专题 50 简谐运动及其描述 单摆 受迫振动和共振（讲）本章考查的热点有简谐运动的特点及图象、波的图象以及波长、波速、频率的关系，光的折射和全反射，题型以选择题和填空题为主，难度中等偏下，波动与振动的综合及光的折射与全反射的综合，有的考区也以计算题的形式考查．复习时应注意理解振动过程中回复力、位移、速度、加速度等各物理量的变化规律、振动与波动的关系及两个图象的物理意义，注意图象在空间和时间上的周期性，分析几何光学中的折射、全反射和临界角问题时，应注意与实际应用的联系，作出正确的光路图；光和相对论部分，以考查基本概念及对规律的简单理解为主，不可忽视任何一个知识点．1．知道简谐运动的概念，理解简谐运动的表达式和图象．2．知道什么是单摆，知道在摆角较小的情况下单摆的运动是简谐运动，熟记单摆的周期公式．3．理解受迫振动和共振的概念，掌握产生共振的条件．1．简谐运动（1）定义：物体在跟位移大小成正比并且总是指向平衡位置的回复力作用下的振动．（2）简谐运动的特征① 动力学特征：F＝－kx．② 运动学特征：x、v、a 均按正弦或余弦规律发生周期性变化（注意 v、a 的变化趋势相反）．③ 能量特征：系统的机械能守恒，振幅 A 不变．（3）描述简谐运动的物理量① 位移 x：由平衡位置指向振动质点所在位置的有向线段，是矢量．② 振幅 A：振动物体离开平衡位置的最大距离，是标量，它表示振动的强弱．③ 周期 T 和频率 f：物体完成一次全振动所需的时间叫做周期，而频率则等于单位时间内完成全振动的次数．它们是表示振动快慢的物理量，二者互为倒数关系：T＝．（4）简谐运动的表达式① 动力学表达式：F＝－kx，其中“－”表示回复力与位移的方向相反．② 运动学表达式：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．单摆（1）定义：如图所示，在细线的一端拴一个小球，另一端固定在悬点上，如果线的伸长和质量都不计，球的直径比摆线短得多，这样的装置叫做单摆．1（2）视为简谐运动的条件：摆角小于 5°．（3）回复力：小球所受重力沿圆弧切线方向的分力，即：F＝－mgsin θ＝－xLmg＝－kx，F 的方向与位移 x 的方向相反．（4）周期公式：gLT2（5）单摆的等时性：单摆的振动周期取决于摆长 l 和重力加速度 g，与振幅和振子（小球）质量都没有关系．3．受迫振动与共振（1）受迫振动：...
