2018版高考物理总复习第11章机械振动机械波光电磁波教师用书

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1、第11章机械振动机械波光电磁波[考纲要求]知识内容考试要求备考方略必考加试简谐运动b新高考中，对本部分知识的考查出现在选考题中。考题主要是选择题，主要考查简谐运动的图象、波动图象以及波的传播规律等；另外对光学知识的考查主要以折射定律、全反射等为主，对电磁波的考查主要集中在电磁场理论，电磁振荡、电磁波的发射与接收等。最可能选修3－4知识整合到一个选择题中出现概率较大。简谐运动的描述c简谐运动的回复力和能量b单摆c外力作用下的振动b波的形成和传播b波的图象b波长、频率和波速c波的衍射和干涉b多普勒效应b惠更斯原理b光的反射与折射c全反射b光的干涉c光的衍射b光的偏振b光的

2、颜色、色散b激光a电磁波的发现a电磁振荡c电磁波的发射和接收b电磁波与信息化社会a电磁波谱a第1课时　机械振动考点一　简谐运动　简谐运动的回复力和能量(－/b)[基础过关]1．简谐运动(1)定义：如果质点的位移与时间的关系遵从正弦函数的规律，即它的振动图象(x－t图象)是一条正弦曲线，这样的振动叫做简谐运动。(2)特点：简谐运动是最简单、最基本的振动。弹簧振子的运动就是简谐振动。(3)简谐运动的图象：是一条正弦曲线，表示做简谐运动的质点位移随时间变化的规律。(4)图象的应用：医院里的心电图、地震仪中绘制地震曲线的装置。2．简谐运动的回复力和能量(1)回复力项目内容定义

3、振动质点受到的总能使其回到平衡位置的力方向指向平衡位置表达式F＝－kx(2)简谐运动的动力学特征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。(3)振动系统(弹簧振子)的状态与能量的对应关系弹簧振子运动的过程就是动能和势能互相转化的过程。①在最大位移处，势能最大，动能为零。②在平衡位置处，动能最大，势能最小。(4)简谐运动的能量特点在简谐运动中，振动系统的机械能守恒，而在实际运动中都有一定的能量损耗，因此简谐运动是一种理想化的模型。【过关演练】1．一弹簧振子作简谐运动，下列说法正确的是(　　)A．若位移为负值，则速度一

4、定为正值，加速度也一定为正值B．振子速度方向改变时，其位移方向也发生改变C．振子每次通过平衡位置时，加速度相同，速度也一定相同D．振子的加速度变大，其速度一定减小解析　当位移为负值时，如果振子是远离平衡位置，则速度为负，如果振子是向平衡位置运动，则速度为正，A错误；振子速度方向改变时，其位移方向不一定发生改变，B错误；振子每次通过平衡位置时加速度都为零，如果振子是通过平衡位置向负方向运动则速度方向也是负方向，如果振子通过平衡位置向正方向运动，则振子的速度方向是向正方向的，故C错误；因为回复力总是指向平衡位置的，离平衡位置越远，回复力越大，当加速度变大即回复力变大，所以

5、振子是远离平衡位置的，故其速度一定减小，D正确。答案　D2．对简谐运动的回复力公式F＝－kx的理解，正确的是(　　)A．k只表示弹簧的劲度系数B．式中的负号表示回复力总是负值C．位移x是相对平衡位置的位移D．回复力只随位移变化，不随时间变化解析　位移x是相对平衡位置的位移；F＝－kx中的负号表示回复力总是与振动物体的位移方向相反。答案　C[要点突破]要点　简谐运动的特征1．受力特征：简谐运动的回复力满足F＝－kx，位移x与回复力的方向相反。由牛顿第二定律知，加速度a与位移的大小成正比，方向相反。2．运动特征：当v、a同向(即v、F同向，也就是v、x反向)时，v一定增大

6、；当v、a反向(即v、F反向，也就是v、x同向)时，v一定减小。当物体靠近平衡位置时，a、F、x都减小，v增大；当物体远离平衡位置时，a、F、x都增大，v减小。3．能量特征：对弹簧振子和单摆来说，振幅越大，能量越大，在振动过程中，动能和势能相互转化，机械能守恒。4．周期性特征：物体做简谐运动时，其位移、回复力、加速度、速度等矢量都随时间做周期性的变化，它们的周期就是简谐运动的周期T。物体的动能和势能也随时间做周期性的变化，其周期为。5．对称性特征：(1)速率的对称性：物体在关于平衡位置对称的两位置具有相等的速率。(2)时间的对称性：物体通过关于平衡位置对称的两段位移的

7、时间相等。在振动过程中，物体通过任意两点A、B的时间与逆向通过这两点的时间相等。(3)加速度的对称性：物体在关于平衡位置对称的两位置具有等大、反向的加速度。【例1】一个质点做简谐运动，它的振动图象如图所示，则(　　)A．图中的曲线部分是质点的运动轨迹B．有向线段OA是质点在t1时间内的位移C．有向线段OA在x轴的投影是质点在t1时间内的位移D．有向线段OA的斜率是质点在t1时刻的瞬时速率解析　图中的曲线是质点位移与时间的对应关系，不是运动轨迹，A错；质点在t1时间内的位移，应是曲线在t1时刻的纵坐标，故B错，C对；质点在t1时刻的瞬时速率应是曲线在t