高考专题17 机械振动和机械波（选考部分）-巧学高考物理热点快速突破 Word版含解析

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1、高考物理热点快速突破【命题热点】2017年全国高考考纲修订后，主要在理综选考题第34题（1）中出现，以“机械振动、机械波”的多选题形式考查。多考查有关振动图像和机械波图像的综合内容，涉及质点振动方向和某时刻所处位置判断、机械波传播方向、波长、周期、频率和波的干涉等内容。【知识清单】考点一机械振动一振动及描述振动的物理量1.机械振动：物体（或物体的一部分）在某一中心位置两侧所做的往复运动称为机械振动，简称振动。2.回复力：振动物体所受的总是指向平衡位置的力，它可以是某一个力，也可以是几个力的合力或某个力的分力，属于效果力，在具体问题中要注意

2、分析是什么力提供了回复力。3.位移:由平衡位置指向振动质点所在位置的有向线段，是矢量，其最大值等于振幅。无论振子从什么位置开始振动，其位移总是以平衡位置为初位置。4.振幅A：振动物体离开平衡位置的最大距离，是标量，表示振动的强弱。5.周期和频率：表示振动快慢的物理量，两者互为倒数关系，当和由振动本身决定时，则叫固有周期和固有频率。二简谐振动定义如果质点的位移与时间的关系遵从正弦函数的规律，即它的振动图像（图像）是一条正弦曲线，这样的振动叫做简谐振动位移表达式特征动力学特征回复力大小与位移大小成正比，方向与位移方向相反运动学特征回复加速度：

3、-13-振动图像图像意义反映质点的位移随时间变化的规律（不是质点的运动轨迹）特点所有简谐运动的图线都是正弦或余弦曲线蕴含信息①振幅、周期以及各时刻质点位置、某段时间内质点的位移②各时刻回复力、加速度、速度、位移的方向。判断速度方向可以做曲线上某点的切线。若切线的斜率为正，则说明该时刻的速度方向为正方向。③某段时间内位移、回复力、加速度、速度、动能、势能的变化情况三简谐运动的两种基本模型模型弹簧振子（水平）单摆简谐运动条件（1）弹簧质量忽略不计（2）无摩擦等阻力（3）在弹性限度内（1）摆线为不可伸长的轻细线（2）无空气等阻力（3）最大摆角回

4、复力弹簧的弹力提供（为形变量）摆球重力沿与摆球垂直（即切线）方向的分力提供（为摆长，是相对平衡位置的位移）平衡位置弹簧处于原长小球摆动的最低点（此时）能量转化关系弹性势能与动能的相互转化，机械能守恒重力势能与动能的相互转化，机械能守恒固有周期，与振幅无关，与振幅、摆球质量无关周期性相隔T或nT的两个时刻振子处于同一位置且振动状态相同-13-对称性对称性特征：(1)相隔或(n为正整数)的两个时刻，振子位置关于平衡位置对称，位移、速度、加速度大小相等，方向相反．(2)如图所示，振子经过关于平衡位置O对称的两点P、P′(OP＝OP′)时，速度的

5、大小、动能、势能相等，相对于平衡位置的位移大小相等．(3)振子由P到O所用时间等于由O到P′所用时间，即tPO＝tOP′.(4)振子往复过程中通过同一段路程(如OP段)所用时间相等，即tOP＝tPO.四自由振动、受迫振动和共振的关系比较项目振动类型自由振动受迫振动共振受力情况系统内部的相互作用力周期性驱动力作用周期性驱动力作用振动周期或频率由系统本身性质决定，即固有周期或固有频率由驱动力的周期或频率决定，即或或振动能量振动物体的机械能不变由产生驱动力的物体提供振动物体获得的能量最大常见例子弹簧振子或单摆（）机器工作时底座发生的振动共振筛、

6、转速计等-13-五用单摆测定重力加速度1．实验原理：由单摆的周期公式T＝2π，可得出g＝l，测出单摆的摆长l和振动周期T，就可求出当地的重力加速度g.2．实验器材：单摆、游标卡尺、毫米刻度尺、停表．3．实验步骤(1)做单摆：取约1m长的细丝线穿过带中心孔的小钢球，并打一个比小孔大一些的结，然后把线的另一端用铁夹固定在铁架台上，让摆球自然下垂，如图所示．(2)测摆长：用毫米刻度尺量出摆线长L(精确到毫米)，用游标卡尺测出小球直径D，则单摆的摆长l＝L＋.(3)测周期：将单摆从平衡位置拉开一个角度(不超过5°)，然后释放小球，记下单摆摆动30

7、～50次的总时间，算出平均每摆动一次的时间，即为单摆的振动周期．(4)改变摆长，重做几次实验．(5)数据处理的两种方法：方法一：计算法．根据公式，g＝.将测得的几次周期T和摆长l代入公式g＝中算出重力加速度g的值，再算出g的平均值，即为当地的重力加速度的值．方法二：图象法．由单摆的周期公式可得l＝T2，因此以摆长l为纵轴，以T2为横轴作出的l－T2图象是一条过原点的直线，如图所示，求出图线的斜率k，即可求出g值．g＝4π2k，k＝＝.-13-4．注意事项(1)悬线顶端不能晃动，需用夹子夹住，保证悬点固定．(2)单摆必须在同一平面内振动，且

8、摆角不超过5°.(3)选择在摆球摆到平衡位置处时开始计时，并数准全振动的次数．(4)小球自然下垂时，用毫米刻度尺量出悬线长L，用游标卡尺测量小球的直径，然后算出摆球的半径r，则摆长l＝L＋r.