高中物理機(jī)械振動(dòng)和機(jī)械波考點(diǎn)
高中物理機(jī)械振動(dòng)和機(jī)械波考點(diǎn)
機(jī)械振動(dòng)和機(jī)械波作為高中物理學(xué)中重要的知識(shí),在教學(xué)上既是重點(diǎn)內(nèi)容又是難點(diǎn)內(nèi)容，具體有哪些考點(diǎn)呢?下面是學(xué)習(xí)啦小編給大家?guī)?lái)的高中物理機(jī)械振動(dòng)和機(jī)械波考點(diǎn)，希望對(duì)你有幫助。
高中物理機(jī)械振動(dòng)和機(jī)械波考點(diǎn)
(一)機(jī)械振動(dòng)
1. 機(jī)械振動(dòng)
?、?定義：物體(質(zhì)點(diǎn))在某一中心位置兩側(cè)所做的往復(fù)運(yùn)動(dòng)就叫做機(jī)械振動(dòng)，物體能夠圍繞著平衡位置做往復(fù)運(yùn)動(dòng)，必然受到使它能夠回到平衡位置的力即回復(fù)力?；貜?fù)力是以效果命名的力，它可以是一個(gè)力或一個(gè)力的分力，也可以是幾個(gè)力的合力。
② 產(chǎn)生振動(dòng)的必要條件是：
a、物體離開(kāi)平衡位置后要受到回復(fù)力作用。
b、阻力足夠小。
2. 簡(jiǎn)諧振動(dòng)
?、俣x：物體在跟位移成正比，并且總是指向平衡位置的回復(fù)力作用下的振動(dòng)叫簡(jiǎn)諧振動(dòng)。簡(jiǎn)諧振動(dòng)是最簡(jiǎn)單，最基本的振動(dòng)。研究簡(jiǎn)諧振動(dòng)物體的位置，常常建立以中心位置(平衡位置)為原點(diǎn)的坐標(biāo)系，把物體的位移定義為物體偏離開(kāi)坐標(biāo)原點(diǎn)的位移。因此簡(jiǎn)諧振動(dòng)也可說(shuō)是物體在跟位移大小成正比，方向跟位移相反的回復(fù)力作用下的振動(dòng)，即F=-kx，其中“-”號(hào)表示力方向跟位移方向相反。
② 簡(jiǎn)諧振動(dòng)的條件：物體必須受到大小跟離開(kāi)平衡位置的位移成正比，方向跟位移方向相反的回復(fù)力作用。
?、?簡(jiǎn)諧振動(dòng)是一種機(jī)械運(yùn)動(dòng)，有關(guān)機(jī)械運(yùn)動(dòng)的概念和規(guī)律都適用，簡(jiǎn)諧振動(dòng)的特點(diǎn)在于它是一種周期性運(yùn)動(dòng)，它的位移、回復(fù)力、速度、加速度以及動(dòng)能和勢(shì)能(重力勢(shì)能和彈性勢(shì)能)都隨時(shí)間做周期性變化。
3. 描述振動(dòng)的物理量，簡(jiǎn)諧振動(dòng)是一種周期性運(yùn)動(dòng)，描述系統(tǒng)的整體的振動(dòng)情況常引入下面幾個(gè)物理量。
?、?振幅：振幅是振動(dòng)物體離開(kāi)平衡位置的最大距離，常用字母“A”表示，它是標(biāo)量，為正值，振幅是表示振動(dòng)強(qiáng)弱的物理量，振幅的大小表示了振動(dòng)系統(tǒng)總機(jī)械能的大小，簡(jiǎn)諧振動(dòng)在振動(dòng)過(guò)程中，動(dòng)能和勢(shì)能相互轉(zhuǎn)化而總機(jī)械能守恒。
② 周期和頻率，周期是振子完成一次全振動(dòng)的時(shí)間，頻率是一秒鐘內(nèi)振子完成全振動(dòng)的次數(shù)。振動(dòng)的周期T跟頻率f之間是倒數(shù)關(guān)系，即T=1/f。振動(dòng)的周期和頻率都是描述振動(dòng)快慢的物理量，簡(jiǎn)諧振動(dòng)的周期和頻率是由振動(dòng)物體本身性質(zhì)決定的，與振幅無(wú)關(guān)，所以又叫固有周期和固有頻率。
4. 單擺：擺角小于5°的單擺是典型的簡(jiǎn)諧振動(dòng)。
細(xì)線的一端固定在懸點(diǎn)，另一端拴一個(gè)小球，忽略線的伸縮和質(zhì)量，球的直徑遠(yuǎn)小于懸線長(zhǎng)度的裝置叫單擺。單擺做簡(jiǎn)諧振動(dòng)的條件是：最大擺角小于5°，單擺的回復(fù)力F是重力在圓弧切線方向的分力。單擺的周期公式是T=2π √L/g。由公式可知單擺做簡(jiǎn)諧振動(dòng)的固有周期與振幅，擺球質(zhì)量無(wú)關(guān)，只與L和g有關(guān)，其中L是擺長(zhǎng)，是懸點(diǎn)到擺球球心的距離。g是單擺所在處的重力加速度，在有加速度的系統(tǒng)中(如懸掛在升降機(jī)中的單擺)其g應(yīng)為等效加速度。
5. 振動(dòng)圖象。
簡(jiǎn)諧振動(dòng)的圖象是振子振動(dòng)的位移隨時(shí)間變化的函數(shù)圖象。所建坐標(biāo)系中橫軸表示時(shí)間，縱軸表示位移。圖象是正弦或余弦函數(shù)圖象，它直觀地反映出簡(jiǎn)諧振動(dòng)的位移隨時(shí)間作周期性變化的規(guī)律。要把質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)過(guò)程和振動(dòng)圖象聯(lián)系起來(lái)，從圖象可以得到振子在不同時(shí)刻或不同位置時(shí)位移、速度、加速度，回復(fù)力等的變化情況。
6. 機(jī)械振動(dòng)的應(yīng)用——受迫振動(dòng)和共振現(xiàn)象的分析
?、傥矬w在周期性的外力(策動(dòng)力)作用下的振動(dòng)叫做受迫振動(dòng)，受迫振動(dòng)的頻率在振動(dòng)穩(wěn)定后總是等于外界策動(dòng)力的頻率，與物體的固有頻率無(wú)關(guān)。
?、?在受迫振動(dòng)中，策動(dòng)力的頻率與物體的固有頻率相等時(shí)，振幅最大，這種現(xiàn)象叫共振，聲音的共振現(xiàn)象叫做共鳴。
(二)機(jī)械波中的應(yīng)用問(wèn)題
?、贆C(jī)械波產(chǎn)生的必要條件是：
a. 有振動(dòng)的波源;
b. 有傳播振動(dòng)的媒質(zhì)。
?、?機(jī)械波的特點(diǎn)：后一質(zhì)點(diǎn)重復(fù)前一質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)，各質(zhì)點(diǎn)的周期、頻率及起振方向都與波源相同。
?、?機(jī)械波運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)：機(jī)械波是一種運(yùn)動(dòng)形式的傳播，振動(dòng)的能量被傳遞，但參與振動(dòng)的質(zhì)點(diǎn)仍在原平衡位置附近振動(dòng)并沒(méi)有隨波遷移。
?、?描述機(jī)械波的物理量關(guān)系：v=λ / T=λ·f
注：各質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)與波源相同，波的頻率和周期就是振源的頻率和周期，與傳播波的介質(zhì)無(wú)關(guān)，波速取決于質(zhì)點(diǎn)被帶動(dòng)的“難易”，由媒質(zhì)的性質(zhì)決定。
高中物理機(jī)械振動(dòng)和機(jī)械波結(jié)構(gòu)圖
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