-高中物理振动
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高中物理振动和波公式总结高中物理振动和波公式1.简谐振动F=-kx {F:回复力,k:比例系数,x:位移,负号表示F的方向与x始终反向}2.单摆周期T=2π(l/g)1/2 {l:摆长(m),g:当地重力加速度值,成立条件:摆角θ<100;l>>r}3.受迫振动频率特点:f=f驱动力4.发生共振条件:f驱动力=f固,A=max,共振的防止和应用5.机械波、横波、纵波:波就是振动的传播,通过介质传播。
在同种均匀介质中,振动的传播是匀速直线运动,这种运动,用波速V表征。
对于匀速直线运动,波速V不变(大小不变,方向不变),所以波速V是一个不变的量。
介质分子并没有随着波的传播而迁移,介质分子的永不停息的无规则的运动,是热运动,其平均速度为零。
6.波速v=s/t=λf=λ/T{波传播过程中,一个周期向前传播一个波长;波速大小由介质本身所决定}7.声波的波速(在空气中)0℃332m/s;20℃:344m/s;30℃:349m/s;(声波是纵波)8.波发生明显衍射(波绕过障碍物或孔继续传播)条件:障碍物或孔的尺寸比波长小,或者相差不大9.波的干涉条件:两列波频率相同(相差恒定、振幅相页 1 第近、振动方向相同)10.多普勒效应:由于波源与观测者间的相互运动,导致波源发射频率与接收频率不同{相互接近,接收频率增大,反之,减小}高中物理振动和波知识点1.简谐运动(1)定义:物体在跟偏离平衡位置的位移大小成正比,并且总是指向平衡位置的回复力的作用下的振动,叫做简谐运动.(2)简谐运动的特征:回复力F=-kx,加速度a=-kx/m,方向与位移方向相反,总指向平衡位置.简谐运动是一种变加速运动,在平衡位置时,速度最大,加速度为零;在最大位移处,速度为零,加速度最大.(3)描述简谐运动的物理量①位移x:由平衡位置指向振动质点所在位置的有向线段,是矢量,其最大值等于振幅.②振幅A:振动物体离开平衡位置的最大距离,是标量,表示振动的强弱.③周期T和频率f:表示振动快慢的物理量,二者互为倒数关系,即T=1/f.(4)简谐运动的图像①意义:表示振动物体位移随时间变化的规律,注意振页2 第动图像不是质点的运动轨迹.②特点:简谐运动的图像是正弦(或余弦)曲线.③应用:可直观地读取振幅A、周期T以及各时刻的位移x,判定回复力、加速度方向,判定某段时间内位移、回复力、加速度、速度、动能、势能的变化情况.2.弹簧振子:周期和频率只取决于弹簧的劲度系数和振子的质量,与其放置的环境和放置的方式无任何关系.如某一弹簧振子做简谐运动时的周期为T,不管把它放在地球上、月球上还是卫星中;是水平放置、倾斜放置还是竖直放置;振幅是大还是小,它的周期就都是T.3.单摆:摆线的质量不计且不可伸长,摆球的直径比摆线的长度小得多,摆球可视为质点.单摆是一种理想化模型.(1)单摆的振动可看作简谐运动的条件是:最大摆角α<5°.(2)单摆的回复力是重力沿圆弧切线方向并且指向平衡位置的分力.(3)作简谐运动的单摆的周期公式为:①在振幅很小的条件下,单摆的振动周期跟振幅无关.②单摆的振动周期跟摆球的质量无关,只与摆长L和当地的重力加速度g有关.③摆长L是指悬点到摆球重心间的距离,在某些变形单摆中,摆长L应理解为等效摆长,重力加速度应理解为等效页3 第重力加速度(一般情况下,等效重力加速度g'等于摆球静止在平衡位置时摆线的张力与摆球质量的比值).4.受迫振动(1)受迫振动:振动系统在周期性驱动力作用下的振动叫受迫振动.(2)受迫振动的特点:受迫振动稳定时,系统振动的频率等于驱动力的频率,跟系统的固有频率无关.(3)共振:当驱动力的频率等于振动系统的固有频率时,振动物体的振幅最大,这种现象叫做共振.共振的条件:驱动力的频率等于振动系统的固有频率. .5.机械波:机械振动在介质中的传播形成机械波.(1)机械波产生的条件:①波源;②介质(2)机械波的分类①横波:质点振动方向与波的传播方向垂直的波叫横波.横波有凸部(波峰)和凹部(波谷).②纵波:质点振动方向与波的传播方向在同一直线上的波叫纵波.纵波有密部和疏部.[注意]气体、液体、固体都能传播纵波,但气体、液体不能传播横波.(3)机械波的特点①机械波传播的是振动形式和能量.质点只在各自的平衡位置附近振动,并不随波迁移.页 4 第②介质中各质点的振动周期和频率都与波源的振动周期和频率相同.③离波源近的质点带动离波源远的质点依次振动.6.波长、波速和频率及其关系(1)波长:两个相邻的且在振动过程中对平衡位置的位移总是相等的质点间的距离叫波长.振动在一个周期里在介质中传播的距离等于一个波长.(2)波速:波的传播速率.机械波的传播速率由介质决定,与波源无关.(3)频率:波的频率始终等于波源的振动频率,与介质无关.(4)三者关系:v=λf7. ★波动图像:表示波的传播方向上,介质中的各个质点在同一时刻相对平衡位置的位移.当波源作简谐运动时,它在介质中形成简谐波,其波动图像为正弦或余弦曲线.由波的图像可获取的信息①从图像可以直接读出振幅(注意单位)②从图像可以直接读出波长(注意单位).③可求任一点在该时刻相对平衡位置的位移(包括大小和方向)④在波速方向已知(或已知波源方位)时可确定各质点在该时刻的振动方向.页 5 第⑤可以确定各质点振动的加速度方向(加速度总是指向平衡位置)高中物理学习方法听得懂高中生要积极主动地去听讲,把老师所说的每一句话都用心来听,熟记高中物理概念定义,这是“知其然”,老师讲解的过程就是“知其所以然”,听懂,才会运用。
高中物理弹簧振动实验引言:弹簧振动是高中物理实验中常见的一个实验,通过实验可以深入了解弹簧的性质和振动的特点。
本文将介绍弹簧振动实验的原理、实验步骤以及实验结果的分析。
一、实验原理弹簧振动是指当弹簧受到外力作用后,会发生振动的现象。
弹簧振动的特点是周期性和简谐性。
实验中,我们通常使用弹簧振子进行实验,弹簧振子由一根弹簧和一块质量较小的物体组成。
当物体受到外力作用后,会发生振动。
二、实验步骤1. 实验器材准备:弹簧振子、支架、计时器等。
2. 实验前准备:将弹簧振子悬挂在支架上,并调整弹簧的长度,使其处于自然长度状态。
3. 实验测量:将弹簧振子拉开一定距离,然后释放,开始记录振动的时间。
4. 实验重复:重复实验多次,取平均值,以提高实验结果的准确性。
5. 实验数据记录:记录实验过程中的数据,包括振动的时间、振动的次数等。
6. 实验结果分析:根据实验数据,计算弹簧振子的周期、频率等参数。
三、实验结果分析1. 弹簧振子的周期:通过实验数据计算得到弹簧振子的周期,可以使用公式:T = 2π√(m/k),其中T为周期,m为物体的质量,k为弹簧的劲度系数。
2. 弹簧振子的频率:频率是指单位时间内振动的次数,可以使用公式:f = 1/T,其中f为频率。
3. 弹簧振子的振幅:振幅是指振动物体从平衡位置最大偏离的距离,可以通过实验测量得到。
四、实验注意事项1. 实验过程中要注意安全,避免弹簧振子受力过大导致弹簧断裂或物体脱落等情况。
2. 实验数据要准确记录,尽量避免误差的产生。
3. 实验过程中要保持实验环境的稳定,避免外部因素对实验结果的影响。
五、实验应用弹簧振动实验不仅可以帮助我们深入了解弹簧的性质和振动的特点,还可以应用于实际生活中。
例如,弹簧振动的原理可以用于制作钟摆、弹簧秤等仪器,还可以应用于工程领域中的振动控制等方面。
六、实验延伸1. 弹簧振动实验可以进一步扩展为弹簧的振动频率与质量、劲度系数之间的关系的实验。
高中物理振动振动是高中物理中一个非常重要的概念,是许多自然现象和科学原理的基础。
振动在我们周围随处可见,比如钟摆的摆动、弹簧的震动、声音的传播等都与振动有关。
本文将从振动的定义、特点、分类以及在生活中的应用等方面进行详细的介绍。
一、振动的定义振动是指物体围绕平衡位置周期性地作往复运动,即物体由平衡位置向一个方向运动,再返回原来的平衡位置,如此反复。
在振动过程中,物体的能量在弹性介质中传播,经历一系列周期性的变化。
二、振动的特点1.周期性:振动是指物体围绕平衡位置做周期性的运动。
这一周期性运动可以很规律,也可以呈现出复杂的特征。
2.振幅:振幅是指振动物体偏离平衡位置的最大距离,它决定了振动的幅度大小。
3.频率:频率是指单位时间内振动的次数,通常用赫兹(Hz)作为单位,不同的振动系统有不同的频率。
4.波长:波长是指相邻两个振动周期之间的距离,它与频率和振动速度有关。
三、振动的分类根据振动的性质和特点,振动可以分为机械振动和电磁振动两种。
1.机械振动:机械振动是指由机械系统产生的振动,比如弹簧振子、声音波动等都属于机械振动。
2.电磁振动:电磁振动是指由电磁系统产生的振动,比如光波的传播、无线电波的发射等都属于电磁振动。
四、振动在生活中的应用振动在生活中有着广泛的应用,不仅在物理学领域有着重要意义,还在其他领域产生了深远的影响。
1.医学领域:超声波成像技术利用声波的振动原理,可以用于医学诊断和治疗。
2.工程领域:震动台可以模拟地震等自然灾害,用于建筑物的抗震设计和测试。
3.交通领域:振动感应器可以用于检测车辆的振动状态,保障交通安全和车辆性能。
4.通信领域:光纤通信系统利用光的电磁振动实现信号的传输,具有高速和稳定的优势。
综上所述,振动是一种周期性的运动形式,具有广泛的应用价值。
通过学习振动的原理和特点,不仅可以更好地理解自然界中的现象,还可以为科学技术的发展和生活的改善提供基础支持。
希望本文对读者有所帮助,让大家对振动有更深入的认识和理解。
高中物理振动和波公式总结高中物理振动和波公式1.简谐振动F=-kx {F:回复力,k:比例系数,x:位移,负号表示F的方向与x始终反向}2.单摆周期T=2π(l/g)1/2 {l:摆长(m),g:当地重力加速度值,成立条件:摆角θ<100;l>>r}3.受迫振动频率特点:f=f驱动力4.发生共振条件:f驱动力=f固,A=max,共振的防止和应用5.机械波、横波、纵波:波就是振动的传播,通过介质传播。
在同种均匀介质中,振动的传播是匀速直线运动,这种运动,用波速V表征。
对于匀速直线运动,波速V不变(大小不变,方向不变),所以波速V是一个不变的量。
介质分子并没有随着波的传播而迁移,介质分子的永不停息的无规则的运动,是热运动,其平均速度为零。
6.波速v=s/t=λf=λ/T{波传播过程中,一个周期向前传播一个波长;波速大小由介质本身所决定}7.声波的波速(在空气中)0℃332m/s;20℃:344m/s;30℃:349m/s;(声波是纵波)8.波发生明显衍射(波绕过障碍物或孔继续传播)条件:障碍物或孔的尺寸比波长小,或者相差不大9.波的干涉条件:两列波频率相同(相差恒定、振幅相近、振动方向相同)10.多普勒效应:由于波源与观测者间的相互运动,导致波源发射频率与接收频率不同{相互接近,接收频率增大,反之,减小}高中物理振动和波知识点1.简谐运动(1)定义:物体在跟偏离平衡位置的位移大小成正比,并且总是指向平衡位置的回复力的作用下的振动,叫做简谐运动.(2)简谐运动的特征:回复力F=-kx,加速度a=-kx/m,方向与位移方向相反,总指向平衡位置.简谐运动是一种变加速运动,在平衡位置时,速度最大,加速度为零;在最大位移处,速度为零,加速度最大.(3)描述简谐运动的物理量①位移x:由平衡位置指向振动质点所在位置的有向线段,是矢量,其最大值等于振幅.②振幅A:振动物体离开平衡位置的最大距离,是标量,表示振动的强弱.③周期T和频率f:表示振动快慢的物理量,二者互为倒数关系,即T=1/f.(4)简谐运动的图像①意义:表示振动物体位移随时间变化的规律,注意振动图像不是质点的运动轨迹.②特点:简谐运动的图像是正弦(或余弦)曲线.③应用:可直观地读取振幅A、周期T以及各时刻的位移x,判定回复力、加速度方向,判定某段时间内位移、回复力、加速度、速度、动能、势能的变化情况.2.弹簧振子:周期和频率只取决于弹簧的劲度系数和振子的质量,与其放置的环境和放置的方式无任何关系.如某一弹簧振子做简谐运动时的周期为T,不管把它放在地球上、月球上还是卫星中;是水平放置、倾斜放置还是竖直放置;振幅是大还是小,它的周期就都是T.3.单摆:摆线的质量不计且不可伸长,摆球的直径比摆线的长度小得多,摆球可视为质点.单摆是一种理想化模型.(1)单摆的振动可看作简谐运动的条件是:最大摆角α<5°.(2)单摆的回复力是重力沿圆弧切线方向并且指向平衡位置的分力.(3)作简谐运动的单摆的周期公式为:①在振幅很小的条件下,单摆的振动周期跟振幅无关.②单摆的振动周期跟摆球的质量无关,只与摆长L和当地的重力加速度g有关.③摆长L是指悬点到摆球重心间的距离,在某些变形单摆中,摆长L应理解为等效摆长,重力加速度应理解为等效重力加速度(一般情况下,等效重力加速度g'等于摆球静止在平衡位置时摆线的张力与摆球质量的比值).4.受迫振动(1)受迫振动:振动系统在周期性驱动力作用下的振动叫受迫振动.(2)受迫振动的特点:受迫振动稳定时,系统振动的频率等于驱动力的频率,跟系统的固有频率无关.(3)共振:当驱动力的频率等于振动系统的固有频率时,振动物体的振幅最大,这种现象叫做共振.共振的条件:驱动力的频率等于振动系统的固有频率. .5.机械波:机械振动在介质中的传播形成机械波.(1)机械波产生的条件:①波源;②介质(2)机械波的分类①横波:质点振动方向与波的传播方向垂直的波叫横波.横波有凸部(波峰)和凹部(波谷).②纵波:质点振动方向与波的传播方向在同一直线上的波叫纵波.纵波有密部和疏部.[注意]气体、液体、固体都能传播纵波,但气体、液体不能传播横波.(3)机械波的特点①机械波传播的是振动形式和能量.质点只在各自的平衡位置附近振动,并不随波迁移.②介质中各质点的振动周期和频率都与波源的振动周期和频率相同.③离波源近的质点带动离波源远的质点依次振动.6.波长、波速和频率及其关系(1)波长:两个相邻的且在振动过程中对平衡位置的位移总是相等的质点间的距离叫波长.振动在一个周期里在介质中传播的距离等于一个波长.(2)波速:波的传播速率.机械波的传播速率由介质决定,与波源无关.(3)频率:波的频率始终等于波源的振动频率,与介质无关.(4)三者关系:v=λf7. ★波动图像:表示波的传播方向上,介质中的各个质点在同一时刻相对平衡位置的位移.当波源作简谐运动时,它在介质中形成简谐波,其波动图像为正弦或余弦曲线.由波的图像可获取的信息①从图像可以直接读出振幅(注意单位)②从图像可以直接读出波长(注意单位).③可求任一点在该时刻相对平衡位置的位移(包括大小和方向)④在波速方向已知(或已知波源方位)时可确定各质点在该时刻的振动方向.⑤可以确定各质点振动的加速度方向(加速度总是指向平衡位置)高中物理学习方法听得懂高中生要积极主动地去听讲,把老师所说的每一句话都用心来听,熟记高中物理概念定义,这是“知其然”,老师讲解的过程就是“知其所以然”,听懂,才会运用。
高中振动和波物理公式高中振动和波物理公式物理公式1.简谐振动F=-kx{F:回复力,k:比例系数,x:位移,负号表示F的方向与x始终反向}单摆周期T=2π(l/g)1/2{l:摆长(m),g:当地重力加速度值,成立条件:摆角θ<100;l>>r}受迫振动频率特点:f=f驱动力发生共振条件:f驱动力=f固,A=max,共振的防止和应用机械波、横波、纵波加速度a=(Vt-V0)/t(以V0为正方向,a与V0同向(加速)a>0;a与V0反向(减速)则a<0)实验用推论Δs=aT2(Δs为连续相邻相等时间(T)内位移之差)主要物理量及单位:初速度(V0):m/s;加速度(a):m/s2;末速度(Vt):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。
a=(Vt-V o)/t只是测量式,不是决定式;其它相关内容:质点、位移和路程、参考系、时间与时刻、s--t 图、v--t图/速度与速率、瞬时速度。
质点的运动----曲线运动、万有引力平抛运动竖直方向位移:y=gt2/2运动时间t=(2y/g)1/2(通常又表示为(2h/g)1/2)合速度Vt=(Vx2+Vy2)1/2=[V02+(gt)2]1/2合速度方向与水平夹角β:tgβ=V y/Vx=gt/V0合位移:s=(x2+y2)1/2位移方向与水平夹角α:tgα=y/x=gt/2V0水平方向加速度:ax=0;竖直方向加速度:ay=g注:平抛运动是匀变速曲线运动,加速度为g,通常可看作是水平方向的匀速直线运与竖直方向的自由落体运动的合成;运动时间由下落高度h(y)决定与水平抛出速度无关;θ与β的关系为tgβ=2tgα;在平抛运动中时间t是解题关键;(5)做曲线运动的物体必有加速度,当速度方向与所受合力(加速度)方向不在同一直线上时,物体做曲线运动。
匀速圆周运动向心加速度a=V2/r=ω2r=(2π/T)2r向心力F心=mV2/r=mω2r=mr(2π/T)2=mωv=F合角速度与线速度的关系:V=ωr角速度与转速的关系ω=2πn(此处频率与转速意义相同)主要物理量及单位:弧长(s):(m);角度(Φ):弧度(rad);频率(f);赫(Hz);周期(T):秒(s);转速(n);r/s;半径(r):米(m);线速度(V):m/s;角速度(ω):rad/s;向心加速度:m/s2。
外力作用下的振动一、知识点梳理1.固有频率如果振动系统不受外力作用,此时的振动叫固有振动,其振动频率称为固有频率. 2.阻尼振动(减幅振动(1)定义:振动物体克服摩擦和其他阻力做功,自己的能量逐渐减小,振幅也随着变小,振幅逐渐减小的振动叫阻尼振动.(2)对阻尼振动的理解:①同一简谐运动能量的大小由振幅大小确定.②阻尼振动振幅减小的快慢跟所受阻尼的大小有关,阻尼越大,振幅减小得越快.③物体做阻尼振动时,振幅虽不断减小,但振动的频率仍由自身结构特点所决定,并不会随振幅的减小而变化. 用力敲锣,由于锣受到空气的阻尼作用,振幅越来越小,锣声减弱,但音调不变④阻尼振动若在一段不太长的时间内振幅没有明显的减小,可以把它当做简谐运动来处理.(3)从振幅有无变化来分,振动可分为阻尼振动和无阻尼振动.例1.(多选)下列说法正确的是()A.阻尼振动必定有机械能损失B.物体做阻尼振动时,由于振幅减小,频率也随着减小C.物体做阻尼振动时,振幅虽然减小,但是频率不变D.做阻尼振动的物体,振动频率仍由自身结构特点决定例2.(多选)单摆在空气中振动,振幅逐渐减小,下列说法正确的是()A.机械能逐渐转化为其他形式的能B.后一时刻的动能一定小于前一时刻的动能C.后一时刻的势能一定小于前一时刻的势能D.后一时刻的机械能一定小于前一时刻的机械能3.受迫振动(1)驱动力:加在振动系统上的周期性外力,叫做驱动力(2)受迫振动:系统在驱动力作用下的振动(3)受迫振动的周期和频率物体做受迫振动时,振动稳定后的频率等于驱动力的频率,跟物体的固有频率无关4.自由振动像弹簧振子和单摆那样,物体偏离平衡位置后,它们就在自己的弹力或重力作用下振动起来,而不需要其他外力的推动,这种振动叫做自由振动.5.共振(1)共振:驱动力频率驱f 等于系统的固有频率固f 时,受迫振动的振幅最大,这种现象叫做共振(2)共振的条件: 驱f 固f ,即驱动力的频率与物体的固有频率相等(3)共振曲线如图所示,共振曲线的横坐标为驱动力的频率,纵坐标为受迫振动物体的振幅,共振曲线直观地反映出驱动力的频率对受迫振动物体振幅的影响,由共振曲线可知,当驱动力的频率与物体的固有频率相等时,受迫振动的振幅最大. (4)共振的利用与防止①利用:由共振的条件知,要利用共振,就应尽量使驱动力的频率与物体的固有频率一致,如:共振筛、荡秋千、共振转速计共鸣箱,核磁共振仪等.②防止:由共振曲线可知,在需要防止共振危害时,要尽量使驱动力的频率和固有频率不相等,而且相差越多越好,如:部队过桥应便步走.例3.(多选)如图所示,两个质量分别为M 和m 的小球,悬挂在同一根水平细线上,当M 在垂直于水平细线的平面内摆动时,下列说法正确的是( ) A .两摆的振动周期是相同的B .当两摆的摆长相等时,m 摆的振幅最大C .悬挂M 的竖直细线长度变化时,m 的振幅不变D .m 摆的振幅可能超过M 摆的振幅例4.(多选)如图所示,一根绷紧的水平绳上挂五个摆,其中A 、E 摆长均为l ,先让A 摆振动起来,其他各摆随后也跟着振动起来则( ) A .其他各摆振动周期跟A 摆相同 B .其他各摆振动的振幅大小相等C .其他各摆振动的振幅大小不同,E 摆的振幅最大D .B 、C 、D 三摆振动的振幅大小不同,B 摆的振幅最小二、技巧总结2.对共振现象的两点说明(1)从受力角度来看:振动物体所受驱动力的方向跟它的运动方向相同时,驱动力对它起加速作用,使它的振幅增大,驱动力的频率跟物体的固有频率越接近,使物体振幅增大的力的作用次数就越多,当驱动力的频率等于物体的固有频率时,它的每一次作用都使物体的振幅增加,从而振幅达到最大.(2)从功能关系来看:当驱动力的频率越接近物体的固有频率时,驱动力与物体运动一致的次数越多,驱动力对物体做正功越多振幅就越大.当驱动力的频率等于物体的固有频率时,驱动力始终对物体做正功,使振动能量不断增加,振幅不断增大,直到增加的能量等于克服阻尼作用损耗的能量,振幅才不再增加.3.微波炉原理微波炉的微波频率与水分子振动的固有频率2500MHz非常接近,因此,当微波照射到食物时,微波施加的驱动力使食物中的水分子做受迫振动,并且处于共振状态而剧烈振动,使食物的温度迅速升高,由于这种“加热”方式是从里到外同时发生的,所以比其他煮熟食物的方式更快捷.4.减振原理思路一是给被保护的物体加一层减振的阻尼材料(如泡沫塑料等),使冲击过程的机械能尽可能多地转化为阻尼材料的内能,减轻被保护物体受到的冲击作用. 思路二是在物体与外界冲击作用之间安装一个“质量一弹簧”系统,如果该系统的固有周期比外界冲击力的周期大很多,它不会及时地把该冲击力传递给物体,这种延缓的过程实际上对冲击力起到了平均的作用。
最新高中物理振动和波公式总结振动和波是物理学中一个非常重要的概念,涉及到了许多不同的现象和现象的描述。
在高中物理学习中,我们学习了很多与振动和波相关的内容,同时也掌握了一些重要的公式和关系。
本文将对最新的高中物理振动和波公式进行总结。
一、振动1.简谐振动:简谐振动是指一个物体围绕平衡位置作往复运动。
简谐振动的重要公式包括:(1)周期:T=2π/ω,其中T表示振动的周期,ω表示角频率。
(2)频率:f=1/T,其中f表示振动的频率。
(3)角频率:ω=2πf,其中ω表示角频率,f表示振动的频率。
(4)角速度:ω=√(k/m),其中k表示弹性系数,m表示振动物体的质量。
2.复合振动:复合振动是指由多个简谐振动相叠加而成的振动。
复合振动的重要公式包括:(1)叠加原理:对于具有相同方向的简谐振动,位移可以简单地进行叠加。
(2)谐波:谐波是指频率相同、振幅相等的简谐振动的叠加。
(3)相位差:相位差是指两个振动之间的位移差或时间差。
3.阻尼振动:阻尼振动是指在受到摩擦力或空气阻力的作用下,振动逐渐减弱并停止的振动。
阻尼振动的重要公式包括:(1)减震系数:c=2√(km),其中c表示减震系数,k表示弹性系数,m表示振动物体的质量。
(2)阻尼时间常数:τ=1/c,其中τ表示阻尼时间常数。
二、波1.机械波:机械波是指通过介质传播的波动,介质中的粒子在垂直于传播方向上有往复运动的波动。
机械波的重要公式包括:(1)波长:λ=v/f,其中λ表示波长,v表示波速,f表示波的频率。
(2)频率:f=1/T,其中f表示波的频率,T表示波的周期。
(3)周期:T=1/f,其中T表示波的周期,f表示波的频率。
(4)波速:v=λf,其中v表示波速,λ表示波长,f表示波的频率。
2.光的波动性:光同时具有粒子性和波动性,光的波动性可以通过一系列公式来描述:(1)光速:c=λf,其中c表示光速,λ表示波长,f表示频率。
(2)相位差:相位差是两个波峰或波谷之间的差距。
高中物理振动和波公式总结振动和波是高中物理教科书中的重要内容,在物理考试中常常出现。
为了帮助同学掌握相关公式,下面店铺给大家带来高中物理振动和波公式,希望对你有帮助。
高中物理振动和波公式1.简谐振动F=-kx {F:回复力,k:比例系数,x:位移,负号表示F的方向与x始终反向}2.单摆周期T=2π(l/g)1/2 {l:摆长(m),g:当地重力加速度值,成立条件:摆角θ<100;l>>r}3.受迫振动频率特点:f=f驱动力4.发生共振条件:f驱动力=f固,A=max,共振的防止和应用5.机械波、横波、纵波:波就是振动的传播,通过介质传播。
在同种均匀介质中,振动的传播是匀速直线运动,这种运动,用波速V 表征。
对于匀速直线运动,波速V不变(大小不变,方向不变),所以波速V是一个不变的量。
介质分子并没有随着波的传播而迁移,介质分子的永不停息的无规则的运动,是热运动,其平均速度为零。
6.波速v=s/t=λf=λ/T{波传播过程中,一个周期向前传播一个波长;波速大小由介质本身所决定}7.声波的波速(在空气中)0℃332m/s;20℃:344m/s;30℃:349m/s;(声波是纵波)8.波发生明显衍射(波绕过障碍物或孔继续传播)条件:障碍物或孔的尺寸比波长小,或者相差不大9.波的干涉条件:两列波频率相同(相差恒定、振幅相近、振动方向相同)10.多普勒效应:由于波源与观测者间的相互运动,导致波源发射频率与接收频率不同{相互接近,接收频率增大,反之,减小}高中物理振动和波知识点1.简谐运动(1)定义:物体在跟偏离平衡位置的位移大小成正比,并且总是指向平衡位置的回复力的作用下的振动,叫做简谐运动.(2)简谐运动的特征:回复力F=-kx,加速度a=-kx/m,方向与位移方向相反,总指向平衡位置.简谐运动是一种变加速运动,在平衡位置时,速度最大,加速度为零;在最大位移处,速度为零,加速度最大.(3)描述简谐运动的物理量①位移x:由平衡位置指向振动质点所在位置的有向线段,是矢量,其最大值等于振幅.②振幅A:振动物体离开平衡位置的最大距离,是标量,表示振动的强弱.③周期T和频率f:表示振动快慢的物理量,二者互为倒数关系,即T=1/f.(4)简谐运动的图像①意义:表示振动物体位移随时间变化的规律,注意振动图像不是质点的运动轨迹.②特点:简谐运动的图像是正弦(或余弦)曲线.③应用:可直观地读取振幅A、周期T以及各时刻的位移x,判定回复力、加速度方向,判定某段时间内位移、回复力、加速度、速度、动能、势能的变化情况.2.弹簧振子:周期和频率只取决于弹簧的劲度系数和振子的质量,与其放置的环境和放置的方式无任何关系.如某一弹簧振子做简谐运动时的周期为T,不管把它放在地球上、月球上还是卫星中;是水平放置、倾斜放置还是竖直放置;振幅是大还是小,它的周期就都是T.3.单摆:摆线的质量不计且不可伸长,摆球的直径比摆线的长度小得多,摆球可视为质点.单摆是一种理想化模型.(1)单摆的振动可看作简谐运动的条件是:最大摆角α<5°.(2)单摆的回复力是重力沿圆弧切线方向并且指向平衡位置的分力.(3)作简谐运动的单摆的周期公式为:①在振幅很小的条件下,单摆的振动周期跟振幅无关.②单摆的振动周期跟摆球的质量无关,只与摆长L和当地的重力加速度g有关.③摆长L是指悬点到摆球重心间的距离,在某些变形单摆中,摆长L应理解为等效摆长,重力加速度应理解为等效重力加速度(一般情况下,等效重力加速度g'等于摆球静止在平衡位置时摆线的张力与摆球质量的比值).4.受迫振动(1)受迫振动:振动系统在周期性驱动力作用下的振动叫受迫振动.(2)受迫振动的特点:受迫振动稳定时,系统振动的频率等于驱动力的频率,跟系统的固有频率无关.(3)共振:当驱动力的频率等于振动系统的固有频率时,振动物体的振幅最大,这种现象叫做共振.共振的条件:驱动力的频率等于振动系统的固有频率. .5.机械波:机械振动在介质中的传播形成机械波.(1)机械波产生的条件:①波源;②介质(2)机械波的分类①横波:质点振动方向与波的传播方向垂直的波叫横波.横波有凸部(波峰)和凹部(波谷).②纵波:质点振动方向与波的传播方向在同一直线上的波叫纵波.纵波有密部和疏部.[注意]气体、液体、固体都能传播纵波,但气体、液体不能传播横波.(3)机械波的特点①机械波传播的是振动形式和能量.质点只在各自的平衡位置附近振动,并不随波迁移.②介质中各质点的振动周期和频率都与波源的振动周期和频率相同.③离波源近的质点带动离波源远的质点依次振动.6.波长、波速和频率及其关系(1)波长:两个相邻的且在振动过程中对平衡位置的位移总是相等的质点间的距离叫波长.振动在一个周期里在介质中传播的距离等于一个波长.(2)波速:波的传播速率.机械波的传播速率由介质决定,与波源无关.(3)频率:波的频率始终等于波源的振动频率,与介质无关.(4)三者关系:v=λf7. 波动图像:表示波的传播方向上,介质中的各个质点在同一时刻相对平衡位置的位移.当波源作简谐运动时,它在介质中形成简谐波,其波动图像为正弦或余弦曲线.由波的图像可获取的信息①从图像可以直接读出振幅(注意单位)②从图像可以直接读出波长(注意单位).③可求任一点在该时刻相对平衡位置的位移(包括大小和方向)④在波速方向已知(或已知波源方位)时可确定各质点在该时刻的振动方向.⑤可以确定各质点振动的加速度方向(加速度总是指向平衡位置)高中物理学习方法听得懂高中生要积极主动地去听讲,把老师所说的每一句话都用心来听,熟记高中物理概念定义,这是“知其然”,老师讲解的过程就是“知其所以然”,听懂,才会运用。