专题十四 机械振动、机械波、光学、电磁波、相对论(选修 3－4) 考纲展示 命题探究1基础点知识点 1 简谐运动 单摆、单摆的周期公式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)平衡位置：物体在振动过程中回复力为零的位置。(3)回复力① 定义：使物体返回到平衡位置的力。② 方向：总是指向平衡位置。③ 来源：属于效果力，可以是某一个力，也可以是几个力的合力或某个力的分力。(4)简谐运动的特征① 动力学特征：F 回＝－ 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。2．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3.简谐运动的两种模型模型弹簧振子单摆示意图简谐运动条件(1)弹簧质量可忽略(2)无摩擦等阻力(3)在弹簧弹性限度内(1)摆线为不可伸缩的轻细线(2)无空气阻力(3)最大摆角很小续表模型弹簧振子单摆回复力弹簧的弹力提供摆球重力沿圆弧切线方向的分力平衡位置弹簧处于原长处最低点周期与振幅无关T＝2π 2能量转化弹性势能与动能的相互转化，机械能守恒重力势能与动能的相互转化，机械能守恒知识点 2 简谐运动的公式和图象1．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＝A sin( 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(1)从平衡位置开始计时，函数表达式为 x＝Asinωt，图象如图甲所示。(2)从最大位移处开始计时，函数表达式为 x＝Acosωt，图象如图乙所示。知识点 3 受迫振动和共振1．三种振动形式的比较振动类型比较项目 自由振动受迫振动共振受力情况仅受回复力周期性驱动力作用周期性驱动力作用振动周期或频率由 系 统 本 身 性 质 决定，即固有周期或固有频率由驱动力的周期或频率决定，即 T＝T 驱或 f＝f 驱T 驱＝T0 或 f 驱＝f0振动能量振动物体的机械能不变由产生驱...
