3-4.1 机械振动

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1、内容要求说明简谐运动简谐运动的公式和图象单摆、周期公式受迫振动和共振机械波横波和纵波横波的图象波速、波长和频率(周期)的关系波的干涉和衍射现象多普勒效应ⅠⅡⅠⅠⅠⅠⅡⅡⅠⅠ光的折射定律折射率全反射、光导纤维光的干涉、衍射和偏振现象变化的磁场产生电场、变化的电场产生磁场、电磁波及其传播电磁波的产生、发射和接收电磁波谱ⅡⅠⅠⅠⅠⅠⅠ狭义相对论的基本假设质速关系、质能关系相对论质能关系式ⅠⅠⅠ实验：(1)探究单摆的运动、用单摆测定重力加速度实验：(2)测定玻璃的折射率实验：(3)用双缝干涉测量光的波长选修3-4(选考)本部分作为选考内容各高考试题均有出现。考查点主要是：(一)机械振动和机械波部

2、分1.简谐运动的描述，振幅、周期、频率、相位及表达式x=Asin(ωt+φ)的考查。2.简谐运动的位移、回复力、速度、加速度、能量的变化规律。3.弹簧振子和单摆模型，单摆周期公式。4.实验：利用单摆测定当地的重力加速度。5.振动图象和波动图象的理解和应用。6.波长、频率和波速的关系式v=λf在波的传播问题中的分析和应用。7.波的干涉、衍射现象的分析和应用。(二)光部分1.光的折射现象及折射率的应用。2.光的全反射现象及临界角的应用。3.棱镜及光导纤维问题。4.光的干涉、衍射现象及条件。5.实验：测定玻璃的折射率。6.实验：用双缝干涉测量光的波长。由于本部分知识属于选考内容，分值不高，相应

3、的试题难度较小，将以中等或中等偏下难度题目的考查为主，但综合度稍大，对理解能力、推理能力、空间想象能力要求较高，故在复习时，要深刻理解概念的内涵和外延，把握基本规律，对于振动和波的传播“空间周期性、时间周期性”及“两类图象”要充分重视；对光的折射、全反射，注重结合实际解决问题，并注意数学几何知识结合的分析能力培养；对电磁波部分，把握“波动”共性，更要加以区别；对相对论部分主要是了解相对论的一些基本观点，理解质速关系、质能关系。如图3.4-1-4所示，弹簧振子以O为平衡位置，在CB间做简谐运动，振动过程中振子位移、回复力、速度、加速度、动能、弹性势能的变化如下表所示。要点一简谐运动中各物理

4、量的变化规律图3.4-1-4BB→OOO→CCC→OOO→B位移大小、方向A+↓+0↑-A-↓-0↑+回复力大小、方向kA-↓-0↑+kA+↓+0↑-速度大小、方向0↑-vmax-↓-0↑+vmax+↓+加速度大小、方向-↓-0↑++↓+0↑-动能0↑↓0↑↓势能↓0↑↓0↑说明：符号↑、↓分别表示增大、减小，设向右为正方向。学案1机械振动2.时间周期性经过t=nT(n为正整数)，质点回到出发点，所有的运动描述量完全相同。经过(n为正整数)，质点所处位置必定与原来的位置关于平衡位置对称，所有的运动描述量大小相等，如果为矢量，则方向相反。要点二简谐运动的往复性、周期性和对称性＊体验应用＊1

5、.做简谐运动的质点，先后经过同一位置时下列物理量不同的是()A.位移B.加速度C.势能D.速度D1.空间周期性在同一位置时，振子的位移相等，回复力、加速度、动能和势能也相等；速度大小相等，方向可能相同，也可能相反。在关于平衡位置的对称点，位移、回复力和加速度等大反向；速度大小相等，方向可能相同或相反；动能与势能的大小均相等。2.一质点沿直线运动，先后以相同的速度依次通过图3.4-1-5中的A、B两点，历时2s。质点通过B点后再经过2s第二次通过B点，已知A、B之间的距离为8cm，则B点的位移xB=_____cm，振动周期T=______s。图3.4-1-548＊体验应用＊2.受迫振动的振

6、幅A与驱动力的频率f的关系——共振曲线(如图3.4-1-6所示)，f固表示振动物体的固有频率，当f=f固时振幅最大。要点三自由振动、受迫振动和共振1.自由振动、受迫振动和共振的关系比较振动类型项目自由振动受迫振动共振受力情况仅受回复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T=T驱或f=f驱T驱=T固或f驱=f固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(θ<10°)机械工作时底座发生的振动共振筛、转速计等图3.4-1-63.在接近收费口的道路上安装了若干条突起于

7、路面且与行驶方向垂直的减速带，减速带间距为10m，当车辆经过减速带时会产生振动。若某汽车的固有频率为1.25Hz，则当该车以______m/s的速度行驶在此减速区时颠簸得最厉害，我们把这种现象称为______。共振12.5＊体验应用＊【例1】光滑的水平面上叠放有质量分别为m和m/2的两木块，下方木块和一劲度系数为k的弹簧相连，弹簧的另一端固定在墙上，如图3.4-1-7所示。已知两木块之间的最大静摩擦力为f，为使这两个木块组成的系统像