高中物理機械振動和機械波考點
高中物理機械振動和機械波考點
機械振動和機械波作為高中物理學(xué)中重要的知識,在教學(xué)上既是重點內(nèi)容又是難點內(nèi)容，具體有哪些考點呢?下面是學(xué)習(xí)啦小編給大家?guī)淼母咧形锢頇C械振動和機械波考點，希望對你有幫助。
高中物理機械振動和機械波考點
(一)機械振動
1. 機械振動
① 定義：物體(質(zhì)點)在某一中心位置兩側(cè)所做的往復(fù)運動就叫做機械振動，物體能夠圍繞著平衡位置做往復(fù)運動，必然受到使它能夠回到平衡位置的力即回復(fù)力。回復(fù)力是以效果命名的力，它可以是一個力或一個力的分力，也可以是幾個力的合力。
② 產(chǎn)生振動的必要條件是：
a、物體離開平衡位置后要受到回復(fù)力作用。
b、阻力足夠小。
2. 簡諧振動
?、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)力作用下的振動叫簡諧振動。簡諧振動是最簡單，最基本的振動。研究簡諧振動物體的位置，常常建立以中心位置(平衡位置)為原點的坐標系，把物體的位移定義為物體偏離開坐標原點的位移。因此簡諧振動也可說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，即F=-kx，其中“-”號表示力方向跟位移方向相反。
?、?簡諧振動的條件：物體必須受到大小跟離開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。
?、?簡諧振動是一種機械運動，有關(guān)機械運動的概念和規(guī)律都適用，簡諧振動的特點在于它是一種周期性運動，它的位移、回復(fù)力、速度、加速度以及動能和勢能(重力勢能和彈性勢能)都隨時間做周期性變化。
3. 描述振動的物理量，簡諧振動是一種周期性運動，描述系統(tǒng)的整體的振動情況常引入下面幾個物理量。
① 振幅：振幅是振動物體離開平衡位置的最大距離，常用字母“A”表示，它是標量，為正值，振幅是表示振動強弱的物理量，振幅的大小表示了振動系統(tǒng)總機械能的大小，簡諧振動在振動過程中，動能和勢能相互轉(zhuǎn)化而總機械能守恒。
?、?周期和頻率，周期是振子完成一次全振動的時間，頻率是一秒鐘內(nèi)振子完成全振動的次數(shù)。振動的周期T跟頻率f之間是倒數(shù)關(guān)系，即T=1/f。振動的周期和頻率都是描述振動快慢的物理量，簡諧振動的周期和頻率是由振動物體本身性質(zhì)決定的，與振幅無關(guān)，所以又叫固有周期和固有頻率。
4. 單擺：擺角小于5°的單擺是典型的簡諧振動。
細線的一端固定在懸點，另一端拴一個小球，忽略線的伸縮和質(zhì)量，球的直徑遠小于懸線長度的裝置叫單擺。單擺做簡諧振動的條件是：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諧振動的固有周期與振幅，擺球質(zhì)量無關(guān)，只與L和g有關(guān)，其中L是擺長，是懸點到擺球球心的距離。g是單擺所在處的重力加速度，在有加速度的系統(tǒng)中(如懸掛在升降機中的單擺)其g應(yīng)為等效加速度。
5. 振動圖象。
簡諧振動的圖象是振子振動的位移隨時間變化的函數(shù)圖象。所建坐標系中橫軸表示時間，縱軸表示位移。圖象是正弦或余弦函數(shù)圖象，它直觀地反映出簡諧振動的位移隨時間作周期性變化的規(guī)律。要把質(zhì)點的振動過程和振動圖象聯(lián)系起來，從圖象可以得到振子在不同時刻或不同位置時位移、速度、加速度，回復(fù)力等的變化情況。
6. 機械振動的應(yīng)用——受迫振動和共振現(xiàn)象的分析
?、傥矬w在周期性的外力(策動力)作用下的振動叫做受迫振動，受迫振動的頻率在振動穩(wěn)定后總是等于外界策動力的頻率，與物體的固有頻率無關(guān)。
?、?在受迫振動中，策動力的頻率與物體的固有頻率相等時，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)機械波中的應(yīng)用問題
?、贆C械波產(chǎn)生的必要條件是：
a. 有振動的波源;
b. 有傳播振動的媒質(zhì)。
?、?機械波的特點：后一質(zhì)點重復(fù)前一質(zhì)點的運動，各質(zhì)點的周期、頻率及起振方向都與波源相同。
③ 機械波運動的特點：機械波是一種運動形式的傳播，振動的能量被傳遞，但參與振動的質(zhì)點仍在原平衡位置附近振動并沒有隨波遷移。
?、?描述機械波的物理量關(guān)系：v=λ / T=λ·f
注：各質(zhì)點的振動與波源相同，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)無關(guān)，波速取決于質(zhì)點被帶動的“難易”，由媒質(zhì)的性質(zhì)決定。
高中物理機械振動和機械波結(jié)構(gòu)圖
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