2019年高考物理一轮复习 第十四章 机械振动与机械波 光 电磁波与相对论 第1讲 机械振动学案

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1、第1讲　机械振动[高考命题解读]分析年份高考(全国卷)四年命题情况对照分析1.考查方式从近几年高考题来看，对于选修3－4内容的考查，形式比较固定，一般第(1)问为选择题，5个选项．从考查内容来看，机械振动和机械波、光学和电磁波的相关基础知识和基本方法都曾经命题．第(2)问命题主要以几何光学命题为主．2．命题趋势从近几年高考命题来看，命题形式和内容比较固定，应该延续，但是题目的情景可能向着贴进生活的方向发展.题号命题点2013年Ⅰ卷34题第(1)问选择题，质点的振动和波动的关系第(2)问计算题，折射定律、全反射和光的直线传播Ⅱ卷34题第(1)问填空题，简谐运动的相关知识第(2)问计算题，光经

2、过三棱镜的折射问题2014年Ⅰ卷34题第(1)问选择题，波动和振动图象的结合、波速公式的应用第(2)问计算题，光经过半圆柱形玻璃砖的全反射问题Ⅱ卷34题第(1)问选择题，波动和振动图象的结合、波速公式的应用第(2)问计算题，光经过平板玻璃的折射现象以及折射率的求解2015年Ⅰ卷34题第(1)问填空题，光的双缝干涉实验第(2)问计算题，波的传播的周期性问题Ⅱ卷34题第(1)问选择题，光的折射、全反射、双缝干涉的综合问题第(2)问计算题，波的传播，波长、频率与波速的关系2016年Ⅰ卷34题第(1)问选择题，波速公式的应用和对波的性质的理解第(2)问计算题，光的折射和全反射，应用几何关系求解光学

3、相关物理量Ⅱ卷34题第(1)问选择题，电磁波的基本特点第(2)问计算题，质点的振动和波动问题，波速公式的应用和振动位移函数式的书写Ⅲ卷34题第(1)问选择题，波的传播和质点的振动之间的关系第(2)问计算题，光的折射现象和光路图问题1．简谐运动(1)定义：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．(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，可以是某一个力，也可以是几个力的合力或某个力的分力．[深度思考]　简谐运动的平衡位置就是质点所受合力为零的位置吗？答案　不是，是

4、回复力为零的位置．2．简谐运动的两种模型模型弹簧振子单摆示意图简谐运动条件①弹簧质量要忽略②无摩擦等阻力③在弹簧弹性限度内①摆线为不可伸缩的轻细线②无空气等阻力③最大摆角小于5°回复力弹簧的弹力提供摆球重力沿与摆线垂直方向(即切向)的分力平衡位置弹簧处于原长处最低点周期与振幅无关T＝2π能量转化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[深度思考]　做简谐运动的质点，速度增大时，其加速度如何变化？答案　一定减小．3．简谐运动的公式和图象(1)简谐运动的表达式①动力学表达式：F＝－kx，其中“－”表示回复力与位移的方向相反．②运动学表达式：x＝Asin(ωt＋φ

5、)，其中A代表振幅，ω＝2πf表示简谐运动的快慢，ωt＋φ代表简谐运动的相位，φ叫做初相．(2)简谐运动的图象①从平衡位置开始计时，函数表达式为x＝Asinωt，图象如图1甲所示．②从最大位移处开始计时，函数表达式为x＝Acosωt，图象如图乙所示．图14．受迫振动和共振(1)受迫振动系统在驱动力作用下的振动．做受迫振动的物体，它做受迫振动的周期(或频率)等于驱动力的周期(或频率)，而与物体的固有周期(或频率)无关．(2)共振做受迫振动的物体，它的驱动力的频率与固有频率越接近，其振幅就越大，当二者相等时，振幅达到最大，这就是共振现象．共振曲线如图2所示．图21.如图3所示的装置，弹簧振子的

6、固有频率是4Hz.现匀速转动把手，给弹簧振子以周期性的驱动力，测得弹簧振子振动达到稳定时的频率为1Hz，则把手转动的频率为(　　)图3A．1HzB．3HzC．4HzD．5Hz答案　A解析　受迫振动的频率等于驱动力的频率，把手转动的频率为1Hz，选项A正确．2．有一弹簧振子，振幅为0.8cm，周期为0.5s，初始时具有负方向的最大加速度，则它的振动方程是(　　)A．x＝8×10－3sinmB．x＝8×10－3sinmC．x＝8×10－1sinmD．x＝8×10－1sinm答案　A解析　振幅A＝0.8cm＝8×10－3m，ω＝＝4πrad/s.由题知初始时(即t＝0时)振子在正向最大位移处，即

7、sinφ0＝1，得φ0＝，故振子做简谐运动的方程为：x＝8×10－3sinm，选项A正确．3．(人教版选修3－4P5第3题)如图4所示，在t＝0到t＝4s的范围内回答以下问题．图4(1)质点相对平衡位置的位移的方向在哪些时间内跟它的瞬时速度的方向相同？在哪些时间内跟瞬时速度的方向相反？(2)质点在第2s末的位移是多少？(3)质点在前2s内走过的路程是多少？答案　(1)在0～1s,2～3s内位移方向跟它的瞬时速度方向相同；