高三物理复习机械振动和机械波专题
一、重点知识回顾(一)机械振动的应用1掌握简谐振动中各物理量的周期性变化特点和变化关系。(1)简谐振动的动力学特征是Fkx,振动中,物体所受的回复力(或加速度)方向始终与位移方向相反,且总是指向平衡位置,大小与位移大小成正比,k为回复力与位移的比例常数(不一定是弹簧的劲度系数)。(2)从运动学角度看,简谐振动是一种周期性运动,相关物理量也随时间作周期性变化,其中位移、速度、加速度、回复力都为矢量,随时间作周期性变化;而动能和势能为标量,变化周期为
T。2
(3)简谐振动的速度大小与位移(加速度)大小变化规律总相反,速度变大时位移(加速度)变小,速度变小时位移(加速度)变大,速度最大时位移(加速度)为零;速度的方向与位移方向有时相同,有时相反,因此简谐振动要么做加速度变大的减速运动,要么做加速度变小的加速运动。2正确认识单摆的周期公式(1)单摆在最大摆角5时,其周期只与摆长和重力加速度有关。(2)实际应用:不同环境下的单摆,如放在加速运动的升降机中,或将单摆放在匀强电场中,需将单摆周期公式:T2
L中的g换成视重加速度g,视重加速度等于摆锤g
相对悬点静止时,悬线拉力与摆锤质量的比值。3机械振动的应用受迫振动和共振现象的分析(1)物体在周期性的外力(策动力)作用下的振动叫做受迫振动,受迫振动的频率在振动稳定后总是等于外界策动力的频率,与物体的固有频率无关。(2)在受迫振动中,策动力的频率与物体的固有频率相等时,振幅最大,这种现象叫共振,声音的共振现象叫做共鸣。(二)机械波中的应用问题1理解机械波的形成及其概念。(1)机械波产生的必要条件是:1有振动的波源;2有传播振动的媒质。(2)机械波的特点:后一质点重复前一质点的运动,各质点的周期、频率及起振方向都与波源相同。(3)机械波运动的特点:机械波是一种运动形式的传播,振动的能量被传递,但参与振动的质点仍在原平衡位置附近振动并没有随波迁移。(4)描述机械波的物理量关系:v
T
f
注:各质点的振动与波源相同,波的频率和周期就是振源的频率和周期,与传播波的介质无关,波速取决于质点被带动的“难易”,由媒质的性质决定。2会用图像法分析机械振动和机械波。振动图像,例:波的图像,例:
振动图像与波的图像的区别
横坐标表示质点的振动时间横坐标表示介质中各质点的平衡位置r