（优化方案）2016年高三物理大一轮复习 第十二章　机械振动与机械波+光　电磁波与相对论 第一节机械振动(实验 探究单摆的运动、用单摆测定重力加速度)

（优化方案）2016年高三物理大一轮复习 第十二章　机械振动与机械波+光　电磁波与相对论 第一节机械振动(实验 探究单摆的运动、用单摆测定重力加速度)内容摘要：

1、高中物理资源下载平台世昌的博客 考纲展示1简谐运动2简谐运动的公式和图象 3单摆、单摆的周期公式 4受迫振动和共振 5机械波 6横波和纵波 7横波的图象 8波速、波长和频率(周期)的关系 9波的干涉和衍射现象 10多普勒效应 11光的折射定律 12折射率 13全反射、光导纤维 14光的干涉、衍射和偏振现象 15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 16电磁波的产生、发射和接收 17电磁波谱 18狭义相对论的基本假设 19质速关系、质能关系 20相对论质能关系式 实验：探究单摆的运动、用单摆测定重力加速度实验：测定玻璃的折射率实验：用双缝干涉测量光的波长说明：简谐运动的公式只限 2、于回复力公式；图象只限于位移时间图象3相对折射率作要求4光的干涉限于双缝干涉、薄膜干涉 热点视角1本章考查的热点有简谐运动的特点及图象、波的图象以及波长、波速、频率的关系，光的折射和全反射，难度中等偏下，波动与振动的综合及光的折射与全反射的综合，有时会以计算题的形式考查2复习时应注意理解振动过程中回复力、位移、速度、加速度等各物理量的变化规律、高中物理资源下载平台世昌的博客 ，注意图象在空间和时间上的周期性，分析几何光学中的折射、全反射和临界角问题时，应注意与实际应用的联系，作出正确的光路图；电磁波和相对论部分，以考查基本概念及对规律的简单理解为主，不可忽视任何一个知识点3本部分内容在高考命题 3、中也以小型综合题的形式出现，即：(1)为多项选择题，(2)为计算题第一节机械振动(实验：探究单摆的运动、用单摆测定重力加速度)一、简谐运动1概念：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(xt 图象)是一条正弦曲线的振动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：时刻指向平衡位置(3)来源：振动物体所受的沿振动方向的合力4简谐运动的表达式(1)动力学表达式：F中“”表示回复力与位移的方向相反(2)运动学表达式：xt)，其中 A 代表振幅，2f 表示简谐运动的快慢，(t )代表简谐运动的相位， 叫做初相5描述简谐运动的物理量 4、定义 意义振幅 振动质点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频率 振动物体单位时间内完成全振动的次数描述振动的快慢，两者互为倒数：T1t 描述质点在各个时刻所处的不同状态1.(2015江西八校联考) 某质点做简谐运动，其位移随时间变化的关系式为x10 下列关于质点运动的说法中正确的是( )(4t)A质点做简谐运动的振幅为 5 点做简谐运动的周期为 4 t4 s 时质点的速度最大D在 t4 s 时质点的位移最大答案：摆1定义：在细线的一端拴一个小球，另一端固定在悬点上，如果细线的伸缩和质量都不计，球的直径比线的长度短得多，这样的装置叫做单摆高中物理资源 5、下载平台世昌的博客 视为简谐运动的条件： 5复力：FG 2 期公式：T2 摆的等时性：单摆的振动周期取决于摆长 l 和重力加速度 g，与振幅和振子(小球)质量都没有关系确的是()A单摆的回复力是摆线的拉力与摆球重力的合力B单摆的回复力是摆球重力沿运动轨迹切向的分力C单摆的周期与摆球质量、振幅无关，与摆长和当地的重力加速度有关D在山脚下走时准确的摆钟移到高山上走时将变慢答案：迫振动及共振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，它的周期(或频率) 等于驱动力周期(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，它的固有频率与驱动力的频率越接近，其振幅就越大，当二 6、者相等时，振幅达到最大，这就是共振现象共振曲线如图所示3.(2013高考江苏卷) 如图所示的装置，弹簧振子的固有频率是 4 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 1 把手转动的频率为( )A1 B3 D5 考点一简谐运动的五个特征 1动力学特征F“”表示回复力的方向与位移方向相反，k 是比例系数，不一定是弹簧的劲度系数2运动学特征高中物理资源下载平台世昌的博客 ，为变加速运动，远离平衡位置时 x、F 、a、E p 均增大，v、E k 均减小，靠近平衡位置时则相反3运动的周期性特征相隔 T 或 两个时刻振子处于同一位置且振动状态相同4对称性特征(1)相隔 或 T(n 为正 7、整数) 的两个时刻，振子位置关于平衡位置对称，位移、速2n 12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 ( P)时，速度的大小、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 t .(4)振子往复过程中通过同一段路程( 如 )所用时间相等，即 t 量特征振动的能量包括动能 势能 谐运动过程中，系统动能与势能相互转化，系统的机械能守恒(2015江西吉安白鹭洲中学月考) 一弹簧振子做简谐运动，周期为 T()A若 t 和(tt)时刻振子运动速度的大小相等、方向相同，则 t 一定是 的整数倍 8、t 和(tt)时刻振子运动位移的大小相等、方向相反，则 t 一定是 的整数倍 tT，则 t 和(tt)时刻振子运动的加速度一定相等D若 t ，则 t 和( t t)时刻弹簧的长度一定相等析用图象法来解决将更直观、方便设弹簧振子的振动图象如图所示A、B 两点的速度大小相等、方向相同，但 A、B 两点的时间间隔 t2(n1,2,3， )，A 错误；A、B 两点的位移大小相等、方向相反，但 t(n1,2,3，)，B 错误；因为 A、D 两点的时间间隔 tT ，A 、D 两点的位移大小和方向均相同，所以 A、D 两点的加速度一定相同，C 正确；A、C 两点的时间间隔 t ，A 点与 C 点位移大小相等 9、、方向相反，在 A 点 C 点弹簧是压缩的，所以在 A、C 两点弹簧的形变量大小相同，而弹簧的长度不相等，D 错误答案C规律总结 (1)由于简谐运动具有周期性、往复性、对称性，因此涉及简谐运动时，往往出现多解分析此类问题时，特别应注意，物体在某一位置时，位移是确定的，而速度不确定，时间也存在周期性关系(2)相隔(2 n1) 的两个时刻振子的位置关于平衡位置对称，位移、速度、加速度等大.(2015漳州模拟) 如图所示，弹簧下面挂一质量为 m 的物体，物体在竖直方向上做振幅为 A 的简谐运动，当物体振动到最高点时，弹簧正好为原长，弹簧在弹性限度内，则物体在振动过程中( )高中物理资源下载平台世昌的 10、博客 弹簧的最大弹性势能等于 2簧的弹性势能和物体动能总和不变C物体在最低点时的加速度大小应为 2体在最低点时的弹力大小应为 簧正好为原长，此时弹簧弹力等于零，物体的重力 回 当物体在最低点时，弹簧的弹性势能最大等于 2 对；在最低点，由 F 回 mg，C 错；由 F 弹 F 回 得 F 弹 2 错；由能量守恒知，弹簧的弹性势能和物体的动能、重力势能三者的总和不变，B 错考点二简谐运动的图象的应用某质点的振动图象如图所示，通过图象可以确定以下各量：1确定振动物体在任意时刻的位移2确定振动的振幅3确定振动的周期和频率振动图象上一个完整的正弦(余弦)图形在时间轴上拉开的“ 长度”表示周期4确定质点 11、在各时刻的振动方向5比较各时刻质点加速度的大小和方向(2015江苏启东中学高三质检) 一质点做简谐运动的图象如图所示，下列说法正确的是( )A质点振动频率是 4 10 s 内质点经过的路程是 20 4 s 末质点的速度是零D在 t1 s 和 t3 s 两时刻，质点位移大小相等、方向相同解析读图可知，该简谐运动的周期为 4 s，频率为 z，在 10 s 内质点经过的路程是 A20 s 末的速度最大在 t1 s 和 t3 s 两时刻，质点位移大小相等、方向相反答案B总结提升 (1)简谐运动的图象不是振动质点的轨迹，它表示的是振动物体的位移随时间变化的规律；(2)因回复力总是指向平衡位置，故回复力和 12、加速度在图象上总是指向 t 轴；(3)速度方向可以通过下一个时刻位移的变化来判定，下一个时刻位移如果增加，振动质点的速度方向就远离 t 轴，下一个时刻的位移如果减小，振动质点的速度方向就指向 .(2015北京海淀区适应性练习) 如图甲所示，水平的光滑杆上有一弹簧振高中物理资源下载平台世昌的博客 ，振子以 O 点为平衡位置，在 a、b 两点之间做简谐运动，其振动图象如图乙所示由振动图象可以得知()A振子的振动周期等于 t0 时刻，振子的位置在 a 点C在 tt 1 时刻，振子的速度为零D从 子正从 O 点向 b 点运动解析：选 速度相同，则这段时间间隔就等于弹簧振子的振动周期，从振动图象可以看出 13、振子的振动周期为 2项 A 错误；在 t0 时刻，振子的位移为零，所以振子应该在平衡位置 O，选项 B 错误；在 tt 1时刻，振子在平衡位置 O，该时刻振子速度最大，选项 C 错误；从 以振子正从 O 点向 b 点运动，选项 D 正确考点三受迫振动和共振 1自由振动、受迫振动和共振的关系比较自由振动 受迫振动 共振受力情况 仅受回 复力 受驱动力作用 受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 固有频率 TT 驱 或 ff 驱T 驱 T 0或 f 驱 f 0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(5) 机械工作时底座发生的振 动 共振筛、声音的共鸣 )共振曲线：如图所示，横坐标为驱动力频率 f，纵坐标为振幅。