，加速度为零B.物体每次经过同一位置时速度必然相同C.物体在的时间内走过的路程必然为2A，而在的时间内路程必为AD.若一水平弹簧振子在振动过程中，经历t的时间，弹力冲量为零，则,答案：A,例2一竖直悬挂的弹簧振子，在上下振动过程中，经过最低点时加速度大小为a2g，则通过最高点时，弹力等于几倍的重力?,答案：1倍,2单摆：主要是围绕周期公式例1一质量均匀分布的空心球，里面充满水，用一轻绳悬挂构成一单摆，摆动过程中，水从底部小孔不断流出，判断其周期如何变化。,进行考查。,例2某
4、一单摆，在地球表面摆动时，周期为T，把它放在某一高山上，周期变为2T，则该山高度h与地球半径R之比为多少？,答案：先增大后减小，最后恢复原值,答案：h/R=1:1,例3如图，为一竖直固定的光滑圆弧形轨道，其弧长远远小于它的半径，现在甲、乙两小球从如图所示位置由静止同时释放，则判断两球在什么位置发生碰撞。,答案：O点,t/s,3振动图象例1一弹簧振子做简谐运动，振动图象如图，振子依次振动到图中a、b、c、d、e、f、g、h各点对应的时刻时，(1)在哪些时刻，振子具有正向最大加速度？具有正向最大速度？,答案：f；h,T=1.6s,A=10cm,(2)振子由c对应的时刻运动到e对应的时刻，这段时间为
5、0.4s，同样由eg用时也为0.4s，则T？,(3)振子由eg，它通过的路程是6cm，求：A？,二、机械波,（一）知识要点1、机械波的形成：在介质中，某个质点在外界影响下，首先振动起来，然后带动和它相邻质点振动，这样该质点的振动形式就由近及远向远方向传递，形成了“波”。2、产生条件：1）振源（波源）2）介质3、定义：波源的振动形式在介质中的传播过程称为机械波。,4、一些特点1）介质中各质点的振动有先后之分。2）各质点总是在追踪和它相邻的，比它先振动的质点。3）各质点振动起来后，都围绕自己的平衡位置振动，并不随波向远方传播，且振幅、周期，首先振动的方向都相同。,5、机械波的种类：横波和纵波。6、
6、描述“波”的物理量1）波的周期、频率：波在传播过程中形成的波形具有周期性，其周期与波源周期相同，而与介质无关。2）波速：波在同一种、均匀介质中匀速传播，其传播速度简称“波速”，它由介质决定。3）波长：波在一个周期内向前传播的距离。另：介质中相邻的振动情况总相同的两个质点间的距离等于一个波长。4）以上几个量的关系式：VTV/f,7、波的图象1）物理意义：描述了各质点在同一时刻的位移。2）能从图象中求出的物理量a)振幅 b)波长 c)该时刻各质点的位移d)已知波的传播方向时，可判断各质点的振动方向e)会画另一时刻的波形图 8、波的两种特性1）衍射 2）干涉9、声波的一些特点1）声源 2）原声、回声
7、,（二）主要题型：这部分题型主要是围绕有关波的概念和振动的关系及波的图象。例1一列横波沿直线传播，在传播方向上有相距1.2m的A、B两质点，当波刚好传播到这两点中的某一点时开始计时，测得在4s内A质点完成10次全振动，B质点刚好完成8次全振动，则这列波的波速是 m/s，波长是 m，波的周期是 s。,答案：v=1.5m/s;=0.6m;T=0.4s;,答案：C、D,例3如图：实线是一列横波在某一时刻的波形图虚线是0.2s后它的波形图，这列波可能的传播速度是。,答案：如果波向右传播，如果波向左传播，,例4一列横波向右传播，沿传播方向上有相距为L的P、Q两质点，如图，某时刻P、Q都处于平衡位置，且P、Q间仅有一个波峰，经过时间t、Q第一次到达波谷，则t的可能值是。,
