2019-2020年高二物理 (人教大纲版)第二册 第九章 机械振动 一、简谐运动(第一课时)

高二物理必修二知识点总结本文将对高二物理必修二的知识点进行总结，主要包括机械振动和机械波、光学以及电磁感应与电磁波三个部分。

每个部分将包括相关概念、公式和相关运用等内容。

一、机械振动和机械波1. 机械振动（1）振动的基本概念振动是物体围绕平衡位置作往复运动的现象。

振幅、周期、频率是描述振动的重要物理量。

（2）简谐振动简谐振动是指振动物体受到一个恢复力，且该力与物体的位移成正比。

简谐振动的振幅、周期、频率和角频率的计算公式为：\[A=\frac{F}k，T = \frac{2\pi}{\omega}, f = \frac{1}{T}, \omega=2\pi f\]（3）受迫振动当一个简谐振动系统受到外力作用时，它的振动为受迫振动。

当外力的频率等于振动系统的固有频率时，系统将发生共振现象。

（4）阻尼振动在振动系统中存在着摩擦力，振动的振幅将随时间逐渐减小，这种振动称为阻尼振动。

2. 机械波（1）波的基本概念波是一种能够传播能量的现象，包括机械波和电磁波两种类型。

（2）机械波的特点机械波传播需要介质，具有传播方向和传播速度，并且可以产生折射、衍射和干涉等现象。

（3）波动方程机械波的波动方程为\[y(x,t) = A \sin(kx±\omega t + φ)\]，其中k为波数，ω为角频率，A 为振幅。

二、光学1. 光的物理特性光是一种电磁波，具有波长、频率、振幅和传播速度等特点。

（2）光的干涉光的干涉是光波互相叠加产生的明暗条纹。

干涉现象可以用来测量光的波长和薄膜的厚度等。

（3）光的衍射光的衍射是光通过一个小孔或射向狭缝后，出现的偏折现象。

衍射可以用来证明光的波动性。

2. 光的几何光学（1）光的反射和折射根据光的反射定律和折射定律，可以求解反射和折射过程中的入射角、反射角和折射角等。

（2）成像公式凸透镜和凹透镜的成像公式分别为\[\frac{1}{f} = \frac{1}{d_o} + \frac{1}{d_i}, \frac{1}{f} = \frac{1}{d_o} - \frac{1}{d_i}\]，其中f为焦距，do为物距，di为像距。

高二物理第九章机械振动第一、二、三节人教版【本讲教育信息】一. 教学内容：第九章 机械振动第一节 简谐振动 第二节振幅、周期和频率 第三节 简谐运动的图象二. 知识要点： 〔一〕简谐振动1. 机械振动的定义：物体在某一中心位置两侧所做的往复运动。

2. 回复力的概念：使物体回到平衡位置的力。

注意：回复力是根据力的效果来命名的，可以是各种性质的力，也可以是几个力的合力或某个力的分力。

3. 简谐运动概念：物体在跟位移大小成正比，并且总是指向平衡位置的力作用下的振动。

特征是：kx F -=；m kx a /-=。

〔特例：弹簧振子〕4. 简谐运动中位移、回复力、速度、加速度的变化规律。

〔参看课本〕〔1〕振动中的位移x 都是以平衡位置为起点的，方向从平衡位置指向末位置、大小为这两位置间的直线距离，在两个“端点〞最大，在平衡位置为零。

〔2〕加速度a 的变化与回F 的变化是一致的，在两个“端点〞最大，在平衡位置为零，方向总是指向平衡位置。

〔3〕速度大小v 与加速度a 的变化恰好相反，在两个“端点〞为零，在平衡位置最大。

除两个“端点〞外任一个位置的速度方向都有两种可能。

〔二〕振幅、周期、频率1. 振幅A 的概念：振动物体离开平衡位置的最大距离称为振幅。

它是描述振动强弱的物理量。

2. 周期和频率的概念：振动的物体完成一次全振动所需的时间称为振动周期，单位是秒；单位时间内完成的全振动的次数称为振动频率，单位是赫兹。

周期和频率都是描述振动快慢的物理量。

注意：全振动是指物体先后两次运动状态．．．．．．．．〔位移和速度〕完全一样．．．．所经历的过程。

振动物体在一个全振动过程通过的路程等于4个振幅。

3. 周期和频率的关系：fT 1=4. 固有频率和固有周期：物体的振动频率，是由振动物体本身的性质决定的，与振幅的大小无关，所以叫固有频率。

振动周期也叫固有周期。

〔三〕简谐运动的图象 1. 简谐运动的图象：〔1〕作法：以横轴表示时间，纵轴表示位移，根据实际数据取单位，定标度，描点。

第二章 机械振动一、简谐运动 1．弹簧振子(1)平衡位置：振子原来静止时的位置．(2)机械振动：我们把物体或物体的一部分在一个位置附近的往复运动称为机械振动，简称振动． (3)弹簧振子：它是小球和弹簧组成的系统的名称，是一个理想化模型． 2.简谐运动及其图像如果质点的位移与时间的关系遵从正弦函数的规律，即它的振动图像(x －t 图像)是一条正弦曲线，这样的振动是一种简谐运动．简谐运动是最基本的振动．弹簧振子中小球的运动就是简谐运动．3．简谐运动的图像 图像的意义：如右图所示，简谐运动的x －t 图像描述的是做简谐运动的质点的位移随时间的变化规律，反映了振动质点各个时刻偏离平衡位置的位移．（1）位移大小的变化规律：向着平衡位置运动时，位移越来越小，平衡位置处等于零，两端点处最大. （2）速度动能大小的变化规律：向着平衡位置运动，速度动能越来越大，平衡位置处最大，最大位移处为零.（3）振动方向：上坡代表质点往上振动，下坡代表质点往下振动。

4．简谐运动的特点简谐运动具有对称性：如图所示，物体在A 与B 间运动，O 点为平衡位置，C 和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 OD ＝t DO ＝t OC ＝t CO ，t DB ＝t BD ＝t CA ＝t AC . (2)速度的对称①物体连续两次经过同一点(如D 点)的速度大小相等，方向相反．②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． (3)位移的对称物体经过关于O 点对称的两点，位移大小相等，方向相反，x C ＝－x D ，x A ＝－x B . 二、描述简谐运动的物理量1．振幅振动物体在振动过程中离开平衡位置的最大距离叫作振动的振幅．振幅是标量，用A 表示，单位是米(m)．振幅是反映振动强弱的物理量，振幅越大表示振动越强．2．周期和频率做简谐运动的物体完成一次全振动所需要的时间叫作振动的周期．单位时间内完成全振动的次数叫作振动的频率．周期和频率都是表示物体振动快慢的物理量．它们的关系是T ＝1/f .在国际单位制中，周期的单位是秒．频率的单位是赫兹，1 Hz ＝1 s －1.弹簧振子的周期表达式kmT π2=。

高二物理第二册〔必修加选修〕第九章第1-2节简谐振动；振幅、周期和频率 人教版【本讲教育信息】一. 教学内容：第九章 第一节 简谐振动 第二节 振幅、周期、频率二. 知识要点：知道什么是简谐运动以及物体做简谐运动回复力特点，理解位移和回复力的概念，理解简谐运动在一次全振动中位移、回复力、加速度和速度的变化情况。

理解弹簧振子概念及实际物体运动抽象为弹簧振子的条件。

理解回复力kx F -=的意义。

知道振幅、周期、频率是描述振动整体特征的物理量，知道它们的物理意义，理解振幅和位移的区别，理解周期和频率的关系，知道什么是固有周期和固有频率。

三. 重点、难点解析：1. 机械振动：物体〔或物体的一局部〕在某一位置附近做往复运动，叫做机械振动，简称振动。

物体受力满足2条才能做振动①是每当物体离开振动的中心位置就受到回复力作用力；②是运动中其它阻力足够小。

描述振动的名词。

① 平衡位置：物体振动停止时的位置也就是静止平衡的位置。

② 回复力：振动物体离开平衡位置就受到一个指向平衡位置的力，叫回复力。

回复力是力的作用效果命名的。

它可以是一个力，也可以是某个力的分力或者几个力的合力。

只要物体离开平衡位置回复力就不为零，方向指向平衡位置。

③ 振动位移：以平衡位置为原点〔起点〕的位移。

数值为从平衡到振动物体到达的位置的直线距离方向由平衡位置指向物体位置。

④ 一次全振动：物体以相同的速度经某位置，又以相同的速度回到同一位置，叫完成一次全振动。

2. 简谐振动：① 弹簧振子：一轻弹簧连接一质点，质点运动时不受摩擦阻力。

这样的装置叫弹簧振子。

弹簧振子沿水平方向运动过程分析，取水平坐标轴，平衡位置为原点。

弹簧处原长状态。

用力拉振子从A 点释放，在以O 为平衡位置在AB 之间往复运动。

取振子从A 点开始计时。

图1③ 回复力：。

④ 简谐运动的定义：质点在跟偏离平衡位置的位移成正比，并总指向平衡位置的回复力作用下的振动叫简谐运动。

⑤ 简谐运动的动力学特征：kx F -=。

机械振动三、基础知识 1、简谐运动的概念①简谐运动的定义：____________________________________________________________。

②简谐运动的物体的位移x 、回复力F 、加速度a 、速度v 、动能E K 、势能E P 的变化规律： A ．在研究简谐运动时位移的起点都必须在平衡位置处。

B ．在平衡位置：位移最小、回复力最小、加速度最小；速度最大、动能最大。

C ．在离开平衡位置最远时：_________________________________________。

D ．振动中：注意以上各量的矢量性和对称性。

③简谐运动机械能守恒，但机械能守恒的振动不一定时简谐运动。

④注意：A ．回复力是效果力。

B ．物体运动到平衡位置不一定处于平衡状态。

C ．简谐运动定义式F=-K x 中的K 不一定是弹簧的劲度系数。

2、总体上描述简谐运动的物理量①振幅A ：______________________称为振幅。

它是描述振动______的物理量。

它是__量。

简谐运动的振幅不变，而位移在时刻变化。

②周期T 和频率f ：_________________________________称为周期T,它是_____量，单位是秒；________________________________称为振动频率，单位是赫兹（Hz ）。

周期和频率都是描述___________的物理量，它们的关系是：T=1/f 。

它们与______无关，由_________________决定，因而以叫_______周期，或______频率。

3、单摆①单摆的概念：在细线的一端拴一个小球，另一端固定在悬点上，________________可忽略，线长远大于球的直径，这样的装置叫单摆。

②单摆的特点：A ．单摆是实际摆的理想化，是一个理想模型;B ．单摆的等时性，在振幅很小的情况下，单摆的振动周期与___________________无关;动C．单摆的回复力由_______________________提供，当最大摆角α<100时，单摆的振动是简谐运动，其振动周期T=__________。

2019-2020年高二物理（人教大纲版）第二册第九章机械振动二、振幅、周期和频率(第一课时)从容说课本节课讲述描述简谐运动的振幅、周期和频率等几个物理量.它是上节课对简谐运动研究的延续,在上节课的基础上引进振幅用来直接反映简谐运动中的最大位移,间接反映简谐运动的能量,引进周期和频率用来反映简谐振动重复运动的快慢.只有切实理解了本节所学的几个物理量,才能更好地、更全面地反映出简谐运动的运动特征.尤其对以后的学习会起到很重要的作用.例如：对交变电流、电磁振荡等知识的学习.结合本节内容的特点,对本节教学的目标定位于：1.知道周期、振幅、频率三个物理量的定义,并理解其物理意义.2.理解周期与频率的关系，并能对二者进行换算．3.知道物体振动固有周期和固有频率．本节课的教学重点在于对周期、频率、振幅的认识和理解．本节课的教学难点是理解振幅与简谐运动能量的定性关系.以及振幅与位移的区别.为了突出重点、突破难点。

使学生能更好地接受知识，本节课采用先学后教、实验演示、讨论总结等方法。

以加深学生的理解,同时采用多媒体辅助教学,以激发学生的学习兴趣，达到圆满完成教学任务的目的．本节课的教学顺序确定如下：复习提问→新课导人→指导自学→归纳总结→强化练习→小结．一、知识目标 _1.知道描述简谐运动的周期、振幅、频率三个物理量．2.理解周期与频率的关系,并能进行两者间的换算．3.了解物体振动的固有周期和固有频率．二、能力目标1.培养学生对知识的归纳、总结能力.2.提高学生对实验的观察、分析能力.三、德育目标通过对简谐运动周期性的学习,使学生理解社会新旧更替.螺旋前进的道理。

教学重点对简谐运动周期、频率、振幅的认识和理解．教学难点1.理解振幅间接反映振动能量的理论依据．2.区分振幅与位移两个物理量．教学方法指导性自学、实验演示、多媒体辅助相结合的综合教学法．教学用具投影片、弹簧振子、秒表、CAI课件课时安排l课时教学过程一、新课导入1.复习提问①什么叫机械振动?②什么叫简谐运动?2.导人通过上节的学习,我们知道了什么是简谐运动,但如何对简谐运动来进行定性的描述和定量的计算呢?这就需要我们引进一些能反映简谐运动特性的物理量——周期、频率和振幅，本节我们就共同来学习这些物理量．二、新课教学(一)振幅、周期和频率．基础知识请学生阅读课文第一部分，同时思考下列问题：[投影片出示]1.什么叫振幅?其物理意义是什么?单位又是什么?用什么符号表示?2.什么叫周期?其物理意义是什么?单位又是什么?用什么符号表示?3.什么叫频率?其物理意义是什么?单位又是什么?用什么符号表示?学生阅读后,得出以上问题的结论：1.a.振动物体离开平衡位置的最大位移叫振幅．b.振幅用来反映振动物体振动的强弱．c.振幅的单位是：米(m)．d.振幅的符号是：A．2.a.做简谐运动的物体完成一次全振动所需要的时间叫周期．b.周期是用来反映物体振动快慢的物理量．c.周期的单位是：秒(s)．d.周期常用符号：T．3.a.做简谐运动的物体，在单位时间内完成全振动的次数叫频率．b.频率是用来反映物体振动快慢的物理量．c.频率的单位是：赫兹(Hz)．d.频率的常用符号：f．深入探究请同学们结合前面所学，考虑以下问题：[投影出示]1.振幅与位移有何区别，有何联系?2.周期与频率有何区别，有何联系?3.试以弹簧振子为例描述一次全振动．学生经过思考、讨论、归纳总结后得出上述问题的结论：1.振幅与位移的区别：a.物理意义不同．振幅是用来反映振动强弱的物理量；位移是用来反映位置变化的物理量．b.矢量性不同.振幅是一标量,只有大小,没有方向；位移是一矢量,既有大小又有方向．振幅与位移的相同点：a.都是反映长度的物理量.振幅是偏离平衡位置的最大距离；位移是偏离平衡位置的距离．其单位都是长度单位．b.位移的最大值就是振幅．2.周期与频率的区别：a.物理意义不同.周期是完成一次全振动所需要的时间；频率是单位时间内完成的全振动的次数．b.单位不同.周期的国际单位是秒；频率的国际单位是赫兹．周期与频率的联系：a.都是用来反映振动快慢的物理量.周期越大,振动得越慢；频率越大,振动得越快.1．b.周期与频率互成倒数关系．即：T=f①O→A→O→A′→O②A→O→ A′→O→A③A′→O→A→O→A′④O→A′→O→A→O教师总结通过上面的学习，我们对描述简谐运动的三个物理量：振幅、周期、频率，已有了一定的认识.下面我们简单应用一下．基础知识应用1.弹簧振子在B、C间做简谐运动，O为平衡位置，BC间距离为10 cm，B→C运动时间为1 s，如图所示.则 ( )A ．从O →C →O 振子做了一次全振动B.振动周期为1s,振幅是10cmC.经过两次全振动．通过的路程是 20cmD.从B 开始经3s ，振子通过路程是30cm2.一个弹簧振子.第一次把弹簧压缩x 后开始振动.第二次把弹簧压缩2x 后开始振动,则两次振动的周期之比和最大加速度的大小之比为（ ）A.1：2，1：2B.1:1,1:1C.1:2,1:2D.1:2,1:13.一个做简谐运动的质点,先后以同样大小的速度通过相距10 cm 的A 、B 两点，历时0.5 s.如图所示,经过B 点后再经过t=0.5 s 质点以方向相反、大小相同的速一次通过B 点．则质点振动的周期是( )A.0.5 s ，B.10sC.2.O sD.4.0s[参考答案]1.解析：振子从0→C →0时位移虽然相同,但速度的方向不同,振动只是半次全振动故A 错.振子从B →c 是半次全振动，故周期T=2 s ，振幅A=OB=2BC =5 cm ．故B 错．由全振动的定义知：振子由B →C →B 为一次全振动,振子路程s=4 A ＝4× 5＝20cm,所以两个全振动的路程中2×20cm=40cm,故C 错。

高二物理机械振动知识点总结导读：我根据大家的需要整理了一份关于《高二物理机械振动知识点总结》的内容，具体内容：高二物理"机械振动和机械波"这一章是非重点章，下面是我给大家带来的，希望对你有帮助。

高二物理机械振动知识点一、机械振动：物体在平衡位置附近所做的...高二物理"机械振动和机械波"这一章是非重点章，下面是我给大家带来的，希望对你有帮助。

高二物理机械振动知识点一、机械振动：物体在平衡位置附近所做的往复运动，叫机械振动。

1、平衡位置：机械振动的中心位置;2、机械振动的位移：以平衡位置为起点振动物体所在位置为终点的有向线段;3、回复力：使振动物体回到平衡位置的力;(1)回复力的方向始终指向平衡位置;(2)回复力不是一重特殊性质的力，而是物体所受外力的合力;4、机械振动的特点：(1)往复性; (2)周期性;二、简谐运动：物体所受回复力的大小与位移成正比，且方向始终指向平衡位置的运动;(1)回复力的大小与位移成正比;(2)回复力的方向与位移的方向相反;(3)计算公式：F=-Kx;如：音叉、摆钟、单摆、弹簧振子;三、全振动：振动物体如：从0出发，经A,再到O，再到A/,最后又回到0的周期性的过程叫全振动。

例1：从A至o,从o至A/,是一次全振动吗?例2：振动物体从A/,出发，试说出它的一次全振动过程;四、振幅：振动物体离开平衡位置的最大距离。

1、振幅用A表示;2、最大回复力F大=KA;3、物体完成一次全振动的路程为4A;4、振幅是表示物体振动强弱的物理量;振幅越大，振动越强，能量越大;五、周期：振动物体完成一次全振动所用的时间;1、T=t/n (t表示所用的总时间，n表示完成全振动的次数)2、振动物体从平衡位置到最远点，从最远点到平衡为置所用的时间相等，等于T/4;六、频率：振动物体在单位时间内完成全振动的次数;1、f=n/t;2、f=1/T;3、固有频率：由物体自身性质决定的频率;七、简谐运动的图像：表示作简谐运动的物体位移和时间关系的图像。