高中物理振动与波专题复习

专题解说
二.知识概要与方法
3.波的干涉加强(或减弱)点的个数可按如下方法确定： 3.波的干涉加强 或减弱)点的个数可按如下方法确定： 波的干涉加强( 在波的传播范围内,找出Δ 的最大值Δ 在波的传播范围内,找出Δs的最大值Δsmax和最小值 若与这两个值对应的点为干涉加强点， Δsmin.若与这两个值对应的点为干涉加强点，则必满足 Δsmin≤nλ≤Δsmax 由此解出干涉加强点的个数: 由此解出干涉加强点的个数: 若与这两个值对应点为干涉减弱的点，则必满足 若与这两个值对应点为干涉减弱的点，
振动图象与波动图象的区别： 专题解说 4、振动图象与波动图象的区别： 振动图象 研究 对象 研究 内容 图 线 一振动质点 一质点位移随时间 变化规律 波动图象 沿波传播方向所有 质点 某时刻所有质点的空 间分布规律
x/cm o t/s o T
y/cm
λ x/m
表示某时刻各质点 物理 表示一质点在各时 的位移 意义 刻的位移 随时间推移图象延续， 随时间推移， 图线 随时间推移图象延续， 随时间推移，图象沿 传播方向平移 变化 但已有形状不变
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二.知识概要与方法
(三)波的干涉和衍射现象 1.波的衍射现象是普遍存在的，当障碍物或孔的尺寸与波 1.波的衍射现象是普遍存在的 波的衍射现象是普遍存在的， 长相差不多或还要小时，衍射现象非常明显， 长相差不多或还要小时，衍射现象非常明显，若障碍物或 孔的尺寸比波长大得多时,衍射现象不明显, 孔的尺寸比波长大得多时,衍射现象不明显,不少学生把上 述条件当成是有没有衍射现象的条件,这种理解是不对的. 述条件当成是有没有衍射现象的条件,这种理解是不对的. 2.干涉现象中,振动加强的点只是振幅大了,并非任一时刻 2.干涉现象 振动加强的点只是振幅大了, 干涉现象中 的位移都大,减弱的点只是振幅小了, 的位移都大,减弱的点只是振幅小了,也并非任一时刻的位 移都是零.当然对两列振幅相等的波来说, 对两列振幅相等的波来说 移都是零.当然对两列振幅相等的波来说,振动减弱点的振 幅为零,也就是不再振动，位移始终为零，但这是特例. 幅为零,也就是不再振动，位移始终为零，但这是特例.
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二.知识概要与方法
5. 波动现象中的时间周期 T、空间周期λ和对称性 空间周期λ
a、沿波的传播方向,任取一点P(x)的振动完全重复波源O的 沿波的传播方向,任取一点P(x)的振动完全重复波源 的振动完全重复波源O 振动,只是时间上比O点要落后t,且 /λ,在同一波线 振动,只是时间上比O点要落后t,且t =x/v=xT0/λ,在同一波线 凡坐标与P点坐标x之差为波长整数倍的许多质点, 上,凡坐标与P点坐标x之差为波长整数倍的许多质点,在同一时 的位移都与坐标为x 的质点的振动位移相同,振动速度、 刻t的位移都与坐标为x 的质点的振动位移相同,振动速度、加 速度也与之相同,或者说它们的振动完全相同.故在同一波线上, 速度也与之相同,或者说它们的振动完全相同.故在同一波线上, 某一振动会不断重复出现,这就是机械波的空间的周期性． 某一振动会不断重复出现,这就是机械波的空间的周期性． b、在波的传播方向上同一个给定的质点,在t+nT时刻的振 在波的传播方向上同一个给定的质点, t+nT时刻的振 动情况与它在t时刻的振动情况(位移、速度、加速度等)相同. 动情况与它在t时刻的振动情况(位移、速度、加速度等)相同. 故在t时刻的波形, t+nT时刻会多次重复出现 时刻会多次重复出现. 故在t时刻的波形,在t+nT时刻会多次重复出现.这就是机械波 的时间的周期性． 的时间的周期性． c、波的对称性：波源的振动要带动它左、右相邻介质点的 波的对称性：波源的振动要带动它左、 振动,波要向左、右两方向传播.对称性是指波在介质中左、 振动,波要向左、右两方向传播.对称性是指波在介质中左、右 同时传播时,关于波源对称的左、 同时传播时,关于波源对称的左、右两质点振动情况完全相同
2006---2007 2006---2007 ---
高考复习
专题六: 专题六: 振动与波
2007、3 、
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一.命题趋向与考点
简谐运动既是动力学和运动学的综合应用，又是学习 简谐运动既是动力学和运动学的综合应用， 机械波和电磁振荡和电磁波的基础， 机械波和电磁振荡和电磁波的基础，这部分内容对综合思 维能力的要求较高，是能力考查的一个重点。 维能力的要求较高，是能力考查的一个重点。 机械波的形成与传播，对学生的空间想象能力、 机械波的形成与传播，对学生的空间想象能力、思维 的多向性及严密性要求较高，应用波动图像解题时， 的多向性及严密性要求较高，应用波动图像解题时，关键 要理解波的形成和传播过程，波的传播方向的双向性， 要理解波的形成和传播过程，波的传播方向的双向性，波 动图像的重复性。 动图像的重复性。 历届高考中涉及本专题内容多以选择题和填空题的形 式出现，波动问题在生活和生产中较为常见， 式出现，波动问题在生活和生产中较为常见，培养实践能 力和创新意识是适应新的高考的需要， 力和创新意识是适应新的高考的需要，新教材把多普勒效 应作为必修内容，其产生条件和现象， 应作为必修内容，其产生条件和现象，必将在今后的高考 中给予关注. 中给予关注.
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二.知识概要与方法
(二)机械波 1.机械波传播的根本原因是组成介质的质点间存在力的作 1.机械波传播的根本原因 机械波传播的根本原因是组，波源的振动通过力的作用使周围质点做受迫振动，且 每一质点的起振方向与波源相同. 每一质点的起振方向与波源相同.波的传播频率即质点的振 动频率，应等于策动力频率，即波源的振动频率. 动频率，应等于策动力频率，即波源的振动频率.离波源远 的质点被前质点带动，总要靠近邻近的前质点， 的质点被前质点带动，总要靠近邻近的前质点，据此可判 断质点的振动方向. 断质点的振动方向.又因为不同的介质或同种介质在不同温 度下其质点间相联系的力的大小不同， 度下其质点间相联系的力的大小不同，导致波的传播速度 不同，故波速与介质及其温度有关 不同， 2.判定质点振动方向与波传播方向的关系是波的图象问题 2.判定质点振动方向与波传播方向的关系 判定质点振动方向与波传播方向的关系是波的图象问题 的一类，除按基本的判定方法如微平移法及带动法外， 的一类，除按基本的判定方法如微平移法及带动法外，还 有些形象快速地判定它们的方向关系的方法： 有些形象快速地判定它们的方向关系的方法：
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二.知识概要与方法
6.波动图象的多解涉及： 6.波动图象的多解涉及： 波动图象的多解涉及 (1)波的空间的周期性 在同一波线上， 波的空间的周期性: (1)波的空间的周期性: 在同一波线上，相距为波长整数 倍的质点振动情况完全相同。 倍的质点振动情况完全相同。 (2)波的时间的周期性 波在传播过程中， 波的时间的周期性: (2)波的时间的周期性: 波在传播过程中，经过整数倍周 期时，其波的图象相同。 期时，其波的图象相同。 (3)波的双向性 波在一条直线上传播时可沿正、 波的双向性: (3)波的双向性: 波在一条直线上传播时可沿正、负两方 向传播 (4)介质中两质点间距离与波长关系未定 介质中两质点间距离与波长关系未定: (4)介质中两质点间距离与波长关系未定: 在波的传播方 向上，如果两个质点间的距离不确定， 向上，如果两个质点间的距离不确定，就会形成多解 (5)介质中质点的振动方向未定 在波的传播过程中， (5)介质中质点的振动方向未定: 在波的传播过程中，质 介质中质点的振动方向未定: 点振动方向与传播方向联系，若某一质点振动方向未确定， 点振动方向与传播方向联系，若某一质点振动方向未确定， 则波的传播方向有两种，这样形成多解． 则波的传播方向有两种，这样形成多解．
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一般振动
条件 特点
①受回复力②阻力足够小 受回复力② 往复性(在平衡位置附近往复运动) 往复性(在平衡位置附近往复运动) F回=－KX 位移.速度. 位移.速度.加速度周期性变化 弹簧振子 单摆
动力学条件 机 械 简谐振动 运动学规律 两个模型 振动图象 能量变化规律 阻尼振动与 无阻尼振动 受迫振动 与共振 阻尼振动 无阻尼振动
x
0
t
动能势能互相转化, 动能势能互相转化,总量守恒 振幅减小, 振幅减小,机械能逐渐减小 振幅不变, 振幅不变,需要补充能量
周期性策动力作用下, 周期性策动力作用下,频率与策动力频率相同 当固有频率与策动力频率相等时振幅最大
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二.知识概要与方法
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二.知识概要与方法
(一)简谐运动 1.简谐运动中振动质点的位移是指相对平衡位置的位移， 简谐运动中振动质点的位移是指相对平衡位置的位移， 应从平衡位置指向质点所在位置. 应从平衡位置指向质点所在位置.回复力是指物体受到的 沿振动方向的合外力，其方向总指向平衡位置. 沿振动方向的合外力，其方向总指向平衡位置.一般情况 下回复力不等于物体所受的合外力， 下回复力不等于物体所受的合外力，单摆的回复力是重力 沿圆弧切向分力F mgsinα 公式F kx的 是比例系数， 沿圆弧切向分力F=mgsinα.公式F=kx的“k”是比例系数， 对弹簧振子， 恰等于其劲度系数.物体系做简谐运动时， 对弹簧振子，k恰等于其劲度系数.物体系做简谐运动时， 整体的回复力或“ 不等于各部分的回复力及“ 整体的回复力或“k”不等于各部分的回复力及“k”. 2.周期公式T=2π m k 是针对自由振动而言的，物体做 周期公式T=2π 是针对自由振动而言的， 受迫振动时其周期等于策动力周期，与系统固有周期无关. 受迫振动时其周期等于策动力周期，与系统固有周期无关. 单摆的周期T=2π 单摆的周期T=2π l g 中，“g”等于摆球静止在平衡位 置时摆线张力与摆球质量之比. 置时摆线张力与摆球质量之比.
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二.知识概要与方法
3.简谐运动具有往复性、对称性和周期性. 对称性分两个 3.简谐运动具有往复性 对称性和周期性. 简谐运动具有往复性、 方面：一方面以平衡位置为对称点的速度、加速度、 方面：一方面以平衡位置为对称点的速度、加速度、回复 力大小都相等， 力大小都相等，振子通过平衡位置两侧对称的路程需要时 间相等， 间相等，另一方面振子从平衡位置向某一侧端点运动和从 该点向平衡位置运动这两个运动过程对应. 该点向平衡位置运动这两个运动过程对应. 4.振动图象描述单个质点不同时刻的位移，其形状与计时 4.振动图象描述单个质点不同时刻的位移 振动图象描述单个质点不同时刻的位移， 起点及正方向的规定有关.从图象上可直接读出周期、 起点及正方向的规定有关.从图象上可直接读出周期、振 幅与位移.并可通过位移看出物体所受的回复力（ 幅与位移.并可通过位移看出物体所受的回复力（与位移 成正比且反向）、加速度、速度的方向（位移的变化率） 成正比且反向）、加速度、速度的方向（位移的变化率） ）、加速度 及动能、势能等物理量的变化趋势. 及动能、势能等物理量的变化趋势.