第章振动波动光电磁波与相对论[全国卷三年考点考情]说明:(1)简谐运动只限于单摆和弹簧振子;(2)简谐运动的图象只限于位移－时间图象;(3)光的干涉限于双缝干涉、薄膜干涉．第一节机械振动(对应学生用书第238页)[教材知识速填]知识点1简谐运动1．表达式:x＝Asin(ωt＋φ),其中A代表振幅,ω＝2πf表示简谐运动的快慢,(ωt＋φ)代表简谐运动的相位,φ叫做初相．2．简谐运动的图象:图象横轴表示振动时间纵轴表示某时刻质点的位移物理意义表示振动质点的位移随时间的变化规律3.回复力(1)定义:使物体返回到平衡位置的力(2)表达式为F＝－kx.(3)方向:时刻指向平衡位置．(4)来源:振动物体所受的沿振动方向的合力．(5)特点:与位移大小成正比,与位移方向相反．4．描述简谐运动的物理量物理量定义意义位移由平衡位置指向质点所在位置的有向线段描述质点振动中某时刻的位置相对于平衡位置的位移振幅振动物体离开平衡位置的最大距离描述振动的强弱和能量周期振动物体完成一次全振动所需时间描述振动的快慢,两者互为倒数:T＝频率振动物体单位时间内完成全振动的次数相位ωt＋φ描述周期性运动在各个时刻所处的不同状态易错判断(1)简谐运动的平衡位置就是质点所受合力为零的位置．(×)(2)做简谐运动的质点先后通过同一点,回复力、速度、加速度、位移都是相同的．(×)(3)做简谐运动的质点,速度增大时,其加速度一定减小．(√)知识点2受迫振动和共振1．受迫振动(1)概念:振动系统在周期性驱动力作用下的振动．(2)特点:受迫振动的频率等于驱动力的频率,跟系统的固有频率无关．2．共振(1)现象:当驱动力的频率等于系统的固有频率时,受迫振动的振幅最大．(2)条件:驱动力的频率等于固有频率．(3)特征:共振时振幅最大．(4)共振曲线(如图1411所示)图1411易错判断(1)物体做受迫振动时,其振动频率与固有频率无关．(√)(2)物体受迫振动的频率与驱动力的频率无关．(×)(3)共振是受迫振动的一个特例．(√)知识点3实验:用单摆测定重力加速度1．实验原理单摆在偏角很小(小于5°)时的摆动,可看成简谐运动,其固有周期T＝2π,可得g＝,通过实验方法测出摆长l和周期T,即可计算得到当地的重力加速度．2．实验步骤(1)组成单摆实验器材有:带有铁夹的铁架台,中心有孔的小钢球,约1_m长的细线．在细线的一端打一个比小钢球的孔径稍大些的结,将细线穿过小钢球上的小孔,制成一个单摆;将单摆固定在带铁夹的铁架台上,使小钢球自由下垂．(2)测摆长实验器材有:毫米刻度尺和游标卡尺．让摆球处于自由下垂状态时,用刻度尺量出悬线长l线,用游标卡尺测出摆球的直径(2r),则摆长为l＝l线＋r.(3)测周期实验仪器有:秒表．把摆球拉离平衡位置一个小角度(小于5°),使单摆在竖直面内摆动,测量其完成全振动30次(或50次)所用的时间,求出完成一次全振动所用的平均时间,即为周期T.(4)求重力加速度将l和T代入g＝,求g的值;变更摆长3次,重新测量每次的摆长和周期,再取重力加速度的平均值,即得本地的重力加速度．3．数据处理(1)平均值法:用g＝求出重力加速度．(2)图象法:由单摆的周期公式T＝2π可得l＝T2,因此以摆长l为纵轴,以T2为横轴作出的lT2图象是一条过原点的直线,如图1412所示,求出斜率k,即可求出g值．g＝4π2k,k＝＝.图1412易错判断(1)单摆在任何情况下的运动都是简谐运动．(×)(2)对单摆模型,细线的质量及伸缩均不计．(√)(3)单摆摆球的重力提供回复力．(×)(对应学生用书第240页)简谐运动模型及规律1．简谐运动的两种模型模型弹簧振子单摆示意图特点(1)忽略摩擦力,弹簧对小(1)细线的质量、伸缩均可忽略球的弹力提供回复力(2)弹簧的质量可忽略(2)摆角θ很小(3)重力的切向分力提供回复力公式回复力F＝－kx(1)回复力F＝－x(2)周期T＝2π2.简谐运动的五个特征(1)动力学特征:F＝－kx,“－”表示回复力的方向与位移方向相反,k是比例系数,不一定是弹簧的劲度系数．(2)运动学特征:简谐运动的加速度与物体偏离平衡位置的位移成正比而方向相反,为变加速运动,远离平衡位置时,x、F、a、Ep均增大,v、Ek均减小,靠近平衡位置时则相反．(3)周期性特征:相隔T或nT的两个时刻振子处于同一位置且振动状态相同．(4)对称性特征:①相隔或(n为正整数)的两个时刻,振子位置关于...
