(全国通用版)2019版高考物理一轮复习选考部分第一章波1.1机械振动课件
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机械振动与机械波机械波相关物理量的计算掌握简谐运动的概念和描述简谐振动的物理量以及简谐运动的表达式和图像;掌握受迫振动和共振的概念,了解产生共振的条件;掌握波的形成条件及特点,了解横波和纵波,掌握波速、波长和频率的关系,会分析波的图像,掌握振动图像和波动图像的综合分析方法;掌握波的干涉、衍射和多普勒效应,掌握干涉、衍射的条件。
核心考点01机械振动一、弹簧振子 (3)二、简谐振动 (3)三、描述简谐运动的物理量 (5)四、简谐振动图像 (6)五、简谐运动的性质 (7)六、简谐振动的两种模型 (7)七、外力作用下的振动 (9)核心考点02 机械波 (12)一、机械波 (12)二、波的描述 (13)三、波动图像 (14)四、波的反射、折射和衍射 (17)五、波的干涉 (18)六、多普勒效应 (20)01一、弹簧振子1、定义由小球和弹簧组成的系统,是一种理想模型,如下图所示,如果球与杆之间的摩擦可以忽略,且弹簧的质量与小球的质量相比也可以忽略,则该系统为弹簧振子。
2、机械振动振子在平衡位置附近的往复运动,简称振动。
平衡位置:振子原来静止时的位置。
看作弹簧振子的条件:构成弹簧振子的小球体积足够小,可以认为小球是一个质点;弹簧的质量比小球的质量小得多,弹簧的质量可以忽略,认为质量集中于振子(小球);忽略弹簧以及小球与水平杆之间的摩擦力;小球从平衡位置被拉开的位移在弹性限度内。
弹簧振子的位移—时间图像:横坐标表示振子振动的时间,纵坐标表示振子相对平衡位置的位移(沿着振动方向),它反映了弹簧振子的位移随时间变化的规律。
二、简谐振动1、定义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,这样的振动叫做简谐运动。
动力学定义:如果质点所受的力与它偏离平衡位置位移的大小成正比,并且总是指向平衡位置,质点的运动就是简谐运动。
2、条件如果物体在运动方向上所受的力与它偏离平衡位置位移的大小成正比,并且总是指向平衡位置,质点的运动就是简谐运动。
1.2机械波高效演练·创新展望1.(多项选择)(2018 ·绵阳模拟)一频率为600Hz的声源以20rad/s的角速度沿一半径为0.8m 的圆周(圆心为O点)做匀速圆周动运,一观察者站在离圆心很远的P点且相对于圆心静止,以以下图,则观察者接收到()A.声源在A点时发出声音的频率大于600HzB.声源在B点时发出声音的频率等于600HzC.声源在C点时发出声音的频率等于600HzD.声源在C点时发出声音的频率小于600HzE.声源在D点时发出声音的频率小于600Hz【分析】选A、B、D。
依据多普勒效应,当声源和观察者凑近时,观察者接收的频率高于声源自己频率;当声源和观察者远离时,观察者接收的频率低于声源自己频率,由图可知,在A点有凑近的趋向,频率变大;在C 点有远离的趋向,频率变小;在B、D点速度方向与两者间距离垂直,频率不变,故A、B、D正确,C、E错误。
2.(多项选择)(2018 ·沧州模拟)图甲为某一简谐波在t=0时辰的波形图,图乙为图甲中均衡地址位于x=2m处的质点B的振动图象,质点C的均衡地址位于x=4m 处。
则以下说法正确的选项是( ) A.该简谐波沿x轴负方向流传,其波速v=4m/sB.在0~3.5s时间内,质点B运动的行程为3.5mC.在t=2s时辰,质点C恰好经过均衡地址向y轴正方向运动D.要使该波可以发生明显的衍射,则阻碍物的尺寸应远大于4mE.若该波能与另一列波发生稳固的干涉,则另一列波的频率为0.5Hz 【分析】选B、C、E。
由题图乙质点B的振动图象可知,t=0时辰,质点题图甲,可知该简谐波沿x轴正方向流传,由题图甲可知简谐波的波长为B的振动方向为沿y轴负方向,比较λ=4m,由题图乙可知,波的周期为T=2s,其波速v==2m/s,A错误。
在0~3.5s 时间内,质点B运动行程为s=7A=7×0.5m=3.5m,B正确。
在t=2s 时辰,质点C经过一个周期恰好经过均衡地址向y轴正方向运动,C正确。