高考物理大一轮复习 第十四章 第1讲 机械振动讲义（含解析）教科版-教科版高三全册物理教案.docx

机械振动五年高考(全国卷)命题分析五年常考热点五年未考重点机械波及波速公式的应用20182017201620151卷34(2)、2卷34(1)、3卷34(1)1卷34(1)、3卷34(1)3卷34(1)1卷34(2)、2卷34(2)1.简谐振动的规律2.受迫振动和共振3.单摆及周期公式4.波的干涉、衍射和多普勒效应5.实验：探究单摆的摆长与周期的关系6.实验：测定玻璃的折射率波动图像和振动图像的理解201820141卷34(2)1卷34(1)、2卷34(1)光的折射定律的应用20182017201620141卷34(1)、3卷34(2)1卷34(2)、2卷34(2)、3卷34(2)3卷34(2)2卷34(2)光的全反射20182016201520142卷34(2)1卷34(2)2卷34(1)1卷34(2)电磁波20162卷34(1)光的双缝干涉实验201720152卷34(1)1卷34(1)1.考查方式：从近几年高考题来看对于选修3－4内容的考查形式比较固定一般第(1)问为选择题5个选项.从考查内容来看机械振动和机械波、光学和电磁波的相关基础知识和基本方法都曾经命题.第(2)问命题主要以几何光学命题为主.2.命题趋势：从近几年高考命题来看命题形式和内容比较固定应该延续但是题目的情景可能向着贴近生活的方向发展.第1讲机械振动一、简谐运动1.简谐运动(1)定义：如果质点所受的力与它偏离平衡位置位移的大小成正比并且总是指向平衡位置质点的运动就是简谐运动.(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.2.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弹簧质量要忽略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无空气阻力等③最大摆角小于等于5°回复力弹簧的弹力提供摆球重力沿与摆线垂直方向(即切向)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＝2πeq\r(\f(Lg))能量转化弹性势能与动能的相互转化系统的机械能守恒重力势能与动能的相互转化机械能守恒自测1(多选)关于简谐运动的理解下列说法中正确的是()A.简谐运动是匀变速运动B.周期、频率是表征物体做简谐运动快慢程度的物理量C.简谐运动的回复力可以是恒力D.弹簧振子每次经过平衡位置时位移为零、动能最大E.单摆在任何情况下的运动都是简谐运动答案BD二、简谐运动的公式和图像1.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＋φ0)其中A代表振幅ω＝2πf代表简谐运动的快慢ωt＋φ0代表简谐运动的相位φ0叫做初相.2.图像(1)从平衡位置开始计时函数表达式为x＝Asinωt图像如图1甲所示.(2)从最大位移处开始计时函数表达式为x＝Acosωt图像如图乙所示.图1自测2有一弹簧振子振幅为0.8cm周期为0.5s初始时具有负方向的最大加速度则它的振动方程是()A.x＝8×10－3sineq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(4πt＋\f(π2)))mB.x＝8×10－3sineq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(4πt－\f(π2)))mC.x＝8×10－1sineq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(πt＋\f(3π2)))mD.x＝8×10－1sineq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(π4)t＋\f(π2)))m答案A解析振幅A＝0.8cm＝8×10－3mω＝eq\f(2πT)＝4πrad/s.由题知初始时(即t＝0时)振子在正向最大位移处即sinφ0＝1得φ0＝eq\f(π2)故振子做简谐运动的振动方程为：x＝8×10－3sineq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(4πt＋\f(π2)))m选项A正确.三、受迫振动和共振1.受迫振动系统在驱动力作用下的振动.做受迫振动的物体它做受迫振动的周期(或频率)等于驱动力的周期(或频率)而与物体的固有周期(或频率)无关.2.共振做受迫振动的物体它的驱动力的频率与固有频率越接近其振幅就越大当二者相等时振幅达到最大这就是共振现象.共振曲线如图2所示.图2自测3(多选)如图3所示A球振动后通过水平细绳迫使B、C振动振动达到稳定时下列说法中正确的是()图3A.只有A、C的振动周期相等B.C的振幅比B的振幅小C.C的振幅比B的振幅大D.A、B、C的振动周期相等答案CD命题点一简谐运动的规律受力特征回复力F＝－kxF(或a)的大小