选修3－4 机械振动和机械波光和电磁波相对论
考点要求重温
考点1 简谐运动(Ⅰ)
考点2 简谐运动的公式和图象(Ⅱ)
考点3 单摆、周期公式(Ⅰ)
考点4 受迫振动和共振(Ⅰ)
考点5 机械波(Ⅰ)
考点6 横波和纵波(Ⅰ)
考点7 横波的图象(Ⅱ)
考点8 波速、波长和频率(周期)的关系(Ⅱ)
考点9 波的干涉和衍射现象(Ⅰ)
考点10 多普勒效应(Ⅰ)
考点11 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(Ⅰ) 考点12 电磁波的产生、发射和接收(Ⅰ)
考点13 电磁波谱(Ⅰ)
考点14 光的折射定律(Ⅱ)
考点15 折射率(Ⅰ)
考点16 全反射、光导纤维(Ⅰ)
考点17 光的干涉、衍射和偏振现象(Ⅰ)
考点18 狭义相对论的基本假设(Ⅰ)
考点19 质速关系，质能关系(Ⅰ)
考点20 相对论质能关系式(Ⅰ)
要点方法回顾
1.简谐运动的周期性对我们研究问题会带来什么影响？简谐运动的对称性有哪些？
答案(1)简谐运动的周期性，会使研究的问题具有多解的可能性.
(2)简谐运动的对称性
如图，物体在AB间做简谐运动，O点为平衡位置，C、D两点关于O点对称，
则有
①时间的对称：t
OB ＝t
BO
＝t
OA
＝t
AO
＝
T
4
t OD ＝t
DO
＝t
OC
＝t
CO
t DB ＝t
BD
＝t
AC
＝t
CA
②速度的对称：连续两次经过同一点(如D点)的速度大小相等、方向相反；物体经过关于O点对称的两点如(C、D两点)的速度大小相等，方向可能相同，也可能相反.
2.从振动图象和波动图象能够分别得到哪些信息？
答案(1)振动图象
①振动周期
②振幅
③各时刻质点的位移
④各时刻质点的速度及加速度的方向
(2)波动图象
①波长、振幅
②任意质点在此时刻的位移
③任意质点在此时刻加速度的方向
④传播方向、振动方向的互判
3.分析光的全反射、临界角问题的一般思路是什么？
答案在运用全反射原理求解有关实际问题时，首先要注意确定临界角，判断是否满足全反射的条件，然后画出光路图，结合有关知识列式求解.即一般思路为：
(1)画出恰好发生全反射的光路.
(2)利用几何知识分析边、角关系，找出临界角.
(3)以刚好发生全反射的光线为比较对象来判断光线是否发生全反射，从而画出其他光线的光路图.
4.我们在用光的干涉现象测定光的波长的实验中，是采用什么方法得到相干光源的？
答案相干光源的获取方法—“一分为二”法
高三物理必修三下册《机械波》知识点讲解高三物理必修三下册《机械波》知识点讲解 机械振动在介质中的传播称为机械波（mechanicalwave）。机械波与电磁波既有相似之处又有不同之处，机械波由机械振动产生，电磁波由电磁振荡产生；机械波的传播需要特定的介质，在不同介质中的传播速度也不同，在真空中根本不能传播，而电磁波（例如光波）可以在真空中传播；机械波可以是横波和纵波，但电磁波只能是横波；机械波与电磁波的许多物理性质，如：折射、反射等是一致的，描述它们的物理量也是相同的。常见的机械波有：水波、声波、地震波。 机械振动产生机械波，机械波的传递一定要有介质，有机械振动但不一定有机械波产生。 形成条件 波源 波源也称振源，指能够维持振动的传播，不间断的输入能量，并能发出波的物体或物体所在的初始位置。波源即是机械波形成的必要条件，也是电磁波形成的必要条件。 波源可以认为是第一个开始振动的质点，波源开始振动后，介质中的其他质点就以波源的频率做受迫振动，波源的频率等于波的频率。 介质 广义的介质可以是包含一种物质的另一种物质。在机械波中，介质特指机械波借以传播的物质。仅有波源而没有介质时，机械波不会产生，例如，真空中的闹钟无法发出声音。机械波在介质中的传播速率是由介质本身的固有性质决定的。在不同介质中，波速是不同的。
传播方式与特点 机械波在传播过程中，每一个质点都只做上下（左右）的简谐振动，即，质点本身并不随着机械波的传播而前进，也就是说，机械波的一质点运动是沿一水平直线进行的。例如：人的声带不会随着声波的传播而离开口腔。简谐振动做等幅震动，理想状态下可看作做能量守恒的运动.阻尼振动为能量逐渐损失的运动. 为了说明机械波在传播时质点运动的特点，现已绳波（右下图）为例进行介绍，其他形式的机械波同理[1]。 绳波是一种简单的横波，在日常生活中，我们拿起一根绳子的一端进行一次抖动，就可以看见一个波形在绳子上传播，如果连续不断地进行周期性上下抖动，就形成了绳波[1]。 把绳分成许多小部分，每一小部分都看成一个质点，相邻两个质点间，有弹力的相互作用。第一个质点在外力作用下振动后，就会带动第二个质点振动，只是质点二的振动比前者落后。这样，前一个质点的振动带动后一个质点的振动，依次带动下去，振动也就发生区域向远处的传播，从而形成了绳波。如果在绳子上任取一点系上红布条，我们还可以发现，红布条只是在上下振动，并没有随波前进[1]。 由此，我们可以发现，介质中的每个质点，在波传播时，都只做简谐振动（可以是上下，也可以是左右），机械波可以看成是一种运动形式的传播，质点本身不会沿着波的传播方向移动。 对质点运动方向的判定有很多方法，比如对比前一个质点的运动；还可以用上坡下，下坡上进行判定，即沿着波的传播方向，向上远离平衡位置的质点向下运动，向下远离平衡位置的质点向上运动。 机械波传播的本质
自然界存在着各种形式的能，各种形式的能之间又可以相互转化，而且在转化的过程中能的总量保持不变。这是自然科学中最重要的定律之一。各种形式的能在相互转化的过程中可以用功来度量。这一章研究的是能量中最简单的一种──机械能，以及与它相伴的机械功，能的转化和守恒，是贯穿全部物理学的基本规律之一。解决力学问题，从能量的观点入手进行分析，往往是很方便的。因此，学习这一章要特别注意养成运用能量观点分析和研究问题的习惯。 这一章研究的主要内容有：功和功率、动能和动能定理、势能及机械能守恒定律。 一、什么是功和功率 1、功（W ） 如图所示，物体受到力的作用，并且在力的方向上发生了一段位移，我们说力对物体做了功。有力、有力的方向上的位移是功的两个不可缺少的因素。 我们可以把力F 沿位移S 的方向和垂直于位移的方向 分解为F '、F "。其中分力F '做功，而分力F "并未做功， 而'=F F ·cos θ，所以力F 对物体所做的功可表示 为。 同学们也可以试一下，把位移S 分解为沿力F 方向的分位移S '和垂直于力F 方向的分位移S "。显然物体在力F 的作用下，沿力的方向的位移为S '，同样可得力F 对物体做的功， 得出功的公式： W FS =cos θ 该式既是功的量度式（也叫计算式），也是功的决定式。当θ0，为正功（或说外力对物做了功）；当θ=?90，cos θ=0，式中的W 为零（或说力不做功）；当θ>?90，cos θ为负值，式中的W <0，为负功（我们说力对物体做负功，或说物体克服外力做了功）。当θ=?180，cos θ=-1，或中的W 也为负功（我们仍说力对物体做负功。或说物体克服外力做了功）；当F 是合力（ f ∑）时，则W 是合力功（W ∑） ；如W 是各力做功的代数和，我们说W 的总功。 几点说明： （1）力（F ）能改变物体的运动状态，产生加速度，但只有使物体移动一段位移（?s ），力的效应才能体现出来，如引起速度的变化。可以说功是力在空间上的积累效应。 （2）功是属于力的，说“功”必须说是哪个力的功。如：重力的功、拉力的功、阻力的功、弹力的功等。若是合力所做的功，就要说明是合力的功。 （3） 公式中F 、S 都是矢量，而它们的积W 是标量，它的正与负仅由力与位移的夹角决定；它的正与负仅表示是对力物体做功还是物体克服该力做功。
高中物理知识点清单 第一章 运动的描述 第一节 描述运动的基本概念 一、质点、参考系 1．质点：用来代替物体的有质量的点．它是一种理想化模型． 2．参考系：为了研究物体的运动而选定用来作为参考的物体．参考系可以任意选取．通常以地面或相对于地面不动的物体为参考系来研究物体的运动． 二、位移和速度 1．位移和路程 (1)位移：描述物体位置的变化，用从初位置指向末位置的有向线段表示，是矢量． (2)路程是物体运动路径的长度，是标量． 2．速度 (1)平均速度：在变速运动中，物体在某段时间内的位移与发生这段位移所用时间的比值，即v ＝x t ，是矢量． (2)瞬时速度：运动物体在某一时刻(或某一位置)的速度，是矢量． 3．速率和平均速率 (1)速率：瞬时速度的大小，是标量． (2)平均速率：路程与时间的比值，不一定等于平均速度的大小． 三、加速度 1．定义式：a ＝Δv Δt ；单位是m/s 2 . 2．物理意义：描述速度变化的快慢． 3．方向：与速度变化的方向相同． 考点一 对质点模型的理解 1．质点是一种理想化的物理模型，实际并不存在． 2．物体能否被看做质点是由所研究问题的性质决定的，并非依据物体自身大小来判断． 3．物体可被看做质点主要有三种情况： (1)多数情况下，平动的物体可看做质点． (2)当问题所涉及的空间位移远大于物体本身的大小时，可以看做质点． (3)有转动但转动可以忽略时，可把物体看做质点． 考点二 平均速度和瞬时速度 1．平均速度与瞬时速度的区别 平均速度与位移和时间有关，表示物体在某段位移或某段时间内的平均快慢程度；瞬时速度与位置或时刻有关，表示物体在某一位置或某一时刻的快慢程度． 2．平均速度与瞬时速度的联系 (1)瞬时速度是运动时间Δt →0时的平均速度． (2)对于匀速直线运动，瞬时速度与平均速度相等． 考点三 速度、速度变化量和加速度的关系
《机械波》典型题 1．(多选)某同学漂浮在海面上，虽然水面波正平稳地以1.8 m/s 的速率向着海滩传播，但他并不向海滩靠近．该同学发现从第1个波峰到第10个波峰通过身下的时间间隔为15 s ．下列说法正确的是( ) A ．水面波是一种机械波 B ．该水面波的频率为6 Hz C ．该水面波的波长为3 m D ．水面波没有将该同学推向岸边，是因为波传播时能量不会传递出去 E ．水面波没有将该同学推向岸边，是因为波传播时振动的质点并不随波迁移 2．(多选)一振动周期为T 、振幅为A 、位于x ＝0点的波源从平衡位置沿y 轴正向开始做简谐运动．该波源产生的一维简谐横波沿x 轴正向传播，波速为v ，传播过程中无能量损失．一段时间后，该振动传播至某质点P ，关于质点P 振动的说法正确的是( ) A ．振幅一定为A B ．周期一定为T C ．速度的最大值一定为v D ．开始振动的方向沿y 轴向上或向下取决于它离波源的距离 E ．若P 点与波源距离s ＝v T ，则质点P 的位移与波源的相同 3．(多选)一列简谐横波从左向右以v ＝2 m/s 的速度传播，某时刻的波形图如图所示，下列说法正确的是( ) A ．A 质点再经过一个周期将传播到D 点 B ．B 点正在向上运动 C ．B 点再经过18T 回到平衡位置
D．该波的周期T＝0.05 s E．C点再经过3 4T将到达波峰的位置 4．(多选)图甲为一列简谐横波在t＝2 s时的波形图，图乙为媒质中平衡位置在x＝1.5 m处的质点的振动图象，P是平衡位置为x＝2 m的质点，下列说法中正确的是( ) A．波速为0.5 m/s B．波的传播方向向右 C．0～2 s时间内，P运动的路程为8 cm D．0～2 s时间内，P向y轴正方向运动 E．当t＝7 s时，P恰好回到平衡位置 5．(多选)一列简谐横波沿x轴正方向传播，在x＝12 m处的质点的振动图线如图甲所示，在x＝18 m处的质点的振动图线如图乙所示，下列说法正确的是( ) A．该波的周期为12 s B．x＝12 m处的质点在平衡位置向上振动时，x＝18 m处的质点在波峰 C．在0～4 s内x＝12 m处和x＝18 m处的质点通过的路程均为6 cm D．该波的波长可能为8 m E．该波的传播速度可能为2 m/s 6．(多选)从O点发出的甲、乙两列简谐横波沿x轴正方向传播，某时刻两列波分别形成的波形如图所示，P点在甲波最大位移处，Q点在乙波最大位移处，
一、单个物体的机械能守恒 判断一个物体的机械能是否守恒有两种方法：（1）物体在运动过程中只有重力做功，物体的机械能守恒。 （2）物体在运动过程中不受媒质阻力和摩擦阻力，物体的机械能守恒。 所涉及到的题型有四类：（1）阻力不计的抛体类。（2）固定的光滑斜面类。（3）固定的光滑圆弧类。（4）悬点固定的摆动类。 （1）阻力不计的抛体类 包括竖直上抛；竖直下抛；斜上抛；斜下抛；平抛，只要物体在运动过程中所受的空气阻力不计。那么物体在运动过程中就只受重力作用，也只有重力做功，通过重力做功，实现重力势能与机械能之间的等量转换，因此物体的机械能守恒。 例：在高为h 的空中以初速度v 0抛也一物体，不计空气阻力，求物体落地时的速度大小？ 分析：物体在运动过程中只受重力，也只有重力做功，因此物体的机械能守恒，选水平地面为零势面，则物体抛出时和着地时的机械能相等 2202 121t mv mv mgh =+ 得：gh v v t 220+= （2）固定的光滑斜面类 在固定光滑斜面上运动的物体，同时受到重力和支持力的作用，由于支持力和物体运动 的方向始终垂直，对运动物体不做功，因此，只有重力做功，物体的机械能守恒。 例，以初速度v 0 冲上倾角为θ光滑斜面，求物体在斜面上运动的距离是多少？ 分析：物体在运动过程中受到重力和支持力的作用，但只有重力做功，因此物体的机械能守恒，选水平地面为零势面，则物体开始上滑时和到达最高时的机械能相等 θsin 2120?==mgs mgh mv 得：θsin 220g v s = （3）固定的光滑圆弧类 在固定的光滑圆弧上运动的物体，只受到重力和支持力的作用，由于支持力始终沿圆弧的法线方向而和物体运动的速度方向垂直，对运动物体不做功，故只有重力做功，物体的机械能守恒。 例：固定的光滑圆弧竖直放置，半径为R ，一体积不计的金属球在圆弧的最低点至少具有多大的速度才能作一个完整的圆周运动？ 分析：物体在运动过程中受到重力和圆弧的压力，但只有重力做功，因此物体的机械能守恒，选物体运动的最低点为重力势能的零势面，则物体在最低和最高点时的机械能相等 2202 1221t mv R mg mv += 要想使物体做一个完整的圆周运动，物体到达最高点时必须具有的最小速度为： Rg v t = 所以 gR v 50= （4）悬点固定的摆动类 和固定的光滑圆弧类一样，小球在绕固定的悬点摆动时，受到重力和拉力的作用。由于悬线的拉力自始至终都沿法线方向，和物体运动的速度方向垂直而对运动物体不做功。因此只有重力做功，物体的机械能守恒。 例：如图，小球的质量为m ，悬线的长为L ，把小球拉开使悬线和竖直方向的夹角为θ，然后从静止释放，求小球运动到最低点小球对悬线的拉力 分析：物体在运动过程中受到重力和悬线拉力的作用，悬线的拉力对物体不做功，所以只有重力做功，因此物体的机械能守恒，选物体运动的最低点为重力势能的零势面，则物体开始运动时和到达最低点时的机械能相等 221)cos 1(t mv mgL =-θ 得：)cos 1(22θ-=gL v t 由向心力的公式知：L mv mg T t 2=-可
高考物理基础知识总结 一、质点的运动（1）------直线运动 1）匀变速直线运动 1.平均速度s v= t （定义式） 2.有用推论2022t v -v =as 3.中间时刻速度 02t t/2v +v v =v= 4.末速度v t =v o +at 5.中间位置速度s/2v 6.位移02122t/s=vt=v t+at =v t 7.加速度0t v -v a=t 以v o 为正方向，a 与v o 同向(加速)a >0；反向则a <0 8.实验用推论Δs=aT 2 Δs 为相邻连续相等时间(T )内位移之差 9.主要物理量及单位:初速(v o ):m/s 加速度(a ):m/s 2 末速度(v t ):m/s 时间(t ):秒(s) 位移(s ):米（m ） 路程:米 速度单位换算：1m/s=3.6Km/h 注：(1)平均速度是矢量； (2)物体速度大,加速度不一定大； (3) 0t v -v a=t 只是量度式，不是决定式； (4)其它相关内容：质点/位移和路程/s--t 图/v--t 图/速度与速率/。 2) 自由落体 1.初速度v o =0 2.末速度v t =gt 3.下落高度12 2h=gt （从v o 位置向下计算） 4.推论v t 2=2gh 注:(1)自由落体运动是初速度为零的匀加速直线运动，遵循匀变速度直线运动规律； (2)a=g =9.8≈10m/s 2 重力加速度在赤道附近较小,在高山处比平地小，方向竖直向下。 3) 竖直上抛 1.位移012 2s=v t-gt 2.末速度v t = v o - gt （g =9.8≈10m/s 2 ） 3.有用推论v t 2 -v o 2=-2gS 4.上升最大高度H m =v o 2/2g (抛出点算起） 5.往返时间02v t=g （从抛出落回原位置的时间）
2019高考物理复习知识点：机械波 机械振动在介质中的传播称为机械波(mechanical wave)。机械波与电磁波既有相似之处又有不同之处，机械波由机械振动产生，电磁波由电磁振荡产生;机械波的传播需要特定的介质，在不同介质中的传播速度也不同，在真空中根本不能传播，而电磁波(例如光波)可以在真空中传播;机械波可以是横波和纵波，但电磁波只能是横波;机械波与电磁波的许多物理性质，如：折射、反射等是一致的，描述它们的物理量也是相同的。常见的机械波有：水波、声波、地震波。 机械振动产生机械波，机械波的传递一定要有介质,有机械振动但不一定有机械波产生。 形成条件 波源 波源也称振源，指能够维持振动的传播，不间断的输入能量，并能发出波的物体或物体所在的初始位置。波源即是机械波形成的必要条件，也是电磁波形成的必要条件。 波源可以认为是第一个开始振动的质点，波源开始振动后，介质中的其他质点就以波源的频率做受迫振动，波源的频率等于波的频率。 介质 广义的介质可以是包含一种物质的另一种物质。在机械波中，介质特指机械波借以传播的物质。仅有波源而没有介质时，机械波不会产生，例如，真空中的闹钟无法发出声音。机械波在介质中的传播速
率是由介质本身的固有性质决定的。在不同介质中，波速是不同的。 下表给出了0℃时，声波在不同介质的传播速度，数据取自《普通高中课程标准实验教科书-物理(选修3-4)》(2019年)[1]。单位 v/m·s^-1 传播方式与特点 质点的运动 机械波在传播过程中，每一个质点都只做上下(左右)的简谐振动，即，质点本身并不随着机械波的传播而前进，也就是说，机械波的一质点运动是沿一水平直线进行的。例如：人的声带不会随着声波的传播而离开口腔。简谐振动做等幅震动,理想状态下可看作做能量守恒的运动.阻尼振动为能量逐渐损失的运动. 为了说明机械波在传播时质点运动的特点，现已绳波(右下图)为例进行介绍，其他形式的机械波同理[1]。 绳波是一种简单的横波，在日常生活中，我们拿起一根绳子的一端进行一次抖动，就可以看见一个波形在绳子上传播，如果连续不断地进行周期性上下抖动，就形成了绳波[1]。 把绳分成许多小部分，每一小部分都看成一个质点，相邻两个质点间，有弹力的相互作用。第一个质点在外力作用下振动后，就会带动第二个质点振动，只是质点二的振动比前者落后。这样，前一个质点的振动带动后一个质点的振动，依次带动下去，振动也就发生区域向远处的传播，从而形成了绳波。如果在绳子上任取一点系上红布条，我们还可以发现，红布条只是在上下振动，并没有随波前进[1]。
高考机械能物理知识总结 高考机械能物理知识总结 动量与能量的综合问题，是高中力学最重要的综合问题，也是难度较大的问题。分析这类问题时，应首先建立清晰的物理图景，抽象出物理模型，选择物理规律，建立方程进行求解。这一部分的主要模型是碰撞。而碰撞过程，一般都遵从动量守恒定律，但机械能不一定守恒，对弹性碰撞就守恒，非弹性碰撞就不守恒，总的能量是守恒的，对于碰撞过程的能量要分析物体间的转移和转换。从而建立碰撞过程的能量关系方程。根据动量守恒定律和能量关系分别建立方程，两者联立进行求解，是这一部分常用的解决物理问题的方法。以下是为大家精心准备的高考机械能物理知识总结，欢迎参考阅读！ 1.动能： 物体由于运动而具有的能量叫做动能。表达式：Ek=mv2/2 （1）动能是描述物体运动状态的物理量。 （2）动能和动量的区别和联系 ①动能是标量，动量是矢量，动量改变，动能不一定改变；动能改变，动量一定改变。 ②两者的物理意义不同：动能和功相联系，动能的变化用功来量度；动量和冲量相联系，动量的变化用冲量来量度。③两者之间的大小关系为EK=P2/2m 2.★★★★动能定理： 外力对物体所做的总功等于物体动能的变化。 （1）动能定理的表达式是在物体受恒力作用且做直线运动的情况下得出的。但它也适用于变力及物体作曲线运动的情况。（2）功和
动能都是标量，不能利用矢量法则分解，故动能定理无分量式。 （3）应用动能定理只考虑初、末状态，没有守恒条件的限制，也不受力的性质和物理过程的变化的影响。所以，凡涉及力和位移，而不涉及力的作用时间的动力学问题，都可以用动能定理分析和解答，而且一般都比用牛顿运动定律和机械能守恒定律简捷。 （4）当物体的运动是由几个物理过程所组成，又不需要研究过程的中间状态时，可以把这几个物理过程看作一个整体进行研究，从而避开每个运动过程的具体细节，具有过程简明、方法巧妙、运算量小等优点。 3.功 （1）功的定义：力和作用在力的方向上通过的位移的乘积。是描述力对空间积累效应的物理量，是过程量。 定义式：W=Fscos，其中F是力，s是力的作用点位移（对地），是力与位移间的夹角。 （2）功的大小的计算方法： ①恒力的功可根据W=FScos进行计算，本公式只适用于恒力做功。②根据W=Pt，计算一段时间内平均做功。③利用动能定理计算力的功，特别是变力所做的功。④根据功是能量转化的量度反过来可求功。 （3）摩擦力、空气阻力做功的计算：功的大小等于力和路程的乘积。 发生相对运动的两物体的这一对相互摩擦力做的总功：W=fd（d 是两物体间的相对路程），且W=Q（摩擦生热） 4.功率
机械波 一、选择题(本题共10个小题，每小题7分，共70分，每小题只有一个选项正确，请将正确选项前的字母填在题后的括号内) 1．如图所示为简谐横波在某一时刻的波形图，已知此时质点A 正向上运动，如图中箭头所示，由此可断定此横波( ) A ．向右传播，且此时质点 B 正向上运动 B ．向右传播，且此时质点 C 正向下运动 C ．向左传播，且此时质点 D 正向上运动 D ．向左传播，且此时质点 E 正向下运动 解析：由质点A 向上运动可以确定波向左传播，则质点B 、C 正向下运动，质点D 、E 正向上运动，故C 正确． 答案：C 2．如图所示为一列简谐横波的图象，波速为0.2 m/s ，以下结论正确的是( ) A ．振源振动的频率为0.4 Hz B ．若质点a 比质点b 先回到平衡位置，则波沿x 轴正方向传播 C ．图示时刻质点a 、b 、c 所受回复力大小之比为2∶1∶3 D ．经过0.5 s 质点a 、b 、c 通过的路程为75 cm 解析：由图可知，波长为8 cm ，周期为T ＝λv ＝0.080.2 s ＝0.4 s ，振动频率为2.5 Hz ，A 错．若 质点a 比质点b 先回到平衡位置，则质点a 向下振动，波沿x 轴负方向传播，B 错．回 复力的大小与位移成正比，C 对，经过0.5 s 即114 T ，只有c 点通过的路程为75 cm ，D 错． 答案：C 3. 振源A 带动细绳上各点上下做简谐运动，t ＝0时刻绳上形成的波形如图所示．规定绳上质
点向上运动的方向为x轴的正方向，则P点的振动图象是( ) 解析：选B.本题考查波动与振动相结合的问题．由t＝0时刻绳上形成的波形可知该波刚传到P点时处于平衡位置，由“上下坡”法可知，P处上坡，所以起振方向向下，B正确． 4．一简谐机械波沿x轴正方向传播，周期为T，波长为λ.若在x＝0处质点的振动图象如右图所示，则该波在t＝T/2时刻的波形曲线为下图中的( ) 解析：从振动图象上可以看出x＝0处的质点在t＝T/2时刻处于平衡位置，且正在向下 振动，四个选项中只有A图符合要求，故A项正确． 答案：A 5．介质中有一列简谐机械波传播，对于其中某个振动质点( ) A．它的振动速度等于波的传播速度 B．它的振动方向一定垂直于波的传播方向 C．它在一个周期内走过的路程等于一个波长 D．它的振动频率等于波源的振动频率 解析：由振动和波的关系可知：质点的振动速度是质点运动的速度，而波的传播速度是 指“振动”这种运动形式的传播速度，故A错；波可分为横波和纵波，在纵波中，质点 的振动方向与波的传播在一条直线上，故B错；在一个周期内波传播的距离等于波长， 而质点运动的路程等于4个振幅，故C错；介质中所有质点的振动都是由波源的振动引 起的，它们的振动频率与波源的振动频率都相同，故D正确． 答案：D
高中物理机械能守恒定律知识点总结（一） 一、功 1．公式和单位：，其中是F和l的夹角．功的单位是焦耳，符号是J. 2．功是标量，但有正负．由，可以看出： (1)当0°≤<90°时，0<≤1，则力对物体做正功，即外界给物体输送能量，力是动力； (2)当＝90°时，＝0，W＝0，则力对物体不做功，即外界和物体间无能量交换． (3)当90°<≤180°时，－1≤<0，则力对物体做负功，即物体向外界输送能量，力是阻力．3、判断一个力是否做功的几种方法 (1)根据力和位移的方向的夹角判断，此法常用于恒力功的判断，由于恒力功W＝Flcosα，当α＝90°，即力和作用点位移方向垂直时，力做的功为零． (2)根据力和瞬时速度方向的夹角判断，此法常用于判断质点做曲线运动时变力的功．当力的方向和瞬时速度方向垂直时，作用点在力的方向上位移是零，力做的功为零． (3)根据质点或系统能量是否变化，彼此是否有能量的转移或转化进行判断．若有能量的变化，或系统内各质点间彼此有能量的转移或转化，则必定有力做功． 4、各种力做功的特点 (1)重力做功的特点：只跟初末位置的高度差有关，而跟运动的路径无关． (2)弹力做功的特点：对接触面间的弹力，由于弹力的方向与运动方向垂直，弹力对物体不做功；对弹簧的弹力做的功，高中阶段没有给出相关的公式，对它的求解要借助其他途径如动能定理、机械能守恒、功能关系等． (3)摩擦力做功的特点：摩擦力做功跟物体运动的路径有关，它可以做负功，也可以做正功，做正功时起动力作用．如用传送带把货物由低处运送到高处，摩擦力就充当动力．摩擦力
的大小不变、方向变化(摩擦力的方向始终和速度方向相反)时，摩擦力做功可以用摩擦力乘以路程来计算，即W＝F·l. (1)W总＝F合lcosα，α是F合与位移l的夹角； (2)W总＝W1＋W2＋W3＋?为各个分力功的代数和； (3)根据动能定理由物体动能变化量求解：W总＝ΔEk. 5、变力做功的求解方法 (1)用动能定理或功能关系求解． (2)将变力的功转化为恒力的功． ①当力的大小不变，而方向始终与运动方向相同或相反时，这类力的功等于力和路程的乘积，如滑动摩擦力、空气阻力做功等； ②当力的方向不变，大小随位移做线性变化时，可先求出力对位移的平均值＝2F1＋F2，再由W＝lcosα计算，如弹簧弹力做功； ③作出变力F随位移变化的图象，图线与横轴所夹的?°面积?±即为变力所做的功； ④当变力的功率P一定时，可用W＝Pt求功，如机车牵引力做的功． 二、功率 1．计算式 (1)P＝tW，P为时间t内的平均功率． (2)P＝Fvcosα 5．额定功率：机械正常工作时输出的最大功率．一般在机械的铭牌上标明． 6．实际功率：机械实际工作时输出的功率．要小于等于额定功率． 方恒定功率启动恒定加速度启动
荆门市高考物理机械波试题经典 一、机械波 选择题 1．某一列沿x 轴传播的简谱横波，在4 T t = 时刻的波形图如图所示，P 、Q 为介质中的两质点，质点P 正在向动能增大的方向运动。下列说法正确的是（ ） A ．波沿x 轴正方向传播 B ．4 T t =时刻，Q 比P 的速度大 C ．34T t = 时刻，Q 到达平衡位置 D ．34 T t = 时刻，P 向y 轴正方向运动 2．甲、乙两列横波在同一介质中分别从波源M 、N 两点沿x 轴相向传播，波速为2m/s ，振幅相同；某时刻的图像如图所示。则 。 A ．甲、乙两波的起振方向相同 B ．甲、乙两波的频率之比为3:2 C ．甲、乙两波在相遇区域会发生干涉 D ．再经过3s ，平衡位置在x =6m 处的质点处于平衡位置 E.再经过3s ，平衡位置在x =7m 处的质点加速度方向向上 3．一列简谐横波沿直线传播，该直线上的a 、b 两点相距4.42m 。图中实、虚两条曲线分别表示平衡位置在a 、b 两点处质点的振动曲线。从图示可知（ ） A ．此列波的频率一定是10Hz B ．此列波的波长一定是0.1m C ．此列波的传播速度可能是34m /s D ．a 点一定比b 点距波源近 4．一列沿x 轴传播的简谐横波，某时刻的波形如图所示，从此时刻开始计时，1 1.5x =m
的质点Q 比23x =m 的质点P 早回到平衡位置0.3s ，下列说法正确的（ ） A ．这列简谐横波沿x 轴正方向传播 B ．P 质点简谐运动的频率为2Hz C ．简谐横波波速为5m/s D ．再过0.8s ，x =4.0m 处的质点向前移动到x =8.0m 处 E.再过0.6s ，x =6.5m 处的质点正在远离平衡位置 5．沿x 轴方向的一条细绳上有O 、A 、B 、C 、D 、E 、F 、G 八个点， 1m OA AB BC CD DE EF FG =======，质点O 在垂直于x 轴方向上做简谐运动,沿x 轴方向传播形成横波。0t =时刻，O 点开始向上运动,经0.2s t =，O 点第一次到达 上方最大位移处，这时A 点刚好开始运动。那么在 2.5s t =时刻，以下说法中正确的是（ ） A ． B 点位于x 轴下方 B ．A 点与E 点的位移相同 C ． D 点的速度最大 D ．C 点正向上运动 E.这列波的波速为5m/s 6．位于x =0m 、x =18m 的波源P 、Q 在同一介质中分别产生两列横波甲、乙，传播方向相反，某时刻两列波的波形图如图所示，此时x =1m 处的质点振动了5s 时间。以下说法正确的是（ ） A ．甲波的波速为0.8m/s B ．两列波叠加后不会产生干涉现象 C ．x =8m 处的质点起始振动方向沿y 轴正方向 D ．波源P 比波源Q 迟振动了2s 7．一列横波沿x 轴传播，图中实线表示t=0时刻的波形，虚线表示从该时刻起经0.005s 后的波形______．
第十六章 机械波和电磁波 一 选择题 1. 当一平面简谐波通过两种不同的均匀介质时，不会改变的物理量是：（ ） A. 波长和频率 B. 波速和频率 C. 波长和波速 D. 频率和周期 解： 答案选D 2. 已知一平面简谐波方程为y = A cos ( a t -b x )，( a , b 为正值)，则： （ ） A. 波的频率为a B. 波的传播速度为b / a C. 波长为π/ b D. 波的周期为2π/ a 解： 答案选D 3. 如图所示，一平面简谐波沿x 轴正向传播，坐标原点O 的振动规律为y = A cos (ωt + ?0 )，则B 点的振动方程为：（ ） A. y = A cos [ωt - ( x / u ) + ?0 ] B. y = A cos ω[ t + ( x / u ) ] C. y = A cos {ω[ t - ( x / u ) ] +?0} D. y = A cos {ω[ t + ( x / u ) ] +?0} 解：任意点B 处的振动方程就是沿x 轴正向传播的波动方程y = A cos {ω[ t - ( x / u ) ] +?0}。 所以答案选C 。 4. 一列沿x 轴正向传播的平面简谐波，周期为0.5s ，波长为2m 。则在原点处质点的振动相位传到x =4m 处所需要的时间为（ ） A .0.5s B. 1s C. 2 D. 4s 解 因为波传播的距离4m 是波长2m 的2倍，因此传播这段距离所需的时间为2个周期，即为2s 。 也可以按下面的方法计算。波速45 .02 == =T u λ m/s ，则原点处质点的振动相位传到x =4m 处所需要的时间为 14 4 ==?= ?u x t s 。 故B 正确。 5. 两相干波源S 1和S 2，相距为 2 3 λ，其初相位相同，且振幅均为1.0×10-2m ，则在波源S 1和S 2连线的中垂线上任意一点，两列波叠加后的振幅为 ( ) 选择题3图
高中物理总复习基础知识要点 第一部分力学 一、力和物体的平衡： 1．力 ⑴力是物体对物体的作用：①成对出现，力不能离开物体而独立存在；②力能改变物体的运动状态（产生加速度）和引起形变；③力是矢量，力的大小、方向、作用点是力的三要素。 ⑵力的分类：①按力的性质分类。②按力的效果分类（可以几个力的合力）。 ⑶力的图示：①由作用点开始画，②沿力的方向画直线。③选定标度，并按大小结合标度分段。④在末端画箭头并标出力的符号。 2．重力 ⑴产生：①由于地球吸引而产生（但不等于万有引力）。②方向竖直向下。③作用点在重心。 ⑵大小：①G=mg，在地球上不同地点g不同。②重力的大小可用弹簧秤测出。 ⑶重心：①质量分布均匀的有规则形状物体的重心，在它的几何中心。②质量分布不均匀或不规则形状物体的重心，除与物体的形状有关外，还与质量的分布有关。③重心可用悬挂法测定。④物体的重心不一定在物体上。 3．弹力 ⑴产生：①物体直接接触且产生弹性形变时产生。②压力或支持力的方向垂直于支持面而指向被压或被支持的物体；③绳的拉力方向沿着绳而指向绳收缩的方向。 有接触的物体间不一定有弹力，弹力是否存在可用假设法判断，即假设弹力存在，通过分析物体的合力和运动状态判断。 ⑵胡克定律：在弹性限度内，F=KX，X－是弹簧的伸长量或缩短量。 4．摩擦力 ⑴静摩擦力：①物接触、相互挤压（即存在弹力）、有相对运动趋势且相对静止时产生。 ②方向与接触面相切，且与相对运动趋势方向相反。③除最大静摩擦力外，静摩擦力没有一定的计算式，只能根据物体的运动状态按力的平衡或F=ma方法求。 判断它的方向可采用“假设法”，即如无静摩擦力时物体发生怎样的相对运动。 ⑵滑动摩擦力：①物接触、相互挤压且在粗糙面上有相对运动时产生。②方向与接触面相切且与相对运动方向相反（不一定与物的运动方向相反）②大小f=μF N。（F N不一定等于重力）。 滑动摩擦力阻碍物体间的相对运动，但不一定阻碍物体的运动。 摩擦力既可能起动力作用，也可能起阻力作用。 5．力的合成与分解 ⑴合成与分解：①合力与分力的效果相同，可以根据需要互相替代。①力的合成和分解遵循平行四边形法则，平行四边形法则对任何矢量的合成都适用，力的合成与分解也可用正交分解法。③两固定力只能合成一个合力，一个力可分解成无数对分力，但力的分解要根据实际情况决定。 ⑵合力与分力关系：①两分力与合力F1+F2≥F≥F1－F2，但合力不一定大于某一分
专题十六机械振动与机械波 考纲解读 分析解读在新课标省区的高考中,对该部分知识点的考查不会面面俱到,以中等难度的题目为主。对简谐运动的考查相对较少,主要考查振动图像和波动图像以及波的传播规律等,考查的题型在不同省、市略有差别,但大多以非选择题的形式出现。 本专题综合运用运动学、动力学和能的转化等方面的知识,讨论机械振动和机械波的特点和规律,以及它们之间的联系和区别。熟练掌握振动的周期、能量、波速、波长与频率的关系及机械波的干涉、衍射等知识对后面电磁振荡及电磁波的干涉、衍射等内容的复习具有较大的帮助。
命题探究 解法一图像法 由题意可知此波t=0时的图像如图所示 (1)A点第一次回到平衡位置时t=,即T=4s; A点比O点晚到平衡位置Δt=s。即Δt=T,故O、A平衡位置间的距离x=λ 即5cm=λ,λ=30cm,v==7.5cm/s (2)设质点O的位移随时间变化的关系式为y=Acos 代入数据4=Acosφ0 0=Acos 联立解得φ0=,A=8cm 故质点O的位移随时间变化的关系式为 y=0.08cos(国际单位制) 或y=0.08sin(国际单位制) 解法二解析法 (ⅰ)设振动周期为T。由于质点A在0到1s内由最大位移处第一次回到平衡位置,经历的是个周期,由此可
知 T=4s① 由于质点O与A的距离5cm小于半个波长,且波沿x轴正向传播,O在t=s时回到平衡位置,而A在t=1s时回到平衡位置,时间相差s。两质点平衡位置的距离除以传播时间,可得波的速度 v=7.5cm/s② 利用波长、波速和周期的关系得,简谐波的波长 λ=30cm③ (ⅱ)设质点O的位移随时间变化的关系为 y=Acos④ 将①式及题给条件代入上式得 ⑤ 解得 φ0=,A=8cm⑥ 质点O的位移随时间变化的关系式为 y=0.08cos(国际单位制)⑦ 或y=0.08sin(国际单位制)
第 1 页 共 14 页 2021年高考物理二轮重点专题整合突破 专题（17）机械振动与机械波 光 电磁波（解析版） 高考题型1 机械振动与机械波 1．必须理清的知识联系 2．巧解波的图象与振动图象综合问题的基本方法 3．波的叠加问题 (1)两个振动情况相同的波源形成的波，在空间某点振动加强的条件为Δx ＝nλ(n ＝0,1,2，…)，振动减弱的条件为Δx ＝(2n ＋1)λ 2(n ＝0,1,2，…)．两个振动情况相反的波源形成的波，在空间某点振动加强的条件为Δx ＝ (2n ＋1)λ 2(n ＝0,1,2，…)，振动减弱的条件为Δx ＝nλ(n ＝0,1,2，…)． (2)振动加强点的位移随时间而改变，振幅为两波振幅的和A 1＋A 2. 4．波的多解问题 由于波的周期性、波传播方向的双向性，波的传播易出现多解问题．
第 2 页 共 14 页 【例1】 (2020·全国卷Ⅲ·34(1))如图1，一列简谐横波平行于x 轴传播，图中的实线和虚线分别为t ＝0和t ＝0.1 s 时的波形图．已知平衡位置在x ＝6 m 处的质点，在0到0.1 s 时间内运动方向不变．这列简谐波的周期为________ s ，波速为________ m/s ，传播方向沿x 轴________(填“正方向”或“负方向”)． 图1 【答案】0.4 10 负方向 【解析】根据x ＝6 m 处的质点在0到0.1 s 时间内运动方向不变，可知波沿x 轴负方向传播，且T 4＝0.1 s ， 得T ＝0.4 s ，由题图知波长λ＝4 m ，则波速v ＝λ T ＝10 m/s. 【例2】(多选)(2019·全国卷Ⅲ·34)一简谐横波沿x 轴正方向传播，在t ＝T 2时刻，该波的波形图如图2(a)所示， P 、Q 是介质中的两个质点．图(b)表示介质中某质点的振动图象．下列说法正确的是( ) 图2 A ．质点Q 的振动图象与图(b)相同 B ．在t ＝0时刻，质点P 的速率比质点Q 的大 C ．在t ＝0时刻，质点P 的加速度的大小比质点Q 的大 D ．平衡位置在坐标原点的质点的振动图象如图(b)所示 E ．在t ＝0时刻，质点P 与其平衡位置的距离比质点Q 的大 【答案】CDE 【解析】t ＝T 2时刻，题图(b)表示介质中的某质点从平衡位置向下振动，而题图(a)中质点Q 在t ＝T 2 时刻从平
2021届全国新高考物理复习备考 物理基础知识 第一章 运动的描述 第一节 描述运动的基本概念 一、质点、参考系 1．质点：用来代替物体的有质量的点．它是一种理想化模型． 2．参考系：为了研究物体的运动而选定用来作为参考的物体．参考系可以任意选取．通常以地面或相对于地面不动的物体为参考系来研究物体的运动． 二、位移和速度 1．位移和路程 (1)位移：描述物体位置的变化，用从初位置指向末位置的有向线段表示，是矢量． (2)路程是物体运动路径的长度，是标量． 2．速度 (1)平均速度：在变速运动中，物体在某段时间内的位移与发生这段位移所用时间的比值，即v ＝x t ，是矢量． (2)瞬时速度：运动物体在某一时刻(或某一位置)的速度，是矢量． 3．速率和平均速率 (1)速率：瞬时速度的大小，是标量． (2)平均速率：路程与时间的比值，不一定等于平均速度的大小． 三、加速度 1．定义式：a ＝Δv Δt ；单位是m/s 2.
2．物理意义：描述速度变化的快慢． 3．方向：与速度变化的方向相同． 考点一对质点模型的理解 1．质点是一种理想化的物理模型，实际并不存在． 2．物体能否被看做质点是由所研究问题的性质决定的，并非依据物体自身大小来判断． 3．物体可被看做质点主要有三种情况： (1)多数情况下，平动的物体可看做质点． (2)当问题所涉及的空间位移远大于物体本身的大小时，可以看做质点． (3)有转动但转动可以忽略时，可把物体看做质点． 考点二平均速度和瞬时速度 1．平均速度与瞬时速度的区别 平均速度与位移和时间有关，表示物体在某段位移或某段时间内的平均快慢程度；瞬时速度与位置或时刻有关，表示物体在某一位置或某一时刻的快慢程度． 2．平均速度与瞬时速度的联系 (1)瞬时速度是运动时间Δt→0时的平均速度． (2)对于匀速直线运动，瞬时速度与平均速度相等． 考点三速度、速度变化量和加速度的关系 1．速度、速度变化量和加速度的比较
【松柏教育内部资料】 机械能守恒定律专题 ●功，功率； ●重力势能； ●弹性势能； ●动能，动能定理； ●机械能守恒定律； ●能量守恒定律； 例题一：关于功率以下说法中正确的是( ) A ．据t W P =可知，机器做功越多，其功率就越大。 B ．据 P=Fv 可知，汽车牵引力一定与速度成反比。 C ．据 t W P = 可知，只要知道时间t 内机器所做的功，就可以求得这段时间内任一时刻机器做功的功率。 D ．根据 P=Fv 可知，发动机功率一定时，交通工具的牵引力与运动速度成反比。 例题二：一质量为m 的木块静止在光滑的水平面上，从t=0开始，将一个大小为F 的水平恒 力作用在该木块上，在t=t 1时刻F 的功率（ ） A ．m t F 212 B ．m t F 2212 C ．m t F 12 D ．m t F 2 12 例题三：将质量为0.5kg 的物体从10m 高处以6m/s 的速度水平抛出，抛出后0.8s 时刻重力 的瞬时功率是（ ） A ．50W B ．40W C ．30W D ．20W 例题四：一辆汽车的额定功率为P ，汽车以很小的初速度开上坡度很小的坡路时，如果汽车 上坡时的功率保持不变，关于汽车的运动情况的下列说法中正确的是 ( ) A ．汽车可能做匀速运动 B ．汽车可能做匀加速运动 C ．在一段时间内汽车的速度可能越来越大 D ．汽车做变加速运动 例题五：有一个水平恒力F 先后两次作用在同一个物体上，使物体由静止开始沿着力的方向 发生相同的位移s ，第一次是在光滑的平面上运动；第二次是在粗糙的平面上运 动．比较这两次力F 所做的功1W 和2W 以及力F 做功的平均功率1P 和2P 的大小 ( ) A ．21W W =，21P P > B ．21W W =，21P P = C ．21W W >，21P P >
机械波与电磁波的区别与应用 机械波与电磁波是波的两种主要形式，它们共有波的基本特性：比如说能发生反射、折射、干涉、衍射，都能够传播能量与信息，波速、波长、频率之间具有同样的关系。它们又有各自不同的地方：电磁波是一种纵波，有偏振现象，机械波的形式可以是纵波也可以是横波、电磁波的传播不需要介质，机械波必须在介质中传播。由于两者性质的不同，他们在现实生活中也有着不同的应用。 远距离的测量可以用到机械波和电磁波。在海上航行的船只在测量海底深度时会用到一个叫声纳的装置，它的工作原理是发出一束能量很强的超声波，超声波在到达海底后发生反射，测量超声波发射到反射回船只的时间就能得到海底的深度。当测量地球到月球的距离时，就必须用到电磁波。将上述工作原理中的超声波改为电磁波就能合理地测量地球到月球之间的距离。超声波的穿透能力很强，在水中传播时损耗很小，所以能够较好地测量海底的深度，但是超声波不能在真空中传播，所以在测量地月距离时必须要用到电磁波。 机械波的另一个主要应用表现在对地震波的测量和分析。 地震波是由地震震源发出的在地球介质中传播的弹性波。地震发生时，震源释放出巨大的能量。震源区的介质在这股能量的驱动下发生剧烈的振动和破裂，这种振动构成一个波源。由于地球介质的连续性，这种波动就向地球内部及其表层各处传播出去，形成了连续介质中的弹性波。地震震源施放出的能量沿振动波传播到地表，给地面的建筑物造成强烈的破坏。 地震波主要分为两种，一种是实体波，一种是表面波。表面波只在地表传递，实体波能穿越地球内部。实体波在在地球内部传递，又分成P 波和S 波两种。 P 波为一种纵波，粒子振动方向和波前进方平行，在所有地震波中，前进速度最快，也最早抵达。P 波能在固体、液体或气体中传递。 S 波前进速度仅次于P 波，粒子振动方向垂直于波的前进方向，是一种横波。S 波只能在固体中传递，无法穿过液态外地核。 表面波又称L 波，是由纵波与横波在地表相遇后激发产生的混合波。表面波有低频率、高震幅和低频散的特性，只能沿地表传播，是造成建筑物强烈破坏的主要因素。 根据对波动方程20tt xx u v u -=的分析可以得到：地震波的传播速度由下式决定。 v = 该式中E 为介质的弹性模量，ρ为介质的密度。