南方新高考高考物理一輪總復(fù)習(xí) 專(zhuān)題十二 第1講 機(jī)械振動(dòng)課件 新人教版

專(zhuān)題十二機(jī)械振動(dòng)機(jī)械波光電磁波相對(duì)論簡(jiǎn)介考點(diǎn)內(nèi)容要求熱點(diǎn)簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng) (1)從近幾年的高考試題來(lái)看，對(duì) 本章內(nèi)容主要考查簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的圖 象、波動(dòng)圖象以及波的傳播規(guī)律 等；另外對(duì)光學(xué)知識(shí)的考查主要以 折射定律、全反射等知識(shí)為主(2)理解簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)圖象的物理意 義，掌握兩種簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)模型，掌握單擺的周期公式 (3)理解機(jī)械波的三大關(guān)系：波速、 波長(zhǎng)、頻率間的關(guān)系；空間距離和 時(shí)間的關(guān)系；質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向和波的傳播方向間的關(guān)系 (4)幾何光學(xué)中，注重正確規(guī)范地 作圖，將有關(guān)規(guī)律和幾何關(guān)系相結(jié)合 (5)理解電磁波、相對(duì)論的基本概念及規(guī)律簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的公式和圖象單擺、單擺的周期公式受迫振動(dòng)和共振機(jī)械波橫波和縱波橫波的圖象波速、波長(zhǎng)和頻率(周期)的關(guān)系波的干涉和衍射現(xiàn)象多普勒效應(yīng)光的折射定律折射率全反射、光導(dǎo)纖維光的干涉、衍射和偏振現(xiàn)象變化的磁場(chǎng)產(chǎn)生電場(chǎng)、變化的電場(chǎng)產(chǎn)生磁場(chǎng)、電磁波及其傳播電磁波的產(chǎn)生、發(fā)射和接收電磁波譜狹義相對(duì)論的基本假設(shè)質(zhì)速關(guān)系、質(zhì)能關(guān)系相對(duì)論質(zhì)能關(guān)系式實(shí)驗(yàn)十三：探究單擺的運(yùn)動(dòng)、用單擺測(cè)定重力加速度實(shí)驗(yàn)十四：測(cè)定玻璃的折射率實(shí)驗(yàn)十五：用雙縫干涉測(cè)量光的波長(zhǎng)第1講機(jī)械振動(dòng)一、簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)1定義：物體在跟位移大小成正比并且總是指向平衡位置的_作用下的振動(dòng)回復(fù)力2平衡位置：物體在振動(dòng)過(guò)程中回復(fù)力為_(kāi)的位置3回復(fù)力零平衡位置平衡位置(1)定義：使物體返回到_的力(2)方向：總是指向_(3)來(lái)源：屬于效果力，可以是某一個(gè)力，也可以是幾個(gè)力的合力或某個(gè)力的分力模型條件回復(fù)力平衡位置周期能量轉(zhuǎn)化彈簧振子 (1)彈簧質(zhì)量可忽略(2)無(wú)摩擦等阻力 (3)在彈簧彈性限度內(nèi)彈簧的彈力提供彈簧處于原長(zhǎng)處彈性勢(shì)能與動(dòng)能的相互轉(zhuǎn)化，機(jī)械能守恒單擺 擺線為不可伸縮的輕 細(xì)線 (2)無(wú)空氣等阻力 (3)最大擺角小于 10擺球重力沿與擺線垂直(即切向)方向的分力最低點(diǎn)重力勢(shì)能與動(dòng)能的相互轉(zhuǎn)化，機(jī)械能守恒4兩個(gè)典型的簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)模型【基礎(chǔ)檢測(cè)】1彈簧振子在光滑的水平面上做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)，在振子向著平衡位置運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中()A振子所受的回復(fù)力逐漸增大B振子離開(kāi)平衡位置的位移逐漸增大C振子的速度逐漸增大D振子的加速度逐漸增大答案：C二、簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的規(guī)律和圖象1從平衡位置開(kāi)始計(jì)時(shí)，函數(shù)表達(dá)式為 x_，圖象如圖 12-1-1 甲所示Asint圖12-1-12從最大位移處開(kāi)始計(jì)時(shí)，函數(shù)表達(dá)式為 x_，圖象如圖乙所示Acost3圖象的意義：反映了位移隨時(shí)間的變化規(guī)律隨時(shí)間的延長(zhǎng)而延伸，圖象不是質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的軌跡三、受迫振動(dòng)和共振1受迫振動(dòng)驅(qū)動(dòng)力等于大(1)定義：質(zhì)點(diǎn)在_作用下的運(yùn)動(dòng)(2)特點(diǎn)：受迫振動(dòng)的周期和頻率_驅(qū)動(dòng)力的周期和頻率2共振：當(dāng)驅(qū)動(dòng)力的周期和頻率等于物體的固有周期和頻率時(shí)，受迫振動(dòng)的振幅最_，這種現(xiàn)象叫共振【基礎(chǔ)檢測(cè)】2(多選，2015 年山東卷)如圖12-1-2所示，輕彈簧上端固定，下端連接一小物塊，物塊沿豎直方向做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)以豎直向上為正方向，物塊簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的表達(dá)式為 y0.1sin (2.5t) mt0時(shí)刻，一小球從距物塊 h 高處自由落下；t0.6 s 時(shí)，小球恰好與物塊處于同一高度取重力加速度的大小為 g10 m/s2.以下判斷正確的是()圖12-1-2Ah1.7 mB簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的周期是 0.8 sC0.6 s 內(nèi)物塊運(yùn)動(dòng)的路程是 0.2 mDt0.4 s 時(shí)，物塊與小球運(yùn)動(dòng)方向相反答案：AB考點(diǎn)1 簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的特征重點(diǎn)歸納1力學(xué)特征：簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的回復(fù)力滿(mǎn)足 Fkx，位移 x 與回復(fù)力的方向相反由牛頓第二定律知，加速度 a 與位移的大小成正比，方向相反2運(yùn)動(dòng)特征：當(dāng) v、a 同向(即 v、F 同向，也就是 v、x 反向)時(shí)，v 一定增大；當(dāng) v、a 反向(即 v、F 反向，也就是 v、x同向)時(shí)，v 一定減小當(dāng)物體靠近平衡位置時(shí)，a、F、x 都減小，v 增大；當(dāng)物體遠(yuǎn)離平衡位置時(shí)，a、F、x 都增大，v 減小3能量特征：對(duì)彈簧振子和單擺來(lái)說(shuō)，振幅越大，能量越大，在振動(dòng)過(guò)程中，動(dòng)能和勢(shì)能相互轉(zhuǎn)化，機(jī)械能守恒5對(duì)稱(chēng)性特征(1)速率的對(duì)稱(chēng)性：物體在關(guān)于平衡位置對(duì)稱(chēng)的兩位置具有相等的速率(2)時(shí)間的對(duì)稱(chēng)性：物體通過(guò)關(guān)于平衡位置對(duì)稱(chēng)的兩段位移的時(shí)間相等在振動(dòng)過(guò)程中，物體通過(guò)任意兩點(diǎn) A、B 的時(shí)間與逆向通過(guò)這兩點(diǎn)的時(shí)間相等(3)加速度的對(duì)稱(chēng)性：物體在關(guān)于平衡位置對(duì)稱(chēng)的兩位置具有等大、反向的加速度 典例剖析例1：(2013 年新課標(biāo)卷)如圖12-1-3所示，一輕彈簧一端固定，另一端連接一物塊構(gòu)成彈簧振子，該物塊是由a、b兩個(gè)小物塊粘在一起組成的物塊在光滑水平面上左右振動(dòng)，振幅為 A0，周期為 T0.當(dāng)物塊向右通過(guò)平衡位置時(shí)，a、b 之間的粘膠脫開(kāi)；以后小物塊 a 振動(dòng)的振幅和周期分別為 A 和 T，則A_A0( 填 “”“”“” 或“”)圖12-1-3思維點(diǎn)撥：由題意可知，a、b 脫離后，b 做勻速直線運(yùn)動(dòng)，a 做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)，故簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的能量減小，振幅減小，周期變小答案：【考點(diǎn)練透】1(多選)某質(zhì)點(diǎn)做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)，其位移隨時(shí)間變化的關(guān)系式A第 1 s 末與第 3 s 末的位移相同B第 1 s 末與第 3 s 末的速度相同C第 3 s 末至第 5 s 末的位移方向都相同D第 3 s 末至第 5 s 末的速度方向都相同解析：答案：AD和t3 s代入關(guān)系式中求得兩時(shí)刻位移相同，A正確；圖D51如圖D51 所示，作出質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)圖象，由圖象可以看出，第1 s 末和第3 s 末的速度方向不同，B錯(cuò)誤；由圖象可知，第3 s 末至第4 s 末質(zhì)點(diǎn)的位移方向與第4 s 末至第5 s 末質(zhì)點(diǎn)的位移方向相反，而速度的方向相同，故C 錯(cuò)誤、D 正確考點(diǎn)2 簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)圖象的應(yīng)用重點(diǎn)歸納由簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的圖象可讀出以下信息(1)振幅、周期和頻率(2)某時(shí)刻質(zhì)點(diǎn)離開(kāi)平衡位置的位移(3)某時(shí)刻質(zhì)點(diǎn)回復(fù)力、加速度、速度的方向(4)比較不同時(shí)刻回復(fù)力、加速度的大小(5)比較不同時(shí)刻質(zhì)點(diǎn)的動(dòng)能、勢(shì)能的大小典例剖析例2：(多選，2014 年甘肅張掖三診)如圖12-1-4所示為同一地點(diǎn)的兩單擺甲、乙的振動(dòng)圖象，則下列說(shuō)法中正確的是()圖12-1-4A甲、乙兩單擺的擺長(zhǎng)相等B甲擺的振幅比乙擺大C甲擺的機(jī)械能比乙擺大D在 t0.5 s 時(shí)有正向最大加速度的是乙擺E由圖象可以求出當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣却鸢福篈BD備考策略：物理圖象是表示物理規(guī)律的重要方法，正確理解并運(yùn)用物理圖象解題可使解題過(guò)程簡(jiǎn)單，因此，在復(fù)習(xí)過(guò)程中，應(yīng)對(duì)物理圖象給予足夠的重視.乙兩單擺的擺長(zhǎng)相等，但不知道擺長(zhǎng)是多少，不能計(jì)算出重力加速度g，故A、B 正確，E錯(cuò)誤；兩單擺的質(zhì)量未知，所以?xún)蓡螖[的機(jī)械能無(wú)法比較，故C 錯(cuò)誤；在t0.5 s 時(shí)，乙擺有負(fù)向最大位移，即有正向最大加速度，而甲擺的位移為零，加速度為零，故D 正確故選ABD.【考點(diǎn)練透】2如圖12-1-5甲所示，彈簧振子以O(shè)點(diǎn)為平衡位置，在A、B 兩點(diǎn)之間做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)取向右為正方向，振子的位移 x 隨時(shí)間 t 的變化如圖乙所示，下列說(shuō)法正確的是()圖12-1-5At0.8 s 時(shí)，振子的速度方向向左Bt0.2 s 時(shí)，振子在 O 點(diǎn)右側(cè) 6 cm 處Ct0.4 s 和 t1.2 s 時(shí)，振子的加速度完全相同Dt0.4 s 到 t0.8 s 的時(shí)間內(nèi)，振子的速度逐漸減小答案：A