第十一章振动和波考纲要览主题内容要求简谐运动简谐运动Ⅰ简谐运动的公式和图象Ⅱ受迫振动和共振Ⅰ单摆单摆、周期公式Ⅰ机械波机械波Ⅰ横波和纵波Ⅰ横波的图象Ⅱ波速、波长和频率（周期）的关系Ⅱ波的特点波的干涉和衍射现象、多普勒效应Ⅰ电磁波变化的磁场产生电场、变化的电场产生磁场、电磁波及其传播Ⅰ电磁波的产生、发射和接收Ⅰ电磁波谱Ⅰ相对论简介狭义相对论的基本假设Ⅰ质速关系、质能关系Ⅰ相对论质能关系式Ⅰ考向预测本章知识涵盖电学与力学，在历年高考考题出现频率大,难度适中.新增的高考内容“相对论简介”一般不会出现难度大的试题，但是对基本思想的理解不透彻就会构成“难度”！“利用单摆测量重力加速度”的实验是高中阶段的重要实验之一，要引起重视.本章考题一般以填空、选择题的形式出现，也有可能出现计算题.第1课时简谐运动基础知识回顾1．机械振动（1）机械振动是物体在某一位置附近的往复运动.这一位置叫做平衡位置.（2）这种往复运动是因为物体受到了相应的力，该力总是把试图离开平衡位置的物体拉向平衡位置，叫做回复力.这是物体做机械振动的条件.2．简谐运动（1）简谐运动是最简单的机械振动形式，因为做简谐运动的物体受到的回复力与该物体离开平衡位置的位移成正比.（2）现阶段我们总是从振动质点的受力情况来确定物体是否做简谐运动，并总是选择平衡位置作为参考点，从平衡位置指向物体所在的位置的有向线段叫做振动质点的位移.考虑到位移的方向，我们可以把回复力写成下面的形式：F=-kx利用上式就能确定物体做简谐运动.步骤是：首先分析物体的受力，再求出物体在振动方向上的合力，看该合力的方向是否指向平衡位置、是否与位移成正比。满足了这点，物体不做简谐运动都不行了.要注意的是：回复力也是根据效果来命名的，一个单独的力、几个力的合力、某个力的分力都可以担当回复力.（3）当物体做简谐运动时，运动的周期是完成一次全振动所用的时间。计算周期的公式是：kmT/2（固有周期）全振动是指：从物体在某一位置的运动开始，直到物体下一次以相同的速度（或动量）到达该位置的过程.（4）若简谐运动的位移图象为图11-1-1那么该振动图象的解析式是：tTAtAx2sinsin用余弦函数表示就是)22cos(sintTAtAx其中A叫做简谐运动的振幅,意义是:质点离开平衡位置的最大位移,叫做圆频率,在以余弦表达的关系式中2叫做初相,)22(tT叫做相位.任意简谐运动都可以表示成为这样的形式：)cos()22cos(sin0tAftAtAx0就是初相，表示振子的初始状态。（5）理想化的弹簧振子模型：一根光滑的水平细杆上套一轻弹簧，弹簧一端固定，另一端连一小球，小球也套在细杆上.通过拉小球把弹簧拉变形后松开小球，小球就在水平杆上振动起来.此时，小球就做简谐运动，因为它受到的回复力恰好就是弹簧形变后的力，由胡克定律确定：kxF，负号表示力的方向与振子的位移相反.弹簧振子的位置与速度（动量）随时间周期性变化，其振动的总机械能不变，但是动能与弹性势能在不断相互转化.在弹簧的形变最大时，具有最大的弹性势能而动能最小；在振子经过平衡位置时，动能最大而势能最小.要注意到的是，能量转化的周期只有简谐运动周期的一半.(6)简谐运动的周期性与对称性是高考考查的难点知识,特别是对称性体现在:平衡位置两侧的运动是对称的.(7)受迫振动是物体在周期性外力作用下的振动,此周期性外力叫做驱动力.共振是当驱动力频率与物体固有振动频率接近时发生的受迫振动.重点难点例析一、确定物体做简谐运动的方法分析物体所受到的力,看物体在振动方向上受到的回复力是否满足简谐运动的要求.【例1】一根均匀细木杆,一端固定一铁钉(使木杆能竖直立于水上)放入水中,如图11-1-2..现用力把杆往下压,松开后,杆将如何运动(忽略水的粘滞阻力)?【解析】杆受到重力与水的浮力作用,现在是处于稳定的平衡状态.当用力把杆往下压时,在重力不变的情况下,浮力增大,阻碍杆向下,松开压力后使杆上升.而杆回到原来的平衡态时,由于具有了一定的速度,它不会停在平衡位置,继续上升,浮力小于重力,速度减小到零后,又开始向下,从而形成机械振动.以现在杆...
