专题十五振动和波 专题十五振动和波 MYKONGLONG
专题十五 振动和波 专题十五 振动和波
专题十五|主千知识整合 主干知识整合 、机械振动 简谐运动 (1)简谐运动是一种理想模型,从动力学角度看,简谐运动 的质点所受回复力要满足F=-kx的条件;从能量角度看,振 动过程中其动能和势能作周期性转化,但机械能的总量不 变.(2质点做简谐运动过程经过平衡位置时,质点的速度 动量、动能最大;达到最大位移处时,质点的位移、回复 力、加速度、势能最大.(3)简谐运动具有周期性、对称性的特 点 MYKONGLONG
主干知识整合 专题十五 │ 主干知识整合 一、机械振动 1．简谐运动 (1)简谐运动是一种理想模型，从动力学角度看，简谐运动 的质点所受回复力要满足________的条件；从能量角度看，振 动过程中其动能和势能作周期性转化，但机械能的总量不 变．(2)质点做简谐运动过程经过平衡位置时，质点的______、 ______、______最大；达到最大位移处时，质点的位移、回复 力、加速度、势能最大．(3)简谐运动具有周期性、对称性的特 点． F＝－kx 速度 动量 动能
专题十五|主千知识整合 (4)振动图象反映的是振动质点相对于平衡位置的位移随 时间的变化规律,简谐运动图象是正弦或余弦曲线,通过振 动图象可以得到质点振动的振幅、周期、任一时刻的位移和振 动方向等.(⑤弹簧振子和单摆是典型的简谐运动模型 2.受迫振动与共振 (1)受迫振动指物体在周期性驱动力作用下的运动;(2)物 体做受迫振动时的周期和频率等于驱动力的周期和频率,当驱 动力的频率和物体的固有频率相等时,受迫振动的振幅最大 、机械波的传播规律 1.参与机械波传播的各质点初始振动方向相同,且都与振 源的初始振动方向相同 MYKONGLONG
专题十五 │ 主干知识整合 (4)振动图象反映的是振动质点相对于平衡位置的位移随 ______的变化规律，简谐运动图象是正弦或余弦曲线，通过振 动图象可以得到质点振动的振幅、周期、任一时刻的位移和振 动方向等．(5)弹簧振子和单摆是典型的简谐运动模型． 2．受迫振动与共振 (1)受迫振动指物体在_____________作用下的运动；(2)物 体做受迫振动时的周期和频率等于驱动力的周期和频率，当驱 动力的频率和物体的固有频率相等时，受迫振动的振幅最大． 二、机械波的传播规律 1．参与机械波传播的各质点初始振动方向相同，且都与振 源的初始振动方向________． 时间 周期性驱动力 相同
专题十五|主千知识整合 2.参与机械波传播的各质点都在自己平衡位置附近做机械 振动,振动的周期和频率与机械波的周期和频率相同,质 点本身并不沿波的传播方向做定向移动 3.波在一个周期内传播的距离为一个波长,单位时间内传 播的距离称为波速 机械波是质点振动形式的传播,更是能量在介质中的传 递,由此可知即使振源停止振动,在传播方向上已经形成的波 形也会继续向前推进,一直到能量消耗完为止 三、各种波的产生机理 1.机械波的波源是机械振动;简谐机械波的波源为简谐运 动 MYKONGLONG
专题十五 │ 主干知识整合 2．参与机械波传播的各质点都在自己平衡位置附近做机械 振动，振动的周期和频率与机械波的周期和频率________，质 点本身并不沿波的传播方向做定向移动． 3．波在一个周期内传播的距离为一个波长，单位时间内传 播的距离称为________． 4．机械波是质点振动形式的传播，更是能量在介质中的传 递，由此可知即使振源停止振动，在传播方向上已经形成的波 形也会继续向前推进，一直到能量消耗完为止． 三、各种波的产生机理 1．机械波的波源是________；简谐机械波的波源为简谐运 动． 相同 波速 机械振动
专题十五|主千知识整合 2.无线电波的波源为电磁振荡.LC振荡电路利用了电容器 的充放电作用和电感的自感作用,产生的振荡电流、磁场能 极板电荷量和电场能均作周期性变化 3.原子的外层电子受激发而在不同的轨道间发生跃 迁产生的光波的频率取决于跃迁时的原子的能级差,频率为p Er-E h 4.物质波是由于物体运动而对应着的波,这种波与物体运 动的动量有关,其德布罗意波长的计算式为:2=hh MYKONGLONG
专题十五 │ 主干知识整合 2．无线电波的波源为________．LC振荡电路利用了电容器 的________作用和电感的自感作用，产生的振荡电流、磁场能、 极板电荷量和电场能均作周期性变化． 3．原子的________层电子受激发而在不同的轨道间发生跃 迁产生的光波的频率取决于跃迁时的原子的________，频率为ν ＝ 4．物质波是由于物体运动而对应着的波，这种波与物体运 动的动量有关，其德布罗意波长的计算式为：λ＝ 电磁振荡 充放电 外 能级差
专题十五|主千知识整合 四、各种波的传播共性 1.各种波均传播着波源的信息与能量,各种波的频率均 与波源的频率相同,在传播过程中均满足波速公式v= 2.各种波在同一均匀介质中总是沿直线传播,在传播波 的过程中,介质并不随波迁移;当两列或多列波相遇时服从波 的_叠加原理,波与波将互不干扰地传播,即两列机械波在 相遇时和分离后都能保持其原有的周期、振幅、波长以及传播 方向;在两列波相叠加的区域里,任一个质点的实际位移都等 于两列波分别在该点所引起的位移的矢量和 MYKONGLONG
专题十五 │ 主干知识整合 四、各种波的传播共性 1．各种波均传播着波源的信息与能量，各种波的频率均 与________的频率相同，在传播过程中均满足波速公式ν＝λf. 2．各种波在同一均匀介质中总是沿直线传播，在传播波 的过程中，介质并不随波迁移；当两列或多列波相遇时服从波 的________原理，波与波将互不干扰地传播，即两列机械波在 相遇时和分离后都能保持其原有的周期、振幅、波长以及传播 方向；在两列波相叠加的区域里，任一个质点的实际位移都等 于两列波分别在该点所引起的位移的矢量和． 波源 叠加
专题十五|主千知识整合 3.无论是何种波均能发生波的反射、折射、干涉、衍射 多普勒效应等波的现象 (1)波的干涉问题中,一定要理解振动加强点与振动减弱 点的含义:①振动加强点并非指位移增大,而是指振幅增大, 其值为两列波振幅之和;②振动加强点并非位移一直最大,而 振动加强点也是振动的,所以位移也有很小的时候,可以为零; ③振动加强点是振动始终加强的,并非一会儿振动加强,一会 儿振动减弱;④振动减弱点是指在介质中的某两列波引起的位 移总是相反,如两列波振幅相同,则减弱点的位移始终为零, 振幅为零; MYKONGLONG
专题十五 │ 主干知识整合 3．无论是何种波均能发生波的反射、折射、干涉、衍射、 多普勒效应等波的现象． (1)波的干涉问题中，一定要理解振动加强点与振动减弱 点的含义：①振动加强点并非指位移增大，而是指振幅增大， 其值为两列波振幅之和；②振动加强点并非位移一直最大，而 振动加强点也是振动的，所以位移也有很小的时候，可以为零； ③振动加强点是振动始终加强的，并非一会儿振动加强，一会 儿振动减弱；④振动减弱点是指在介质中的某两列波引起的位 移总是相反，如两列波振幅相同，则减弱点的位移始终为零， 振幅为零；
专题十五|主千知识整合 ⑤在波的干涉现象中,若两列波振动情况总是相同的,则振 动加强点到两列波的距离之差等于半波长的偶数倍或整波长的整 数倍,即:PS1-PS2|=2n×(n=0,1,2,3…);振动减弱点到两列 波的距离之差等于半波长的奇数倍,即|PS1-PS2|=(2n 入 )×2(mn=0,2,3…)这是判断某点振动加强或减弱的一种方 法.另一种方法是若某点是波峰与波峰、波谷与波谷相遇,则该 点的振动加强;若某点是波峰与波谷相遇,则该点的振动减弱. MYKONGLONG
专题十五 │ 主干知识整合 ⑤在波的干涉现象中，若两列波振动情况总是相同的，则振 动加强点到两列波的距离之差等于半波长的偶数倍或整波长的整 数倍，即： ＝2n×(n＝0,1,2,3…)；振动减弱点到两列 波的距离之差等于半波长的奇数倍，即 ＝(2n－ 1)× (n＝0,1,2,3…)．这是判断某点振动加强或减弱的一种方 法．另一种方法是若某点是波峰与波峰、波谷与波谷相遇，则该 点的振动加强；若某点是波峰与波谷相遇，则该点的振动减弱．
专题十五|主千知识整合 (2)发生明显的衍射现象的条件:障碍物或孔的尺寸比波长小, 或者跟波长相差不多.波长越长,障碍物或孔的尺寸越小,衍射 现象越明显 (3)产生多普勒效应的条件:波源与观察者之间存在相对运 动.当两者相互靠近时,感觉波的频率升高;当两者相互远离时, 感觉波的频率降低 MYKONGLONG
专题十五 │ 主干知识整合 (2)发生明显的衍射现象的条件：障碍物或孔的尺寸比波长小， 或者跟波长相差不多．波长越长，障碍物或孔的尺寸越小，衍射 现象越明显． (3)产生多普勒效应的条件：波源与观察者之间存在相对运 动．当两者相互靠近时，感觉波的频率升高；当两者相互远离时， 感觉波的频率降低．
专题十五|要点热点探究 要点热点探究 探究点一简谐运动模型的识别与应用 高中阶段研究的简谐运动问题主要是涉及单摆和弹簧振子 两个基本模型,解决此类问题首先要对简谐运动的概念及简谐 运动的特征(对称性、周期性)有深刻的理解,其次要能迅速判 定和识别研究对象的运动是否是简谐运动 MYKONGLONG
要点热点探究 专题十五 │ 要点热点探究 ► 探究点一 简谐运动模型的识别与应用 高中阶段研究的简谐运动问题主要是涉及单摆和弹簧振子 两个基本模型，解决此类问题首先要对简谐运动的概念及简谐 运动的特征(对称性、周期性)有深刻的理解，其次要能迅速判 定和识别研究对象的运动是否是简谐运动．