高三物理复习教案第六讲 机械振动和机械波

高中物理会考复习《机械振动和机械波》复习导学案【文本研读案】知识点一、简谐运动1.定义：如果物体所受的力跟偏离平衡位置的位移大小成____比，并且总指向_________,物体的运动叫做简谐运动.2.振幅（A ）：指的是振动物体离开平衡位置的最_____距离.单位是______.3.周期(T)：指的是振动物体完成一次全振动所需的______.单位是______.4.频率（f ）：指的是振动物体在单位时间内完成的全振动的次数.单位是______.5.周期和频率的关系是：___________.6.固有周期和固有频率：即物体的振动周期和频率是由物体本身的性质决定的，跟振幅____关.知识点二、单摆1.单摆做简谐运动的条件：摆角θ<____，回复力为摆球重力沿切线方向的分力θsin mg .2.单摆振动的周期：_________=T ,从公式可看出单摆的周期只与_____、_____有关，与振幅和摆球的质量无关.注意：摆长l 是指悬挂点到摆球______的距离. 3.单摆的应用：测定重力加速度，由glT π2=得___________=g 知识点三、简谐运动的振动图像 1.图像特点：是一条正弦（余弦）曲线.2.图像的物理意义：表示振动的质点的位移随时间变化的规律3.简谐运动图像反映的几个物理量: (1)任一时刻振动质点的位移 (2)振幅A (3)周期T(4) 任一时刻加速度的方向 (5) 任一时刻速度的方向(6)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 知识点四、简谐运动的能量转化作简谐运动的物体能量的变化规律：只有_____能和______能相互转化，机械能守恒. 知识点五、机械波1.机械振动在_______中传播就形成了机械波.2.机械波只是机械振动这种形式的传播，______不会沿着波的传播方向移动.波传播的是能量.3.横波和纵波：横波：质点的振动方向跟波的传播方向_______的波。

2019-2020年高三物理专题复习机械振动机械波教案从近几年的高考试题看,对本专题的考查多以选择题形式出现，但试题信息量大，一道题中考查多个概念、规律。

对机械振动的考查着重放在简谐运动的运动学特征、动力学特征和振动图象上；同时也通过简谐运动的规律考查力学的主干知识。

对机械波的考查着重放在波的形成过程、传播规律、波长和波动图象及波的多解上；对波的叠加、干涉和衍射、多普勒效应也有涉及。

实际上许多考题是振动与波的综合,考查振动图象与波动图象的联系和区别；同时也加强了对振动和波的联系实际的问题的考查,如利用单摆、结合万有引力知识测量山的高度，共振筛、队伍过桥等共振现象的利用与防止，医用B型超声波图、心电图、地震波图线的分析等。

一、主要知识点及要求：1.要求掌握简谐运动的判断方法，对称性与周期性，知道简谐运动中各物理量的变化特点.主要模型：弹簧振子、单摆（在小振幅条件下单摆做简谱运动，周期公式）。

受迫振动、共振也不可忽略。

2.理解和掌握机械波的特点：①在简谐波传播方向上，每一个质点都以它自己的平衡位置为中心做简谐运动；后一质点的振动总是落后于它前一质点的振动。

②波传播的只是运动形式（振动）和振动能量，介质并不随波的传播而迁移。

③同一列波上所有质点的振动都具有相同的周期和频率。

3．理解波的频率和周期由振源决定，波速由介质决定，波长由波速和频率共同决定。

一列波上所有质点振动的周期都相等。

4．掌握衍射、干涉是波的特有现象。

知道在两列波相遇叠加时遵从叠加原理，两列波叠加时不受波的频率限制；干涉是一种特殊的叠加，即在两波的频率相同时使某些振动加强点总加强振动减弱点总减弱的现象。

5．本专题易错点和难点有：①波速与质点的振动速度无关。

波的传播速度是由介质的物理性质决定的，在同一种介质中波的传播速度不变；而波上各质点的运动是在自身平衡位置附近的振动，是变加速运动。

②振动图象和波动图象的区别和应用。

③波的多解问题往往是由波的传播方向的双向性、波长的多种可能性、周期的多种可能性而引起的，在求解过程中要特别注意。

机械振动和机械波第一部分机械振动1机械振动定义物体在跟偏离平衡位置的位移大小成正比，并且总指向平衡位置的回复力的作用下的振动，叫简谐运动。

表达式为：F=－kx，是判断一个振动是不是简谐运动的充分必要条件。

注（1）简谐运动的位移必须是指偏离平衡位置的位移。

也就是说，在研究简谐运动时所说的位移的起点都必须在平衡位置处。

（2）回复力是一种效果力，是振动物体在沿振动方向上所受的合力。

（3）“平衡位置”不等于“平衡状态”。

平衡位置是指回复力为零的位置，物体在该位置所受的合外力不一定为零。

（如单摆摆到最低点时，沿振动方向的合力为零，但在指向悬点方向上的合力却不等于零，所以并不处于平衡状态。

）（4）做简谐运动的物体在某一时刻（或某一位置）的位移x、回复力F、加速度a、速度v这四个矢量的相互关系。

（1）F x，方向与位移方向相反。

（2）a F，方向与F方向相同。

（3）a x，方向与位移方向相反。

（4）：当v、a同向时v一定增大；当v、a反向时，v一定减小。

2．表达式，其中A是振幅，是t=0时的相位，即初相位或初相。

3．简谐运动的图象表示振动物体的位移随时间变化的规律。

（1）从平衡位置开始计时，函数表达式为，图象如图1。

（2）从最大位移处开始计时，函数表达式，图象如图2。

简谐运动的过程特点1．变化特点：抓住两条线第一，从中间到两边（平衡位置到最大位移）：，，，动能，势能，机械能E不变。

第二，从两边到中间（最大位移到平衡位置）：，动能，势能，机械能E不变。

．从图象中可以知道（1）任一个时刻质点的位移（2）振幅A （3）周期T （4）速度方向（5）加速度：注：（1）简谐运动的图象不是振动质点的轨迹。

（2）简谐运动的周期性体现在振动图象上是曲线的重复性。

简谐运动的图象任一时刻图线上过该点切线的斜率数值代表该时刻振子的速度大小，正负表示速度的方向，斜率为正时表示速度沿x正向，斜率为负时表示速度沿x负向。

1：一质点做简谐振动，其位移x与时间t的关系曲线如图所示，由可知（） A．质点振动频率是4Hz B．t＝2s时，质点的加速度最大C．质点的振幅为2cm D．t＝3s时，质点所受合外力最大答案：BC2、一质点简谐运动的振动图象如图所示。

高三物理教案：机械振动与机械波高三物理教案：机械振动与机械波【】鉴于大家对查字典物理网十分关注，小编在此为大家搜集整理了此文高三物理教案：机械振动与机械波，供大家参考!本文题目：高三物理教案：机械振动与机械波机械振动1、判断简谐振动的方法简谐运动：物体在跟偏离平衡位置的位移大小成正比，并且总指向平衡位置的回复力的作用下的振动。

特征是：F=-kx,a=-kx/m.要判定一个物体的运动是简谐运动，首先要判定这个物体的运动是机械振动，即看这个物体是不是做的往复运动;看这个物体在运动过程中有没有平衡位置;看当物体离开平衡位置时，会不会受到指向平衡位置的回复力作用，物体在运动中受到的阻力是不是足够小。

然后再找出平衡位置并以平衡位置为原点建立坐标系，再让物体沿着x轴的正方向偏离平衡位置，求出物体所受回复力的大小，若回复力为F=-kx,则该物体的运动是简谐运动。

2、简谐运动中各物理量的变化特点简谐运动涉及到的物理量较多，但都与简谐运动物体相对平衡位置的位移x存在直接或间接关系：如果弄清了上述关系，就很容易判断各物理量的变化情况(3)理解共振曲线的意义单摆考点分析：一、周期公式的理解1、周期与质量、振幅无关2、等效摆长3、等效重力加速度二、摆钟快慢问题三、利用周期公式求重力加速度，进而求高度四、单摆与其他力学知识的综合机械波二、考点分析:①.波的波速、波长、频率、周期和介质的关系：②.判定波的传播方向与质点的振动方向方法一：同侧原理波的传播方向与质点的振动方向均位于波形的同侧。

方法二：逆描波形法用笔沿波形逆着波的传播方向描，笔势向上该处质点振动方向即向③、已知波的图象，求某质点的坐标,波速,振动图象等④已知波速V和波形，作出再经t时间后的波形图方法一、平移法：先算出经t时间波传播的距离x=Vt，再把波形沿波的传播方向平移x即可。

因为波动图象的重复性，若已知波长，则波形平移n个时波形不变，当x=n+x时，可采取去n留零x的方法，只需平移x即可。

【高三】2021届高考物理知识网络复习机械振动和机械波教案第七机械振动和机械波本综合运用运动学、动力学和能的转化等方面的知识讨论了两种常见的运动形式――机械振动和机械波的特点和规律，以及它们之间的联系与区别。

对于这两种常见的运动，既要认识到它们的共同点，又要搞清它们之间的区别。

其中振动的周期、能量、波速、波长与频率的关系，机械波的干涉、衍射等知识对后面的交流电、电磁波等的复习都具有较大帮助。

本及相关内容知识网络专题一振动简谐运动【考点透析】一、本专题考点：弹簧振子、简谐运动及其描述是II类要求，即能够确切理解其含义及其它知识的联系，能够进行叙述和解释，并能在实际问题的分析、综合、推理和判断等过程中运用。

高考中主要考查方向是对简谐运动中概念的描述和运动过程的理解。

在题目中往往与动量、机械能、图象等相联系。

振动中的能量、受迫振动和共振为Ⅰ类要求，要对相关知识点有所了解．二、理解和掌握的内容1．描述简谐运动的物理量振幅A ：物体离开平衡位置的最大距离；周期T：物体完成一次全振动所需时间；频率f：振动物体在单位时间内完成的全振动的次数， f=1/T2．对简谐运动的理解（1）回复力与位移成正比、且总指向平衡位置（即与物体离开平衡位置的位移反向）的振动，符合F回＝－kx，其中k是常数,不一定弹簧的劲度系数。

（2）简谐振动实例：弹簧振子的振动和单摆在摆角小于5˚时的运动。

（3）F回是根据力的作用效果命名的，简谐运动物体的受到的合外力就是振动的回复力，是变加速运动。

（4）简谐运动的图象是位移－时间图象，即反映了做简谐运动的物体离开平衡位置的位移随时间变化的规律；从图象中可反映出简谐运动的振幅、周期、各时刻物体的位移、速度方向和加速度方向。

3．对全振动的理解物体完成一个全振动的过程必须同时满足两个条：即物体回到原位置和具有与开始时相同的速度（大小和方向）4．难点释疑（1）只有简谐振动的图象才是正、余弦函数图象．（2）振幅与位移的区别①振幅是标量，没有负值；位移是矢量，正负表示方向．②在简谐振动中，振幅与位移的最大值相等，大小不变；而位移却随时间变化而变化．【例题精析】例1 如果下表中给出的是做简谐振动的物体的位移Ｘ或速度Ｖ与时刻的对应关系，Ｔ是振动的周期，下列选项中正确的是Ａ．若甲表示位移Ｘ，则丙表示相应的速度ＶＢ．若丁表示位移Ｘ，则甲表示相应的速度ＶＣ．若丙表示位移Ｘ，则甲表示相应的速度ＶＤ．若乙表示位移Ｘ，则丙表示相应的速度Ｖ0T/4T/23T/4T甲零正向最大零负向最大零乙零负向最大零正向最大零丙正向最大零负向最大零正向最大丁负向最大零正向最大零负向最大解析：正确答案：Ａ、Ｂ．如图9－1所示，Ｏ是做简谐运动物体的平衡位置．在物体由Ｏ→Ｂ→Ｏ→Ａ→Ｏ的过程中，物体的速度变化是由正向最大→Ｏ→负向最大→O→正向最大．所以选向Ａ正确．采用同样的方法分析，选项Ｂ也是正确．思考与拓宽：此题可以通过位移和速度的关系做出判定，位移减小（或增加）时，速度必定增加（或减小）．位移增大时，速度的方向跟位移方向相同；位移减小时，速度方向跟位移相反．例２一弹簧振子作简谐振动，周期为Ｔ，则Ａ．若ｔ时刻和（ｔ＋Δｔ）时刻振子运动位移的大小相等、方向相同，则Δｔ一定等于Ｔ的整数倍Ｂ．若ｔ时刻和（ｔ＋Δｔ）时刻振子运动速度的大小相等、方向相反，则Δｔ一定等于T/2的整数倍Ｃ．若Δｔ＝Ｔ，则在ｔ时刻和（ｔ＋Δｔ）时刻振子运动的加速度一定相等Ｄ．若Δｔ＝T/2，则在ｔ时刻和（ｔ＋Δｔ）时刻弹簧的长度一定相等解析：如图9－2是某一物体的振动图线，对Ａ选项图中的ｂ、ｃ两点振动位移的大小、方向相同，但Δｔ≠Ｔ．Ａ不正确．ｂ、ｃ两点速度大小相等，方向相反，Δｔ≠T/2,所以Ｂ不正确．对Ｃ选项，因为Δｔ＝Ｔ所以ｔ和（ｔ＋Δｔ）时刻，则振子的位移速度、加速度等都重复变化，加速度相同，Ｃ正确．对于Ｄ，Δｔ＝T/2振子位移大小相同方向相反，弹簧的形变相同，但弹簧的长度不一定相同，Ｄ不正确，故正确答案为Ｃ．思考与拓宽：做简谐振动物体的位移、速度、加速度、能量等都随时间做周期性变化，解答此类问题要善于利用图象．【能力提升】I 知识与技能1．关于简谐振动的位移，加速度和速度的关系，下列说法中正确的是( )A．位移减小时，加速度减小，速度减小B．位移方向总是跟加速度方向相反，跟速度方向相同Ｃ．物体的运动方向指向平衡位置时，速度方向跟位移方向相反，背向平衡位置时，速度方向跟位移方向相同Ｄ．物体朝左运动，加速度方向跟速度方向相同，朝右运动，加速度方向跟速度方向相反2．关于简谐振动，下列说法正确的是( )Ａ．回复力的方向总是指向平衡位置时，物体的振动一定是简谐振动Ｂ．加速度和速度的方向总跟位移的方向相反Ｃ．物体做简谐振动，速度的方向有时与位移方向相同，有时与位移方向相反Ｄ．物体做简谐振动，加速度最大时，速度也最大３．如图9－3所示，物体可视为质点，以Ｏ为平衡位置，在Ａ、Ｂ间做简谐振动，下列说法中正确的是( )Ａ．物体在Ａ和Ｂ处的加速度为零Ｂ．物体通过点Ｏ时，加速度的方向发生变化Ｃ．回复力的方向总跟物体的速度方向相反Ｄ．物体离开平衡位置Ｏ的运动是匀减速运动4．弹簧振子在光滑水平面上做简谐运动，在振子向平衡位置运动的过程中( )A．振子所受回复力逐渐增大B．振子的位移逐渐增大C．振子的速度逐渐增大D．振子的加速度逐渐增大５．如图9－4所示，在张紧的绳子上挂了ａ、ｂ、ｃ、ｄ四个单摆，摆长关系为，让ｄ摆摆动起（摆角不超过50），则下列说法正确的是( )Ａ．b摆发生振动，其余摆均不动Ｂ．所有的摆均以相同频率振动Ｃ．所有的摆均以相同摆角振动Ｄ．以上说法均不正确６．如图9－5所示，为某物体作受迫振动的共振曲线，从图中可知该物体振动的固有频率是________Ｈz，在驱动力频率由150Hz增大到250Hz的过程中，物体振动的振幅变化情况是_________________.II 能力与素质７．如图9－6所示，有一弹簧振子经过ａ、ｂ两点时动量相同，从ａ到ｂ经历0.2s，从ｂ再回到ａ的最短时间为0.3s，则这个振子的周期为( )Ａ．1sＢ．0.8sC．0.6sD．0.4s８．如图9－7所示，质量为ｍ的物体Ａ放置在质量为Ｍ的物体Ｂ上，Ｂ与弹簧相连，它们一起在光滑水平面上做简谐振动，振动过程中Ａ、Ｂ之间无相对运动，设弹簧的劲度系数为Ｋ，当物体离开平衡位置的位移为ｘ时，Ａ、Ｂ间摩擦力的大小等于( )Ａ．０Ｂ．ＫｘＣ．Ｄ．９．一个水平方向振动的弹簧振子以O为平衡位置在AB做简谐运动，从某时刻开始计时（t=0）,经过周期，振子具有正向最大的加速度，则图9－8中正确反映振子振动情况的是( )10．一个弹簧竖直悬挂一个小球，当弹簧伸长使小球在位置O时处于平衡状态，如图9－9，现将小球向下拉一小段距离后释放，小球在竖直方向做简谐运动，则( )Ａ．小球运动到位置O时，回复力为零Ｂ．当弹簧恢复到原长时，小球的速度最大C．当小球运动到最高点时，弹簧形变量最大D．在运动的过程中，小球的最大加速度一定大于重力加速度11．如图9－10所示，两个木块1、2质量分别为m、，用劲度系数为k 的轻弹簧连在一起，放在水平地面上，将木块１压下一段距离后释放，它就上下做简谐运动，在运动过程中木块２刚好始终不离开地面。

《机械振动和机械波》教学设计方案（第一课时）一、教学目标1. 理解机械震动和机械波的基本观点和原理。

2. 掌握简谐震动的基本特征和计算方法。

3. 了解波的传播规律，包括波的叠加、干涉、衍射等现象。

4. 培养学生的观察、分析和解决问题的能力。

二、教学重难点1. 教学重点：简谐震动和波的传播规律。

2. 教学难点：波的叠加、干涉、衍射等现象的实验操作和诠释。

三、教学准备1. 准备教学PPT和相关视频。

2. 准备实验器械，包括水波发生器、激光笔等。

3. 安置学生预习相关内容，并准备小组讨论的问题。

4. 安排实验时间，确保器械充足且安全。

四、教学过程：（一）引入1. 回顾初中物理中的震动和波动相关知识，用生动实例引出本节课的主题。

2. 提出本节课要探讨的问题：什么是机械震动？什么是机械波？它们是如何产生的？它们有哪些基本特征？（二）新课讲授1. 机械震动：通过实验展示弹簧振子的震动过程，引导学生观察、分析、总结机械震动的定义和特征。

再通过一些实例，让学生更好地理解机械震动在实际中的应用。

2. 机械波：通过水波的实验，引导学生观察、分析、总结机械波的定义和特征。

再通过一些实例，让学生更好地理解机械波的形成和传播过程。

（三）互动讨论1. 组织学生分组讨论：在实际生活中，有哪些现象是机械震动引起的？哪些现象是机械波形成的？并分享各自的观点和证据。

2. 鼓励学生提出疑问，针对学生提出的问题，教师进行解答。

（四）小结1. 总结机械震动和机械波的基本观点和特征。

2. 强调机械震动和机械波在实际生活中的应用。

3. 鼓励学生在平时生活中多观察、思考，发现更多的物理现象。

（五）作业安置1. 要求学生通过网络、书籍等途径，收集一些有关机械震动和机械波的实际应用案例，并分享给全班同砚。

2. 思考：在平时生活中，还有哪些现象可以用波动理论来诠释的？请举例说明。

（六）拓展阅读推荐学生阅读一些与本节课内容相关的科普文章或书籍，以进一步拓展学生的知识面。

城东蜊市阳光实验学校高三物理复习教案第六讲机械振动和机械波祁东县育贤中学撰稿：陈志华校稿：肖仲春一、【考点梳理】1.简谐运动的三个特征简谐运动物体的受力特征：F=kxm；简谐运动的能量特征：机械能转化及守恒；简谐运动的运动特征：变加速运动。

2.单摆的振动规律单摆的摆角越小，其运动越接近简谐运动。

单摆回复力是重力沿切线方向的分力，而不是重力和绳子张力的合力。

3.阻尼振动与无阻尼振动阻尼振动和无阻尼振动的区别只在于外表现象，即振幅是否衰减。

但无阻尼振动不能单一理解成无阻力自由振动，例如：当筹划力补充能量与抑制阻力消耗能量相等时，此时的受迫振动尽管有阻力作用，但由于能量不变，振幅不变，所以仍为无阻尼振动。

4.几个辩析①机械振动能量只取决于振幅，与周期和频率无关；②机械波的传播速度只与介质有关，与周期和频率无关；波由一介质进入另一介质，只改变波速和波长，不改频率；③波干预中振动加强的点比振动减弱的点振幅大，但每一时刻的位移并不一定大，即振动加强的点也有即时位移为零的时候；波的干预图像中除加强和减弱点外，还有振动介于二者之间的质点。

同时波的干预是有前提条件的。

5.波动问题的周期性和多解性波动过程具有时间是是和空间的周期性。

第一：介质在传播振动的过程中，介质中每一个质点相对于平衡位置的位移随时间是是作周期性变化，这表达了时间是是的周期性。

第二：介质中沿波传播方向上各个质点的空间分布具有空间周期性。

如相距波长整数倍的两个质点振动状态一样，即它们在任一时刻的位移、速度及相关量均一样；相距半波长奇数倍的两个质点振动状态相反，即它们在任一时刻的位移、速度及相关量均相反。

双向性与重复性是波的两个根本特征。

波的这两个特征决定了波问题通常具有多解性。

为了准确地表达波的多解性，通常选写出含有“n〞或者者“k〞的通式，再结合某些限制条件，得出所需要的特解，这样可有效地防止漏解。

二、【热身训练】1．如下列图，两单摆摆长一样，平衡时两摆球刚好接触。

高三物理教案的机械振动机械波教案
目的要求:理解简谐振动和波的传播过程中各量变化的规律特点,掌握单摆模型的有关计算横波的传播规律和利用波的图象进行综合分析
简谐振动、振动图像
知识简析一、机械振动
1、机械振动:物体(或物体的一部分)在某一中心位置两侧做的往复运动.
振动的特点:①存在某一中心位置;②往复运动,这是判断物体运动是否是机械振动的条件.
产生振动的条件:①振动物体受到回复力作用;②阻尼足够小;
2、回复力:振动物体所受到的总是指向平衡位置的合外力.
①回复力时刻指向平衡位置;②回复力是按效果命名的, 可由任意性质的力提供.可以是几个力的合力也可以是一个力的分力; ③合外力:指振动方向上的合外力,而不一定是物体受到的合外力.④在平衡位置处:回复力为零,而物体所受合外力不一定为零.如单摆运动,当小球在最低点处,回复力为零,而物体所受的合外力不为零.。