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高考物理知識(shí)點(diǎn):機(jī)械振動(dòng)和機(jī)械波

來源:百度文庫(kù) 2012-11-19 16:46:27

  1.簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)

 �。�1)定義:物體在跟偏離平衡位置的位移大小成正比,并且總是指向平衡位置的回復(fù)力的作用下的振動(dòng),叫做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)。

 �。�2)簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的特征:回復(fù)力F=-kx,加速度a=-kx/m,方向與位移方向相反,總指向平衡位置。

  簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)是一種變加速運(yùn)動(dòng),在平衡位置時(shí),速度最大,加速度為零;在最大位移處,速度為零,加速度最大。

  (3)描述簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的物理量

 �、傥灰苮:由平衡位置指向振動(dòng)質(zhì)點(diǎn)所在位置的有向線段,是矢量,其最大值等于振幅。

  ②振幅A:振動(dòng)物體離開平衡位置的最大距離,是標(biāo)量,表示振動(dòng)的強(qiáng)弱。

 �、壑芷赥和頻率f:表示振動(dòng)快慢的物理量,二者互為倒數(shù)關(guān)系,即T=1/f。

 �。�4)簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的圖像

 �、僖饬x:表示振動(dòng)物體位移隨時(shí)間變化的規(guī)律,注意振動(dòng)圖像不是質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)軌跡。

 �、谔攸c(diǎn):簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的圖像是正弦(或余弦)曲線。

 �、蹜�(yīng)用:可直觀地讀取振幅A、周期T以及各時(shí)刻的位移x,判定回復(fù)力、加速度方向,判定某段時(shí)間內(nèi)位移、回復(fù)力、加速度、速度、動(dòng)能、勢(shì)能的變化情況。

  2.彈簧振子:周期和頻率只取決于彈簧的勁度系數(shù)和振子的質(zhì)量,與其放置的環(huán)境和放置的方式無任何關(guān)系。如某一彈簧振子做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)時(shí)的周期為T,不管把它放在地球上、月球上還是衛(wèi)星中;是水平放置、傾斜放置還是豎直放置;振幅是大還是小,它的周期就都是T。

  3.單擺:擺線的質(zhì)量不計(jì)且不可伸長(zhǎng),擺球的直徑比擺線的長(zhǎng)度小得多,擺球可視為質(zhì)點(diǎn)。單擺是一種理想化模型。

    (1)單擺的振動(dòng)可看作簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的條件是:最大擺角α<5°。

 �。�2)單擺的回復(fù)力是重力沿圓弧切線方向并且指向平衡位置的分力。



 �、僭谡穹苄〉臈l件下,單擺的振動(dòng)周期跟振幅無關(guān)。

 �、趩螖[的振動(dòng)周期跟擺球的質(zhì)量無關(guān),只與擺長(zhǎng)L和當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣萭有關(guān)。

 �、蹟[長(zhǎng)L是指懸點(diǎn)到擺球重心間的距離,在某些變形單擺中,擺長(zhǎng)L應(yīng)理解為等效擺長(zhǎng),重力加速度應(yīng)理解為等效重力加速度(一般情況下,等效重力加速度g‘等于擺球靜止在平衡位置時(shí)擺線的張力與擺球質(zhì)量的比值)。

  4.受迫振動(dòng)

  (1)受迫振動(dòng):振動(dòng)系統(tǒng)在周期性驅(qū)動(dòng)力作用下的振動(dòng)叫受迫振動(dòng)。

  (2)受迫振動(dòng)的特點(diǎn):受迫振動(dòng)穩(wěn)定時(shí),系統(tǒng)振動(dòng)的頻率等于驅(qū)動(dòng)力的頻率,跟系統(tǒng)的固有頻率無關(guān)。

  (3)共振:當(dāng)驅(qū)動(dòng)力的頻率等于振動(dòng)系統(tǒng)的固有頻率時(shí),振動(dòng)物體的振幅最大,這種現(xiàn)象叫做共振。

  共振的條件:驅(qū)動(dòng)力的頻率等于振動(dòng)系統(tǒng)的固有頻率。

  5.機(jī)械波:機(jī)械振動(dòng)在介質(zhì)中的傳播形成機(jī)械波。

 �。�1)機(jī)械波產(chǎn)生的條件:①波源;②介質(zhì)

 �。�2)機(jī)械波的分類①橫波:質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)方向與波的傳播方向垂直的波叫橫波。橫波有凸部(波峰)和凹部(波谷)。

 �、诳v波:質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)方向與波的傳播方向在同一直線上的波叫縱波�?v波有密部和疏部。

 �。圩⒁猓輾怏w、液體、固體都能傳播縱波,但氣體、液體不能傳播橫波。

 �。�3)機(jī)械波的特點(diǎn)

 �、贆C(jī)械波傳播的是振動(dòng)形式和能量。質(zhì)點(diǎn)只在各自的平衡位置附近振動(dòng),并不隨波遷移。

 �、诮橘|(zhì)中各質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)周期和頻率都與波源的振動(dòng)周期和頻率相同。③離波源近的質(zhì)點(diǎn)帶動(dòng)離波源遠(yuǎn)的質(zhì)點(diǎn)依次振動(dòng)。

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