高中物理3-4機(jī)械運動機(jī)械波部分知識點及習(xí)題

1、機(jī)械運動與機(jī)械波機(jī)械運動與機(jī)械波Ⅰ.基礎(chǔ)鞏固基礎(chǔ)鞏固一、機(jī)械振動一、機(jī)械振動1、機(jī)械振動：物體（或物體的一部分）在某一中心位置兩側(cè)做的往復(fù)運動振動的特點:①存在某一中心位置②往復(fù)運動這是判斷物體運動是否是機(jī)械振動的條件.產(chǎn)生振動的條件:①振動物體受到回復(fù)力作用②阻尼足夠小2、回復(fù)力：振動物體所受到的總是指向平衡位置的合外力①回復(fù)力時刻指向平衡位置②回復(fù)力是按效果命名的可由任意性質(zhì)的力提供可以是幾個力的合力也可以是一個力的分力③合外力：指

2、振動方向上的合外力，而不一定是物體受到的合外力④在平衡位置處：回復(fù)力為零，而物體所受合外力不一定為零如單擺運動，當(dāng)小球在最低點處，回復(fù)力為零，而物體所受的合外力不為零3、平衡位置：是振動物體受回復(fù)力等于零的位置；也是振動停止后，振動物體所在位置；平衡位置通常在振動軌跡的中點?！捌胶馕恢谩辈坏扔凇捌胶鉅顟B(tài)”。平衡位置是指回復(fù)力為零的位置，物體在該位置所受的合外力不一定為零。（如單擺擺到最低點時，沿振動方向的合力為零，但在指向懸點方向上的合

3、力卻不等于零，所以并不處于平衡狀態(tài)）二、簡諧振動及其描述物理量二、簡諧振動及其描述物理量1、振動描述的物理量（1）位移：由平衡位置指向振動質(zhì)點所在位置的有向線段①是矢量，其最大值等于振幅；②始點是平衡位置，所以跟回復(fù)力方向永遠(yuǎn)相反；③位移隨時間的變化圖線就是振動圖象（2）振幅：離開平衡位置的最大距離①是標(biāo)量；②表示振動的強弱；（3）周期和頻率：完成一次全變化所用的時間為周期T，每秒鐘完成全變化的次數(shù)為頻率f①二者都表示振動的快慢；②二者

4、互為倒數(shù)；T=1f；③當(dāng)T和f由振動系統(tǒng)本身的性質(zhì)決定時（非受迫振動），則叫固有頻率與固有周期是定值，固有周期和固有頻率與物體所處的狀態(tài)無關(guān)2、簡諧振動：物體所受的回復(fù)力跟位移大小成正比時，物體的振動是簡偕振動①受力特征：回復(fù)力F=—KX。②運動特征：加速度a=一kx／m，方向與位移方向相反，總指向平衡位置。簡諧運動是一種變加速運動，在平衡位置時，速度最大，加速度為零；在最大位移處，速度為零，加速度最大。說明：①判斷一個振動是否為簡諧運

5、動的依據(jù)是看該振動中是否滿足上述受力特征或運動特征。②簡諧運動中涉及的位移、速率、加速度的參考點，都是平衡位置.三彈簧振子：三彈簧振子：1、一個可作為質(zhì)點的小球與一根彈性很好且不計質(zhì)量的彈簧相連組成一個彈簧振子一般來講，彈簧振子的回復(fù)力是彈力（水平的彈簧振子）或彈力和重力的合力（豎直的彈簧振子）提供的彈簧振子與質(zhì)點一樣，是一個理想的物理模型2、彈簧振子振動周期：T=2，只由振子質(zhì)量和彈簧的勁度決定，與振幅無關(guān)，km?衡位置（O點）一定是

6、對稱的，振子由b經(jīng)O到a所用的時間也是02s，由于“從b再回到a的最短時間是04s，”說明振子運動到b后是第一次回到a點，且Ob不是振子的最大位移。設(shè)圖中的c、d為最大位移處，則振子從b→c→b歷時02s，同理，振子從a→d→a，也歷時02s，故該振子的周期T＝08s，根據(jù)周期和頻率互為倒數(shù)的關(guān)系，不難確定該振子的振動頻率為125Hz。綜上所述，本題應(yīng)選擇（B）。五、簡諧運動圖象五、簡諧運動圖象1.物理意義：表示振動物體（或質(zhì)點）的位移

7、隨時間變化的規(guī)律2.坐標(biāo)系：以橫軸表示時間，縱軸表示位移，用平滑曲線連接各時刻對應(yīng)的位移末端即得3.特點：簡諧運動的圖象是正弦（或余弦）曲線4.應(yīng)用：①可直觀地讀取振幅A、周期T以及各時刻的位移x；②判定各時刻的回復(fù)力、速度、加速度方向；③判定某段時間內(nèi)位移、回復(fù)力、加速度、速度、動能、勢能、等物理量的變化情況注意：①振動圖象不是質(zhì)點的運動軌跡②計時點一旦確定，形狀不變，僅隨時間向后延伸。③簡諧運動圖像的具體形狀跟計時起點及正方向的規(guī)定

8、有關(guān)。六、單擺六、單擺1、單擺：在細(xì)線的一端掛上一個小球，另一端固定在懸點上，如果線的伸縮和質(zhì)量可以忽略，球的直徑比線長短得多，這樣的裝置叫做單擺這是一種理想化的模型，一般情況下細(xì)線（桿）下接一個小球的裝置都可作為單擺2、單擺振動可看做簡諧運動的條件是：在同一豎直面內(nèi)擺動擺角θ＜1003、單擺振動的回復(fù)力是重力的切向分力，不能說成是重力和拉力的合力。在平衡位置振子所受回復(fù)力是零，但合力是向心力，指向懸點，不為零。4、單擺的周期：當(dāng)l、g

9、一定，則周期為定值T=2π，與小球是否運動無關(guān)與gl擺球質(zhì)量m、振幅A都無關(guān)。其中擺長l指懸點到小球重心的距離，重力加速度為單擺所在處的測量值。要區(qū)分?jǐn)[長和擺線長。5、小球在光滑圓弧上的往復(fù)滾動，和單擺完全等同。只要擺角足夠小，這個振動就是簡諧運動。這時周期公式中的l應(yīng)該是圓弧半徑R和小球半徑r的差。6、秒擺：周期為2s的單擺其擺長約為lm.【例4】4】如圖為一單擺及其振動圖象，回答：（1）單擺的振幅為，頻率為，擺長為，一周期內(nèi)位移x（

10、F回、a、Ep）最大的時刻為解析解析：由縱坐標(biāo)的最大位移可直接讀取振幅為3crn橫坐標(biāo)可直接讀取完成一個全振動即一個完整的正弦曲線所占據(jù)的時間軸長度就是周期T=2s，進(jìn)而算出頻率f=1T=0.5Hz，算出擺長l=gT24π2=1m從圖中看出縱坐標(biāo)有最大值的時刻為05s末和15s末【例5】5】若擺球從E指向G為正方向，α為最大擺角，則圖象中O、A、B、C點分別對應(yīng)單擺中的點一周期內(nèi)加速度為正且減小，并與速度同方向的時間范圍是。勢能增加且速