2020版高考物理第十四章第79课时机械振动(双基落实课)讲义

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1、波与相对论考纲要求考情分析简谐运动Ⅰ全反射、光导纤维Ⅰ1.命题规律从近几年的高考试题来看,对该部分内容主要考查简谐运动的图像、波的图像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、全反射等知识为主。2.考查热点预计在明年高考中,对该部分内容仍将以图像为重点考查振动和波动问题,并以光的折射和全反射为要点考查光学知识。简谐运动的公式和图像Ⅱ光的干涉、衍射和偏振现象Ⅰ单摆、单摆的周期公式Ⅰ电磁波的产生Ⅰ受迫振动和共振Ⅰ电磁波的发射、传播和接收Ⅰ机械波、横波和纵波Ⅰ电磁波谱Ⅰ横波的图像Ⅱ狭义相对论的基本假设Ⅰ波速、波

2、长和频率(周期)的关系Ⅰ质能关系Ⅰ波的干涉和衍射现象Ⅰ实验十四:探究单摆的运动、用单摆测定重力加速度多普勒效应Ⅰ光的折射定律Ⅱ实验十五:测定玻璃的折射率折射率Ⅰ实验十六:用双缝干涉测光的波长第79课时 机械振动(双基落实课)点点通(一) 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,即它的振动图像(xt图像)是一条正弦曲线,这样的振动叫做简谐运动。2.平衡位置:物体在振动过程中回复力为零的位置。3.回复力(1)定义:使物体返回到平衡位置的力。(2)方向:总是指向平衡位置。(3)来源:属于效果力,可以由

3、某一个力提供,也可以由几个力的合力或某个力的分力提供。4.描述简谐运动的物理量定 义意 义位移由平衡位置指向质点所在位置的有向线段描述质点振动中某时刻的位置相对于平衡位置的位移振幅振动物体离开平衡位置的最大距离描述振动的强弱和能量周期振动物体完成一次全振动所需时间描述振动的快慢,两者互为倒数:T=频率振动物体单位时间内完成全振动的次数相位ωt+φ描述周期性运动在各个时刻所处的不同状态[小题练通]1.(鲁科教材原题)做简谐运动的质点通过平衡位置时,具有最大值的物理量是(  )A.加速度        B

4、.速度C.位移D.回复力解析:选B 做简谐运动的质点通过平衡位置时,位移、回复力、加速度都为零,速度为最大值,故B正确。2.(沪科教材原题)一弹簧振子做简谐运动,周期为T。下列判断中正确的是(  )A.若t时刻和(t+Δt)时刻振子位移的大小相等、方向相同,则Δt一定等于T的整数倍B.若t时刻和(t+Δt)时刻振子速度的大小相等、方向相反,则Δt一定等于的整数倍C.若Δt=T,则在t时刻和(t+Δt)时刻振子的加速度一定相等D.若Δt=,则在t时刻和(t+Δt)时刻弹簧长度一定相等解析:选C 位移大小相等、方向相同,Δ

5、t不一定是T的整数倍,A错误;速度大小相等、方向相反,Δt不一定是的整数倍,B错误;若Δt=T,则在t时刻和(t+Δt)时刻振子的加速度一定相等,C正确;若Δt=,在t时刻和(t+Δt)时刻弹簧长度不一定相等,D错误。3.两个简谐运动的表达式分别为:xA=10sincm,xB=8sin(4πt+π)cm,下列说法正确的是(  )A.振动A的相位超前振动BπB.振动A的相位滞后振动BπC.振动A的相位滞后振动BπD.两个振动没有位移相等的时刻解析:选B 由两个简谐运动的表达式可知,振动A的相位滞后振动Bπ,B正确,A、C

6、错误;由简谐运动的特点易知,两个振动有位移相等的时刻,D错误。4.(多选)(2019·鞍山模拟)一弹簧振子做简谐运动,O为平衡位置,当它经过点O时开始计时,经过0.3s,第一次到达点M,再经过0.2s第二次到达点M,则弹簧振子的周期不可能为(  )A.0.53s     B.1.4s     C.1.6sD.2sE.3s解析:选BDE 由题知,弹簧振子的运动可分两种情况讨论,第1种情况如图甲所示,设O为平衡位置,OB(OC)代表振幅,弹簧振子从点O到点C所需时间为,因为简谐运动具有对称性,所以弹簧振子从点M到点C和从点

7、C到点M所用时间相等,故=0.3s+=0.4s,解得T=1.6s;第2种情况如图乙所示,若弹簧振子一开始从平衡位置向点B运动,设点M′与点M关于点O对称,则弹簧振子从点M′经过点B到点M′所用的时间与弹簧振子从点M经过点C到点M所需时间相等,即0.2s,弹簧振子从点O到点M′、从点M′到点O及从点O到点M所需时间相等,为=s,故周期为T=0.5s+s≈0.53s,所以周期不可能为选项B、D、E。5.(多选)如图所示,在光滑杆下面铺一张可沿垂直杆方向匀速移动的白纸,一带有铅笔的弹簧振子在B、C两点间做机械振动,可以在白纸

8、上留下痕迹。已知弹簧的劲度系数为k=10N/m,振子的质量为0.5kg,白纸移动的速度为2m/s,弹簧弹性势能的表达式Ep=ky2(y为弹簧的形变量),不计一切摩擦。在一次弹簧振子实验中得到如图所示的图线,则下列说法中正确的是(  )A.该弹簧振子的振幅为1mB.该弹簧振子的周期为1sC.该弹簧振子的最大加速度为10m/s2D.该

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