物理高考骄子之路第一轮总复习151演示教学.ppt

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1、物理高考骄子之路第一轮总复习151高考研读高考研读 考点要求考点要求命题视角命题视角复习策略复习策略简谐运动简谐运动 简谐运动公式和图象简谐运动公式和图象 单摆和周期公式单摆和周期公式 受迫振动、共振受迫振动、共振机械波、横波和纵波机械波、横波和纵波 横波的图象横波的图象 波速、波长和频率波速、波长和频率(周期周期)的关系的关系 波的干涉和衍射现象波的干涉和衍射现象 多普勒效应多普勒效应 实验实验14探究单摆的运动探究单摆的运动用单摆测定重力加速度用单摆测定重力加速度对于振动与波，高考试题均立足于对于振动与波，高考试题均立足于对基础知识和基本研究方法的考查对基础知识和基本研究方法的考查振动和波

2、的知识点虽然不是很多，振动和波的知识点虽然不是很多，但概念性强考查点有简谐运动、但概念性强考查点有简谐运动、振动的周期和频率、共振、波长、振动的周期和频率、共振、波长、单摆的周期公式、机械波的波长、单摆的周期公式、机械波的波长、频率、波速关系、波的叠加、干涉频率、波速关系、波的叠加、干涉和衍射等概念和规律，应结合振动和衍射等概念和规律，应结合振动图象和波的图象理解掌握最近几图象和波的图象理解掌握最近几年计算题倾向考查注意振动的周期年计算题倾向考查注意振动的周期性和波的问题的多解问题性和波的问题的多解问题.复习过程中要加强复习过程中要加强对基本概念的记忆对基本概念的记忆和理解，尤其要结和理解，尤

3、其要结合振动图象与波的合振动图象与波的图象来分析振动与图象来分析振动与波的特点和规律，波的特点和规律，并切实掌握两种图并切实掌握两种图象的区别和联系象的区别和联系.机械振动知识体系机械振动知识体系第第1节节 机械振动机械振动栏栏 目目 导导 航航1234抓知识点抓重难点课时跟踪检测抓易错点抓知识点抓知识点 用心研读用心研读 领悟细微深处领悟细微深处1一、简谐运动一、简谐运动1简谐运动简谐运动(1)定定义义：物物体体在在跟跟位位移移大大小小成成正正比比并并且且总总是是指指向向_的的回回复复力力作作用用下下的振动的振动(2)平衡位置：物体在振动过程中平衡位置：物体在振动过程中_为零的位置为零的位置

4、(3)回复力回复力定义：使物体返回到定义：使物体返回到_的力的力方向：总是指向方向：总是指向_来来源源：属属于于_力力，可可以以是是某某一一个个力力，也也可可以以是是几几个个力力的的_或或某某个个力的力的_平衡位置平衡位置回复力回复力平衡位置平衡位置平衡位置平衡位置效果效果合力合力分力分力(4)简谐运动的特征简谐运动的特征动力学特征：动力学特征：F回回_.运运动动学学特特征征：x、v、a均均按按正正弦弦或或余余弦弦规规律律发发生生周周期期性性变变化化(注注意意v、a的的变变化化趋势相反趋势相反)能量特征：系统的机械能守恒，振幅能量特征：系统的机械能守恒，振幅A不变不变kx2简谐运动的两种模型简

5、谐运动的两种模型弹簧振子弹簧振子单摆单摆模型示模型示意图意图条件条件忽略弹簧质量、无摩擦、在弹忽略弹簧质量、无摩擦、在弹簧的弹性限度内运动簧的弹性限度内运动细线不可伸长、摆球足够小且细线不可伸长、摆球足够小且密度大、摆角很小密度大、摆角很小弹簧振子弹簧振子单摆单摆平衡位置平衡位置弹簧原长处弹簧原长处小球运动轨迹的最低点小球运动轨迹的最低点回复力回复力弹簧的弹力提供弹簧的弹力提供摆球重力沿与摆线垂直方向摆球重力沿与摆线垂直方向的分力的分力周期公式周期公式不作要求不作要求T _能量转化能量转化弹性势能与动能相互转化，弹性势能与动能相互转化，机械能守恒机械能守恒重力势能与动能相互转化，重力势能与动能

6、相互转化，机械能守恒机械能守恒判断正误判断正误1简谐运动是匀变速运动简谐运动是匀变速运动()2周期、频率是表征物体做简谐运动快慢程度的物理量周期、频率是表征物体做简谐运动快慢程度的物理量()3振幅等于振子运动轨迹的长度振幅等于振子运动轨迹的长度()4简谐运动的回复力可以是恒力简谐运动的回复力可以是恒力()5弹簧振子每次经过平衡位置时，位移为零、动能最大弹簧振子每次经过平衡位置时，位移为零、动能最大()6单摆在任何情况下的运动都是简谐运动单摆在任何情况下的运动都是简谐运动()即时突破即时突破二、简谐运动的公式和图象二、简谐运动的公式和图象1简谐运动的表达式简谐运动的表达式(1)动力学表达式：动力

7、学表达式：F_，其中，其中“”表示回复力与位移的方向相反表示回复力与位移的方向相反(2)运运动动学学表表达达式式：x_，其其中中A代代表表振振幅幅，2f表表示示简简谐谐运运动动的的快慢，快慢，(t)代表简谐运动的相位，代表简谐运动的相位，叫作叫作_kxAsin(t)初相位初相位2简谐运动的图象简谐运动的图象(1)从从_开始计时，函数表达式开始计时，函数表达式xAsint，图象如图甲所示，图象如图甲所示(2)从从_开始计时，函数表达式为开始计时，函数表达式为xAcost，图象如图乙所示，图象如图乙所示平衡位置平衡位置最大位移处最大位移处三、三种振动三、三种振动1三种振动的比较三种振动的比较项目项

8、目自由振动自由振动受迫振动受迫振动共振共振受力情况受力情况仅受回复力仅受回复力周期性驱动力作用周期性驱动力作用周期性驱动力作周期性驱动力作用用振动周期或振动周期或频率频率由由_决定，决定，即固有周期或固有频率即固有周期或固有频率由由_决定，即决定，即TT驱驱或或ff驱驱T驱驱T固固或或f驱驱f固固振动能量振动能量振动物体的机械能不变振动物体的机械能不变由产生驱动力的物体提供由产生驱动力的物体提供振动物体获得的振动物体获得的能量最大能量最大系统本身性质系统本身性质驱动力的周期或频率驱动力的周期或频率2.共振曲线共振曲线如下图所示，当驱动力的频率等于系统的固有频率时，振动的振幅最大如下图所示，当驱

9、动力的频率等于系统的固有频率时，振动的振幅最大(多多选选)如如图图所所示示，A球球振振动动后后，通通过过水水平平细细绳绳迫迫使使B、C振振动动，振振动达到稳定时，下列说法中正确的是动达到稳定时，下列说法中正确的是()A只有只有A、C的振动周期相等的振动周期相等BC的振幅比的振幅比B的振幅小的振幅小CC的振幅比的振幅比B的振幅大的振幅大DA、B、C的振动周期相等的振动周期相等即时突破即时突破解解析析：由由题题意意知知，A做做自自由由振振动动，其其振振动动周周期期就就等等于于其其固固有有周周期期，而而B、C在在A产产生生的的驱驱动动力力作作用用下下做做受受迫迫振振动动，受受迫迫振振动动的的周周期期

10、等等于于驱驱动动力力的的周周期期，即即等等于于A的的固固有有周周期期，所所以以三三个个单单摆摆的的振振动动周周期期相相等等由由于于C、A的的摆摆长长相相等等，则则C的的固固有有周周期期与与驱驱动力周期相等，产生共振，其振幅比动力周期相等，产生共振，其振幅比B摆大，所以摆大，所以C、D正确，正确，A、B错误错误答案：答案：CD抓重难点抓重难点 动手演练动手演练 掌握提分技巧掌握提分技巧2 1动动力力学学特特征征：Fkx，“”表表示示回回复复力力的的方方向向与与位位移移方方向向相相反反，k是是比比例例系数，不一定是弹簧的劲度系数系数，不一定是弹簧的劲度系数2运运动动学学特特征征：简简谐谐运运动动的

11、的加加速速度度与与物物体体偏偏离离平平衡衡位位置置的的位位移移成成正正比比，而而方方向向相相反反，为为变变加加速速运运动动，远远离离平平衡衡位位置置时时，x、F、a、Ep均均增增大大，v、Ek均均减减小小，靠靠近近平衡位置时则相反平衡位置时则相反3运运动动的的周周期期性性特特征征：相相隔隔T或或nT的的两两个个时时刻刻振振子子处处于于同同一一位位置置且且振振动动状状态态相相同同重难点重难点 1简谐运动的五个特征简谐运动的五个特征(多多选选)(2015年年山山东东卷卷)如如图图，轻轻弹弹簧簧上上端端固固定定，下下端端连连接接一一小小物物块块，物物块块沿沿竖竖直直方方向向做做简简谐谐运运动动以以竖

12、竖直直向向上上为为正正方方向向，物物块块简简谐谐运运动动的的表表达达式式为为y0.1sin(2.5t)mt0时时刻刻，一一小小球球从从距距物物块块h高高处处自自由由落落下下；t0.6 s时时，小小球球恰恰好好与与物块处于同一高度取重力加速度的大小物块处于同一高度取重力加速度的大小g10 m/s2.以下判断正确的是以下判断正确的是()Ah1.7 mB简谐运动的周期是简谐运动的周期是0.8 sC0.6 s内物块运动的路程是内物块运动的路程是0.2 mDt0.4 s时，物块与小球运动方向相反时，物块与小球运动方向相反例例 1【答案】【答案】AB 分析简谐运动的技巧分析简谐运动的技巧(1)分分析析简简

13、谐谐运运动动中中各各物物理理量量的的变变化化情情况况时时，一一定定要要以以位位移移为为桥桥梁梁，位位移移增增大大时时，振振动动质质点点的的回回复复力力、加加速速度度、势势能能均均增增大大，速速度度、动动能能均均减减小小；反反之之，则则产产生生相相反反的变化另外，各矢量均在其值为零时改变方向的变化另外，各矢量均在其值为零时改变方向(2)分析过程中要特别注意简谐运动的周期性和对称性分析过程中要特别注意简谐运动的周期性和对称性提分秘笈提分秘笈跟踪训练跟踪训练 1A该弹簧振子的振幅为该弹簧振子的振幅为1 mB该弹簧振子的周期为该弹簧振子的周期为1 sC该弹簧振子的最大加速度为该弹簧振子的最大加速度为1

14、0 m/s2D该弹簧振子的最大速度为该弹簧振子的最大速度为2 m/s答案：答案：BC 1简谐运动的数学表达式简谐运动的数学表达式xAsin(t)2振动图象提供的信息振动图象提供的信息(1)由图象可以看出质点振动的振幅、周期由图象可以看出质点振动的振幅、周期(2)可以确定某时刻质点离开平衡位置的位移可以确定某时刻质点离开平衡位置的位移(3)可以确定各时刻质点的振动方向可以确定各时刻质点的振动方向(4)可以确定某时刻质点的回复力、加速度和速度的方向可以确定某时刻质点的回复力、加速度和速度的方向(5)比较不同时刻质点的速度、加速度的大小比较不同时刻质点的速度、加速度的大小重难点重难点 2简谐运动的规

15、律及图象简谐运动的规律及图象(多多选选)一一个个质质点点以以O为为中中心心做做简简谐谐运运动动，位位移移随随时时间间变变化化的的图图象象如如下下图图所所示示a、b、c、d表表示示质质点点在在不不同同时时刻刻的的相相应应位位置置，且且b、d关关于于平平衡衡位位置置对对称称，则则下下列说法中正确的是列说法中正确的是()例例 2【答案】【答案】AC(2017届届唐唐山山一一中中月月考考)有有一一个个在在y方方向向上上做做简简谐谐运运动动的的物物体，其振动图象如图甲所示下列关于图乙中体，其振动图象如图甲所示下列关于图乙中(1)(4)的判断正确的是的判断正确的是()跟踪训练跟踪训练 2A图图(1)可作为

16、该物体的速度可作为该物体的速度时间图象时间图象B图图(2)可作为该物体的回复力可作为该物体的回复力时间图象时间图象C图图(3)可作为该物体的回复力可作为该物体的回复力时间图象时间图象D图图(4)可作为该物体的加速度可作为该物体的加速度时间图象时间图象答案：答案：C 简谐运动图象问题的两种分析方法简谐运动图象问题的两种分析方法方法一：图象方法一：图象运动结合法运动结合法解解此此类类题题时时，首首先先要要理理解解xt图图象象的的意意义义，其其次次要要把把xt图图象象与与质质点点的的实实际际振振动动过过程程联联系系起起来来图图象象上上的的一一个个点点表表示示振振动动中中的的一一个个状状态态(位位置置

17、、振振动动方方向向等等)，图图象象上上的一段曲线对应振动的一个过程，关键是判断好平衡位置、最大位移及振动方向的一段曲线对应振动的一个过程，关键是判断好平衡位置、最大位移及振动方向方法二：直观结论法方法二：直观结论法简简谐谐运运动动的的图图象象表表示示振振动动质质点点的的位位移移随随时时间间变变化化的的规规律律，即即位位移移时时间间的的函函数数关系图象，不是物体的运动轨迹关系图象，不是物体的运动轨迹从振动图象上可以获取以下信息：从振动图象上可以获取以下信息：(1)可可直直接接读读取取振振幅幅A、周周期期T(两两个个相相邻邻正正向向最最大大位位移移之之间间的的时时间间间间隔隔或或两两个个相相邻邻负

18、负向向最最大大位位移移之之间间的的时时间间间间隔隔)以以及及质质点点在在任任意意时时刻刻相相对对平平衡衡位位置置的的位位移移x.也也可可以以知道开始计时时知道开始计时时(t0)振动质点的位置振动质点的位置提分秘笈提分秘笈(2)由由振振动动图图象象可可以以判判定定质质点点在在任任意意时时刻刻的的回回复复力力方方向向和和加加速速度度方方向向，二二者者都都指指向时间轴向时间轴(3)可可以以判判断断某某段段时时间间内内振振动动质质点点的的位位移移、回回复复力力、加加速速度度、速速度度、动动能能、势势能能的的变变化化情情况况若若某某段段时时间间内内质质点点的的振振动动速速度度指指向向平平衡衡位位置置，则

19、则质质点点的的速速度度、动动能能均均变变大大，位位移移、回回复复力力、加加速速度度、势势能能均均变变小小；反反之之，则则相相反反凡凡是是图图象象上上与与时时间间轴轴距离相等的点，振动质点具有相同的动能和势能距离相等的点，振动质点具有相同的动能和势能(4)可可以以知知道道质质点点在在任任意意时时刻刻的的速速度度方方向向该该点点的的斜斜率率为为正正值值时时速速度度方方向向为为正正，该点的斜率为负值时速度方向为负该点的斜率为负值时速度方向为负重难点重难点 3单摆及其周期公式的应用单摆及其周期公式的应用 如如图图所所示示，房房顶顶上上固固定定一一根根长长2.5 m的的细细线线沿沿竖竖直直墙墙壁壁垂垂到

20、到窗窗沿沿下下，细细线线下下端端系系了了一一个个小小球球(可可视视为为质质点点)打打开开窗窗子子，让让小小球球在在垂垂直直于于窗窗子子的的竖竖直直平平面面内内小小幅幅度度摆摆动动，窗窗上上沿沿到到房房顶顶的的高高度度为为1.6 m，不不计计空空气气阻阻力力，g取取10 m/s2，则则小小球球从从最最左端运动到最右端的最短时间为左端运动到最右端的最短时间为()A0.2 s B0.4 sC0.6 s D0.8 s例例 3【答案】【答案】B 如如图图甲甲是是一一个个单单摆摆振振动动的的情情形形，O是是它它的的平平衡衡位位置置，B、C是是摆摆球球所所能能到到达达的的最最远远位位置置设设向向右右为为正正

21、方方向向图图乙乙是是这这个个单单摆摆的的振振动动图图象象根根据据图象回答：图象回答：(1)单摆振动的频率是多大？单摆振动的频率是多大？(2)开始时摆球在何位置？开始时摆球在何位置？(3)若若当当地地的的重重力力加加速速度度为为10 m/s2，试试求求这这个个摆摆的的摆摆长长是是多多少少？(计计算算结结果果保保留留两位有效数字两位有效数字)跟踪训练跟踪训练 3答案：答案：(1)1.25 Hz(2)B点点(3)0.16 m 如如图图所所示示，曲曲轴轴上上悬悬挂挂一一弹弹簧簧振振子子，转转动动摇摇把把，曲曲轴轴可可以以带带动动弹弹簧簧振振子子上上下下振振动动开开始始时时不不转转动动摇摇把把，让让振振

22、子子上上下下振振动动，测测得得振振动动频频率率为为2 Hz，然然后后匀匀速速转转动动摇摇把把，转转速速为为240 r/min，当当振振子子振振动动稳稳定定后后，它它的的振振动动周周期期为为_ s，要要使使弹弹簧振子的振幅最大，摇把的转速应为簧振子的振幅最大，摇把的转速应为_r/min.重难点重难点 4受迫振动和共振的应用受迫振动和共振的应用 例例 4【答案】【答案】0.25 s120 如如图图所所示示，为为两两个个单单摆摆在在地地面面同同一一地地点点振振动动的的共共振振曲曲线线，则则两两个个单单摆摆的的摆摆长长之之比比l1 l2_，发发生生共共振振时时的的振振幅幅之之比比A1 A2_.跟踪训练

23、跟踪训练 4答案：答案：25 45 6 抓易错点抓易错点 亲身体会亲身体会 击破薄弱环节击破薄弱环节3如如图图所所示示，两两段段光光滑滑圆圆弧弧轨轨道道半半径径分分别别为为R1和和R2，圆圆心心分分别别为为O1和和O2，所所对对应应的的圆圆心心角角均均小小于于5，在在最最低低点点O平平滑滑连连接接M点点和和N点点分分别别位位于于O点点左左右右两两侧侧，距距离离MO小小于于NO.现现分分别别将将位位于于M点点和和N点点的的两两个个小小球球A和和B(均均可可视视为为质质点点)同同时时由由静止释放，关于两小球第一次相遇点的位置，下列判断正确的是静止释放，关于两小球第一次相遇点的位置，下列判断正确的是

24、()A恰好在恰好在O点点 B一定在一定在O点的左侧点的左侧C一定在一定在O点的右侧点的右侧 D条件不足，无法确定条件不足，无法确定例例 1易错点易错点 1对单摆的认识不够到位对单摆的认识不够到位【答案】【答案】C【错错后后感感悟悟】因因题题目目没没有有给给出出小小球球的的释释放放位位置置，错错误误地地认认为为条条件件不不足足，无无法法确确定定，错错选选D项项造造成成错错选选D的的原原因因是是对对单单摆摆认认识识不不够够到到位位单单摆摆的的周周期期与与振振幅幅无无关关，即使球即使球B到到O的距离近一些，仍然是球的距离近一些，仍然是球A先到达最低点先到达最低点.(多多选选)(2017届届广广西西桂

25、桂林林中中学学8月月月月考考)如如图图所所示示，在在一一根根张张紧紧的的水水平平绳绳上上，悬悬挂挂有有a、b、c、d、e五五个个单单摆摆，让让a摆摆略略偏偏离离平平衡衡位位置置后后无无初初速速释释放放，在在垂垂直直纸纸面的平面内振动，接着其余各摆也开始振动下列说法中正确的是面的平面内振动，接着其余各摆也开始振动下列说法中正确的是()A各摆的振动周期与各摆的振动周期与a摆相同摆相同B各摆的振幅大小不同，各摆的振幅大小不同，c摆的振幅最大摆的振幅最大C各摆的振动周期不同，各摆的振动周期不同，e摆的周期最长摆的周期最长D各摆均做自由振动各摆均做自由振动例例 2易错点易错点 2固有周期与受迫振动周期混

26、淆固有周期与受迫振动周期混淆【解解析析】a摆摆做做自自由由振振动动，周周期期等等于于a摆摆的的固固有有周周期期，其其余余各各摆摆均均做做受受迫迫振振动动，振振动动周周期期均均与与a摆摆相相同同，A正正确确，CD项项错错误误；5个个摆摆均均做做受受迫迫振振动动，c摆摆的的摆摆长长与与a摆摆相同，产生共振，故振幅最大，相同，产生共振，故振幅最大，B项正确项正确【答案】【答案】AB【错错后后感感悟悟】混混淆淆固固有有周周期期与与受受迫迫振振动动的的周周期期，错错选选C项项单单摆摆自自由由振振动动时时的的周周期期等等于于其其固固有有周周期期，而而做做受受迫迫振振动动时时的的振振动动周周期期等等于于驱驱

27、动动力力的的周周期期，与与固固有有周周期期无关无关.一一单单摆摆在在地地面面处处的的摆摆动动周周期期与与在在某某矿矿井井底底部部摆摆动动周周期期的的比比值值为为k.设设地地球球的的半半径径为为R.假假定定地地球球的的密密度度均均匀匀已已知知质质量量均均匀匀分分布布的的球球壳壳对对壳壳内内物物体体的的引引力力为为零零，求矿井的深度求矿井的深度d.例例 3易错点易错点 3单摆等效重力加速度的理解单摆等效重力加速度的理解【答案】【答案】R(1k2)【错后感悟】【错后感悟】单摆只有在摆角很小的情况下，其振动才可看作简谐运动单摆只有在摆角很小的情况下，其振动才可看作简谐运动单单摆摆的的周周期期由由单单摆摆的的摆摆长长l和和重重力力加加速速度度g决决定定，而而g是是联联系系很很多多机机械械运运动动的的桥桥梁梁，如自由落体运动、抛体运动等因此要注意单摆运动和其他动力学结合的问题如自由落体运动、抛体运动等因此要注意单摆运动和其他动力学结合的问题点此进入该点此进入该word板块板块课时跟踪检测五十七课时跟踪检测五十七4Thank you for watching 此此课件下件下载可自行可自行编辑修改，修改，仅供参考！供参考！感感谢您的支持，我您的支持，我们努力做得更好！努力做得更好！谢谢