高三物理二轮+三轮总复习重点突破第16讲 振动与波

高三物理 振动图象和波的图象 知识精讲一. 波的图（一）波的图象：以各质点的平衡位置建立x 轴，垂直于x 轴建立y 轴。

表示某时刻各质点偏离平衡位置的位移。

连接各位移矢量的末端得出的一条曲线。

反映：介质中多个质点在同一时刻的位移空间分布情况。

（二）从图象中得出：（1）λ、每个质点的位移，加速度的方向。

A x （2）已知振动周期，求v v T=λ（3）已知图象中，某质点的振动方向判定波的传播方向，波的传播方向判定振动方向。

同侧法：质点的振动方向机械波传播方向，波形图线同一侧。

（4）根据波的传播方向与介质中某质点的振动方向。

可以画出任意时刻的波形图。

二. 振动图像：（一）简谐运动的图像是表示简谐运动物体的位移随时间变化规律的图像。

简谐运动的图像是正弦或余弦曲线，这也是简谐运动的另一特征。

（二）从简谐运动的图像，我们可以得到如下信息： （1）直接读出振幅（注意单位）； （2）直接读出周期；（3）确定某一时刻物体相对平衡位置的位移；（4）判断任一时刻运动物体的速度方向和加速度方向；（5）判断某一段时间内运动物体的速度、加速度、动能及势能大小的变化情况。

三. 波的图象和振动图象区别：例1. 如图1所示，一个弹簧振子在A 、B 间做简谐运动，O 是平衡位置，以某时刻作为计时零点（t =0），经过14周期，振子具有正方向的最大加速度，那么图1所示四个运动图像中正确反映运动情况的图像是（ ）图1分析：从t =014开始经过周期，振子具有正方向的最大加速度；因为加速度方向总是指向平衡位置，且加速度大小与位移大小成比，所以此刻振子应处在负的最大位移处。

答：C 。

例2. 一质点作简谐振动，其位移x 与时间t 的关系曲线如图2所示，由图可知（ ） A. 质点振动频率是4HzB. t s =2时，质点的加速度最大C. 质点的振幅为2cmD . t s =3时，质点所受的合外力最大分析：质点完成一次全振动所需的时间叫做振动的周期，振动质点在一秒钟内完成全振动的次数叫做振动的频率，频率等于周期的倒数，由图可见，振动周期为T s =4，因而振动频率f Hz.。

由几何关系有DE＝12－rtan60°＝0.3 3 m 由于△EFC≌△ELC，则EF＝LC＝rtan60°＝0.2 3 m FG＝siGn6H0°－(EF－IE)＝ 3 m 光在玻璃中传播速度v＝nc＝2×108 m/s
光束通过玻璃所用的时间t1＝DE＋v EF＝ 43×10－8 s 光束通过空气所用时间t2＝FcG＝ 33×10－8 s 故总时间t＝t1＋t2＝7123×10－8 s.
答案：(1)光束在桌面上形成的光斑内半径为1.2 m，外半径 为1.6 m
(2)7123×10－8 s
求解光的折射和全反射的思路
热点三 光的波动性
强化学思知能
学有所思，思有深度
一、必记知识要点
二、方法技巧总结 1．白光发生光的干涉、衍射和光的色散时都可出现彩色 条纹，但出现彩色条纹的本质不相同，干涉和衍射是光的波长 不同引起的干涉条纹间距、衍射明显程度不同的缘故，而光的 色散是在同一种介质中波速不同、折射率不同造成的． 2．区分干涉和衍射，关键是理解其本质，实际应用中可 从条纹宽度、条纹间距、亮度等方面加以区分．
D．不论机械波、电磁波，都满足v＝λf，式中三参量依次 为波速、波长、频率
E．电磁波具有偏振现象
解析：由波的性质可知，A正确；光波从空气进入水中， 波速变小，波长变短，故不容易发生衍射，B错；由多普勒效 应可判断，波源靠近静止的接收者的过程中，接收者接收到波 信号的频率会比波源频率高，则C错误；波速的计算公式v＝ λf(v波速，λ波长，f频率)对机械波和电磁波通用，则D正确； 光波具有偏振现象，光波是电磁波，则E正确．
热点二 光的折射和全反射
强化学思知能
学有所思，思有深度
一、必记知识联系
二、方法技巧总结 1．在解决光的折射问题时，应根据题意分析光路，即画 出光路图，找出入射角和折射角，然后应用公式来求解，确定 临界光线往往是解题的关键． 2．分析全反射问题时，先确定光是否由光密介质进入光 疏介质、入射角是否大于临界角，若不符合全反射的条件，则 再由折射定律和反射定律确定光的传播情况．

第四讲 振动和波
1．能综合运用运动学、动力学以及动量和能 量等知识，分析机械振动和机械波的运动特点及 规律。要注意机械振动和机械波的共性，即质点 位移、速度、加速度变化的周期性，更重要的是 注意它们的区别：振动是单个质点的运动，波动 是大量质点振动的集体表现。
2．在高考中考查的重点是简谐运动及简谐波 的计算和图象，常以选择题出现，每年必考，特 别是波长、频率、波速的关系。
1m/s的速度水平向右传播，t=0时时到达质点a，质点a开始
由平衡位置向上运动，t=1s时，质点a第一次到达最高点，
则在4s＜t＜5s这段时间内 ( )
（A）质点c 的加速度逐渐增大
（B）质点a 的速度逐渐增大
（C）质点d 向下运 动
（D）质点f 保持静止
析与解 T=4s λ=vT= 4m 画 出t=0时的波形图 （实线）和t=1s 时的波形图（虚线）
图象
物理意义 描述的是某一质点在各个时刻偏 描述的是某一时刻各个质点偏
离平衡位置的位移
离平衡位置的位移
判断振动 质点方向
看下一时刻质点的位置
“逆向爬坡”法
例与练
13、一列沿x正方向传播的简谐横波振幅为A，波长为λ，某 一时刻波的图象如右图所示，在该时刻，质点P的坐标为 （λ/2，0），经过四分之一周期后，该质点的坐标为（ ） A．(5λ/4，0) B． (3λ/4，0) C．(λ/2，A) D．(λ/2，-A)
向，其振动图象如图所示，则在图象上a、b、c、
d四点中货物对车底板压力最小的是（ ）
Ａ、a点 Ｂ、b点 Ｃ、c点 Ｄ、d点
析与解 对货物受力分析，如图所示：
N
货物做简谐运动的回复力是G与N的合力。 G 货物在最高点回复力最大，

高三物理振动与波动知识精讲一. 本周教学内容：振动与波动〔机械振动、机械波、电磁振荡、电磁波〕教学内容：〔一〕根本概念与根本规律 I.机械振动与机械波F C t =sin ωF kx a kmx =-→=-⋅简谐（理想） x A t v =→sin ω具有周期性 机械能守恒自由等时性——单摆T l g=2π振动 阻尼——能量（振幅）衰减f f =驱动力受迫介f f 驱动力固有= 共振质波速v机械波 波长λv f T ==λλ频率fII. 电磁振荡与电磁波 1. 电磁振荡〔1〕电磁振荡：在振荡电路里产生振荡电流的过程中，电容器极板上的电荷，通过线圈的电流，以与跟电荷和电流相联系的电场和磁场都发生周期性变化的现象叫电磁振荡。

〔2〕振荡电流是由于电容器通过自感线圈不断的充、放电产生的，按正弦〔或余弦〕规律做周期性的变化。

〔3〕在LC 回路产生振荡电流的过程中，磁场能和电场能之间不断的相互转化着，电容器放电时，电场能转化为磁场能，放电完毕的瞬间，电场能为零，振荡电流与磁场能达到最大值；接着电容器被反向充电，这时磁场能转化为电场能，在振荡电流减小为零的瞬间，磁场能为零，电容器极板上的电荷量与电场能达最大。

〔4〕LC 回路的固有周期和频率只取决于线圈的自感系数L 与电容器的电容C ，与电容器的带电量，极板间电压与回路中电流都无关。

周期的决定式T LC =2π频率的决定式f LC=12π2. 电磁场和电磁波〔1〕麦克斯韦的电磁场理论：<1> 变化的磁场〔电场〕能够在周围空间产生电场〔磁场〕；<2> 均匀变化的磁场〔电场〕能够在周围空间产生稳定的电场〔磁场〕； <3> 振荡的磁场〔电场〕能够在周围空间产生同频率的振荡电场〔磁场〕。

〔2〕电磁场和电磁波：变化的电场和磁场总是相互联系的，形成一个不可分割的统一体，即为电磁场，电磁场由近与远的传播就形成电磁波。

（）电磁波的波速公式：31v f T=⋅=⋅λλ 复习时注意以下的几个方面：<1> 麦克斯韦从理论上预言了电磁波的存在，赫兹用实验成功的证实了电磁波的存在。