高中物理-【机械波与机械振动】知识点总结
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(4)简谐运动的两种模型 模型
弹簧振子
单摆
示意图
简谐 运动 条件
①弹簧质量可忽略 ②无摩擦等阻力 ③在弹簧弹性限度内
①摆线为不可伸缩的轻细线 ②无空气等的阻力 ②最大摆角小于10° 回复力
弹簧的弹力提供
F=kx 摆球重力沿切向的分力 F 回=-mg sin θ=-
mg l
x 平衡 位置
弹簧处于原长处
最低点
周期
与振幅无关
T =2π
L g L 为摆长,表示从悬点到摆
球重心的距离。
简谐运动的特点
受力 特征 回复力F =-kx ,F (或a )的大小与x 的大小成正比,方向相反
运动 特征 靠近平衡位置时,a 、F 、x 都减小,v 增大;远离平衡位置时,a 、F 、x 都增大,v 减小
能量 特征
振幅越大,能量越大。
在运动过程中,系统的动能和势能相互转化,机械能守恒
选修3-4 周期性特征
质点的位移、回复力、加速度和速度随时间做周期性变化,
变化周期就是简谐运动的周期T;动能和势能也随时间做周
期性变化,其变化周期为
T
2
对称
性
特征
关于平衡位置O对称的两点,速度的大小、动能、势能相
等,相对平衡位置的位移大小相等;由对称点到平衡位置O
用时相等
2.简谐运动的公式和图象
(1)简谐运动的表达式
①动力学表达式:F=-kx,其中“-”表示回复力与位移的方向相反。
②运动学表达式:x=Asin(ωt+φ),其中A代表振幅,ω=2πf表示简
谐运动的快慢,(ωt+φ)代表简谐运动的相位,φ叫做初相。
(2)简谐运动的图象
①从平衡位置开始计时,函数表达式为x=Asinωt,图象如图甲所示。
②从最大位移处开始计时,函数表达式为x=Acosωt,图象如图乙所示。
(3)根据简谐运动图象可获取的信息
①振幅A、周期T(或频率f)和初相位φ(如图所示)。
②某时刻振动质点离开平衡位置的位移。
③某时刻质点速度的大小和方向:曲线上各点切线的斜率的大小和正
负分别表示各时刻质点的速度的大小和速度的方向,速度的方向也可根据下一时刻物体的位移的变化来确定。
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④某时刻质点的回复力和加速度的方向:回复力总是指向平衡位置,回复力和加速度的方向相同,在图象上总是指向t 轴。
⑤某段时间内质点的位移、回复力、加速度、速度、动能和势能的变化情况。
3.受迫振动和共振
(1)受迫振动:系统在驱动力作用下的振动。
做受迫振动的物体,它做受迫振动的周期(或频率)等于驱动力的周期(或频率),而与物体的固有周期(或频率)无关。
(2)共振:做受迫振动的物体,它的驱动力的频率与固有频率越接近,其振幅就越大,当二者相等时,振幅达到最大,这就是共振现象。
知识点2 机械波 1.机械波 横波和纵波
(1)(2)传播特点
①机械波传播的只是振动的形式和能量,质点只在各自的平衡位置附近做简谐运动,并不随波迁移;
②波传到任意一点,该点的起振方向都和波源的起振方向相同; ③介质中每个质点做的都是受迫振动,所以任一质点的振动频率和周期都和波源相同;
波从一种介质进入另一种介质,由于介质的情况不同,它的波长和波速可能改变,但频率和周期都不会改变。
(1)相隔Δt =()
n +1
2T (n =0,1,2,…)的两个时刻,弹簧振子的位置关于平衡位置对称,位移等大反向,速度也等大反向。
(2)相隔Δt =nT (n =0,1,2,…)的两个时刻,弹簧振子在同一位置,位移和速度都相同。
选修3-4
④振源经过一个周期T完成一次全振动,质点通过的路程为4A,位移为零,波恰好向前传播一个波长的距离,所以有v=
λ
T=λf;
⑤质点振动nT(波传播nλ)时,波形不变;
⑥相隔波长整数倍的两质点,振动状态总相同,相隔半波长奇数倍的两质点,振动状态总相反。
(3)机械波的分类
①横波:质点的振动方向与波的传播方向相互垂直的波;
②纵波:质点的振动方向与波的传播方向在同一直线上的波。
2.横波的图象
振动图象波动图象研究
对象
一个振动质点沿波传播方向的所有质点研究
内容
某一质点的位移随时间的
变化规律(单人录像)
某时刻所有质点的空间分布
规律(多人合照)图象
物理
意义
表示同一质点在各时刻的
位移
表示某时刻各质点的位移
图象
信息
(1)质点振动周期
(2)质点振幅
(3)某质点在各时刻的位移
(4)各时刻速度、加速度的
方向
(1)波长、振幅
(2)任意质点在该时刻的位移
(3)任意质点在该时刻加速度
的方向
(4)传播方向、振动方向的互判
图象
变化
随时间推移图象延续,但
已有形状不变
随时间推移,图象沿传播方向
平移
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选修
3-4
3.波长、波速、频率及其关系
(1)波长λ:在波动中,振动相位总是相同的两个相邻质点间的距离。
(2)波速v :波在介质中的传播速度,由介质本身的性质决定。
(3)频率f :由波源决定,等于波源的振动频率。
(4)波长、波速和频率的关系:①v =λf ;②v =λ
T。
波的传播方向与质点振动方向的互判方法
内容
图象
“上下坡”法 沿波的传播方向,“上坡”时质点向下振动,“下坡”时质点向上振动
“同侧”法 波形图上某点表示传播方向和振动方向的箭头在图线同侧
“微平将波形沿传播方向进行微小的平
振动与波动的联系
①振动是波动的成因,波动是振动在介质中的传播 ②波动的周期等于质点振动的周期
③有振动不一定有波动,因为波的形成还需要有传播振动的介质。
但有波动一定有振动
④波源停振后,介质中的波动并不立即停止,而是继续向远处传播,直到振动能量完全损失尽
选修3-4
知识点3波的干涉和衍射现象多普勒效应
1.波的干涉和衍射现象的比较
内容波的衍射波的干涉
定义
波可以绕过障碍物继续传
播的现象
频率相同的两列波叠加,某些
区域的振幅增大,某些区域的
振幅减小的现象
产生
条件
缝、孔或障碍物的尺寸跟
波长差不多或者比波长小
两列波的频率相同
现象
波偏离直线而传播到直线
传播以外的空间
两列波叠加区域形成相互间
隔的振幅增大和减小的图样相同点干涉和衍射是波特有的现象(横波、纵波都可以)
2. 波的干涉中加强点、减弱点的判断方法
(1)公式法
某质点的振动是加强还是减弱,取决于该点到两波源的距离差Δr。
①当两波源振动步调一致时
若Δr=nλ (n=0,1,2,…),则振动加强;
若Δr=(2n+1)
λ
2(n=0,1,2,…),则振动减弱。
②当两波源振动步调相反时
若Δr=(2n+1)
λ
2(n=0,1,2,…),则振动加强;
若Δr=nλ (n=0,1,2,…),则振动减弱。
(2)图象法
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在某时刻波的干涉的波形图上,波峰与波峰(或波谷与波谷)的交点,一定是加强点,而波峰与波谷的交点一定是减弱点,各加强点或减弱点各自连接而成以两波源为中心向外辐射的连线,形成加强线和减弱线,两种线互相间隔,加强点与减弱点之间各质点的振幅介于加强点与减弱点的振幅之间。
干涉的特点
①加强点振幅最大,为A1+A2;减弱点振幅最小,为|A1-A2|
②振动加强点始终加强;振动减弱点始终减弱
③加强点振幅大于减弱点,但加强点位移不一定大于减弱点
3.多普勒效应
(1)由于波源和观察者之间有相对运动,使观察者接收到的波的频率发生变化的现象叫多普勒效应。
(2)注意:波源的频率不变,只是观察者接收到的波的频率发生变化。
如果二者相互接近,观察者接收到的频率变大;如果二者相互远离,观察者接收到的频率变小。
高中物理知识点之机械振动与机械波
高中物理知识点之机械振动与机械波机械振动与机械波是高中物理中的重要知识点,涉及到物理学中的振动和波动的相关理论及应用。
下面将从机械振动的基本概念、机械振动的特性、机械波的传播和机械波的特性等方面进行详细介绍。
一、机械振动的基本概念机械振动是物体在作用力的驱动下沿其中一轴向或其中一平面上来回往复运动的现象。
常见的机械振动有单摆振动、弹簧振动等。
1.单摆振动:单摆是由一根细线或细杆悬挂的可以在竖直平面内摆动的物体。
摆动过程中,单摆的重心沿圆弧形轨迹在竖直平面内来回运动。
2.弹簧振动:弹簧振动是指将一端固定,另一端悬挂质点的弹簧在作用力的驱动下做往复振动的现象。
弹簧振动有线性振动和简谐振动两种形式。
二、机械振动的特性1.幅度:振动中物体运动的最大偏离平衡位置的距离。
2.周期:振动一次所需要的时间,记为T。
3.频率:振动在单位时间内所完成的周期数,记为f。
频率和周期之间的关系为f=1/T。
4.角频率:单位时间内振动角度的增量,记为ω。
角频率和频率之间的关系为ω=2πf。
5.相位:刻画振动状态的物理量。
任何时刻振动的状态都可由物体与参照物的相对位移和相对速度来描述。
三、机械波的传播机械波是指质点或介质在空间传播的波动现象。
按传播方向的不同,机械波可以分为纵波和横波。
1.纵波:波动传播的方向与波的传播方向一致。
纵波的传播特点是质点沿着波动方向做往复运动,如声波就是一种纵波。
2.横波:波动传播的方向与波的传播方向垂直。
横波的传播特点是质点沿波动方向做往复运动,如水波就是一种横波。
四、机械波的特性1.波长:波的传播方向上,相邻两个相位相同的点之间的距离。
记为λ。
2.波速:波的传播速度。
波速和频率、波长之间的关系为v=λf。
3.频率:波动现象中,单位时间内波的传输周期数。
记为f。
4.能量传递:机械波在传播过程中,能量从一个质点传递到另一个质点,并随着传播的距离逐渐减弱。
5.反射和折射:机械波在传播过程中,遇到不同介质的边界时会发生反射和折射现象。
机械振动和机械波知识点总结
机械振动和机械波知识点总结机械振动和机械波是力学中重要的研究对象,涵盖了许多基本的物理概念和理论。
本文将对机械振动和机械波的知识点进行总结和概述。
一、机械振动机械振动是指物体在作用力或外界激励下,围绕平衡位置做周期性的运动。
其基本概念和理论如下:1. 平衡位置和位移:机械振动的平衡位置是物体在受到作用力后不再发生位移的位置,位移则是指物体在振动过程中距离平衡位置的偏离量。
2. 振幅和周期:振幅是指物体在振动过程中位移的最大值,周期是指物体完成一个完整振动所需要的时间。
3. 频率和角速度:频率是指单位时间内振动的次数,通常用赫兹(Hz)来表示;角速度则是指单位时间内角位移的变化率,通常用弧度/秒来表示。
4. 谐振和简谐振动:谐振是指物体在受到与其固有振动频率相同的外力激励时产生的振动现象,简谐振动是一种特殊的谐振,其运动方式是由正弦函数所描述的。
二、机械波机械波是指由固体、液体、气体等介质传递的一种能量和动量的传播形式。
以下是机械波相关的知识点总结:1. 波的性质:波的振幅、频率、波速、波长是描述波的基本性质。
振幅是指波动的最大位移,波速是指波在介质中传播的速度,波长是指波动的最小周期。
2. 纵波和横波:根据传播方向和振动方向的关系,波可以分为纵波和横波。
纵波的振动方向与波的传播方向一致,横波的振动方向与波的传播方向垂直。
3. 声波和机械波:声波是一种机械波,是由介质分子振动引起的机械波。
声波的传播需要介质的存在,例如空气、水等。
4. 声速和音频:声速是指声波在介质中传播的速度,与介质的密度和弹性有关。
音频是指人类能够听到的声波的频率范围,通常在20Hz到20kHz之间。
三、振动和波的应用振动和波有着广泛的应用领域,以下是部分应用的概述:1. 振动传感器:振动传感器可以检测物体的振动状态,并将其转换为电信号输出。
其在机械故障监测、地震预警等领域有着重要作用。
2. 声纳技术:声纳技术利用声波在水中传播的特性,用于海洋勘探、潜艇探测等军事和民用领域。
高中物理机械振动和机械波知识点
高中物理机械振动和机械波知识点机械振动和机械波是高中物理中一个重要的内容,下面将以1200字以上的篇幅详细介绍这两个知识点。
一、机械振动1.振动的定义及特点振动是指物体在平衡位置附近做往复运动的现象。
振动具有周期性、往复性和简谐性等特点。
2.物理量与振动的关系振动常涉及到的物理量有位移、速度、加速度、力等。
振动的物体在其中一时刻的位移与速度、加速度之间存在着相位差的关系。
3.简谐振动简谐振动是指振动物体的加速度与恢复力成正比,且方向相反。
简谐振动的周期、频率和角频率与振幅无关,只与振动系统的特性有关。
4.阻尼振动阻尼振动是指振动物体受到阻力的影响而逐渐减弱并停止的振动。
阻尼振动可以分为临界阻尼、过阻尼和欠阻尼三种情况。
5.受迫振动受迫振动是指振动物体受到外界周期力的作用而发生的振动。
当外力的频率与振动系统的固有频率相同时,产生共振现象。
6.驱动力与振幅的关系外力作用下,振动物体的振幅由驱动力的频率决定。
当驱动力的频率与振动物体的固有频率接近时,振幅达到最大值。
二、机械波1.波的定义及特点波是指能量或信息在空间中的传递。
波有传播介质,传播介质可以是固体、液体或气体。
波分为机械波和电磁波两种。
2.机械波的分类及特点机械波分为横波和纵波两种,它们的传播方向与介质振动方向有关。
横波的振动方向与波的传播方向垂直,而纵波的振动方向与波的传播方向平行。
3.波的传播速度波的传播速度与介质的性质和波的频率有关。
在同一介质中,传播速度与波长成正比,与频率成反比。
在不同介质中,波长相等时,传播速度与频率成正比。
4.波的反射、折射和干涉波在传播过程中会遇到障碍物或介质边界,导致发生反射和折射现象。
当波的传播路径中存在两个或多个波源时,会发生波的干涉现象。
5.波的衍射波在通过缝隙或物体边缘时会发生波的弯曲现象,这种现象称为波的衍射。
波的衍射现象是波动性质的重要表现之一6.声波的特点及应用声波是一种机械波,的传播媒质是物质的弹性介质。
机械振动和机械波知识点复习及总结
机械振动和机械波知识点复习及总结1、机械振动:物体(质点)在平衡位置附近所作的往复运动叫机械振动,简称振动条件:a、物体离开平衡位置后要受到回复力作用。
b、阻力足够小。
回复力:效果力在振动方向上的合力平衡位置:物体静止时,受(合)力为零的位置:运动过程中,回复力为零的位置(非平衡状态)描述振动的物理量位移x(m)均以平衡位置为起点指向末位置振幅A(m)振动物体离开平衡位置的最大距离(描述振动强弱)周期T(s)完成一次全振动所用时间叫做周期(描述振动快慢)全振动物体先后两次运动状态(位移和速度)完全相同所经历的过程频率f (Hz)1s钟内完成全振动的次数叫做频率(描述振动快慢)2、简谐运动概念:回复力与位移大小成正比且方向相反的振动受力特征:运动性质为变加速运动从力和能量的角度分析x、F、a、v、EK、EP特点:运动过程中存在对称性平衡位置处:速度最大、动能最大;位移最小、回复力最小、加速度最小最大位移处:速度最小、动能最小;位移最大、回复力最大、加速度最大 v、EK同步变化;x、F、a、EP同步变化,同一位置只有v可能不同3、简谐运动的图象(振动图象)物理意义:反映了1个振动质点在各个时刻的位移随时间变化的规律可直接读出振幅A,周期T(频率f)可知任意时刻振动质点的位移(或反之)可知任意时刻质点的振动方向(速度方向)可知某段时间F、a等的变化4、简谐运动的表达式:5、单摆(理想模型)在摆角很小时为简谐振动回复力:重力沿切线方向的分力周期公式:(T与A、m、θ无关等时性)测定重力加速度g,g= 等效摆长L=L 线+r6、阻尼振动、受迫振动、共振阻尼振动(减幅振动)振动中受阻力,能量减少,振幅逐渐减小的振动受迫振动:物体在外界周期性驱动力作用下的振动叫受迫振动。
特点:共振:物体在受迫振动中,当驱动力的频率跟物体的固有频率相等的时候,受迫振动的振幅最大,这种现象叫共振条件:(共振曲线)【习题演练一】1 一弹簧振子在一条直线上做简谐运动,第一次先后经过M、N两点时速度v(v≠0)相同,那么,下列说法正确的是()A、振子在M、N两点受回复力相同B、振子在M、N两点对平衡位置的位移相同C、振子在M、N两点加速度大小相等D、从M点到N点,振子先做匀加速运动,后做匀减速运动2 如图所示,一质点在平衡位置O点两侧做简谐运动,在它从平衡位置O出发向最大位移A处运动过程中经0、15s第一次通过M 点,再经0、1s第2次通过M点。
机械振动和机械波知识点总结
机械振动和机械波知识点总结一、机械振动的基本概念1.简谐振动:具有恢复力的物体围绕平衡位置作周而复始的往复运动,其运动规律满足简谐振动的规律。
2.振幅:振动的最大偏离量,表示振动的幅度大小。
3.周期:振动完成一次往复运动所经历的时间。
4.频率:单位时间内振动的循环次数。
5.角频率:单位时间内振动的循环角度。
6.动能和势能:振动物体在做往复运动过程中,动能和势能不断转化。
7.谐振:当外力与物体的振动频率相同时,产生共振现象,能量传递效率最高。
二、机械振动的描述方法1.运动方程:描述物体随时间变化的位置。
2.振动曲线:以时间为横轴,位置或速度为纵轴,绘制出的曲线。
3.波形图:以距离为横轴,垂直方向的位移、压强或密度为纵轴,绘制出的曲线。
三、机械振动的特性1.振动的幅度、周期和频率可以通过测量来确定。
2.振动的速度和加速度随时间变化而变化,速度与位置之间呈正弦关系,加速度与位置之间呈负弦关系。
3.振动的能量在物体各个部分之间以波动形式传递,不断发生能量转化。
4.振动物体的相对稳定位置是平衡位置,物体相对平衡位置的偏离量越大,能量传递越快,振幅越大。
四、机械波的基本概念1.机械波是一种能量的传递方式,通过介质中的相互作用使得能量沿介质传播。
2.波的传播速度与介质的性质有关,弹性固体中传播速度最大,液体次之,气体最小。
3.机械波分为横波和纵波。
横波的传播方向与振动方向垂直,如水波;纵波的传播方向与振动方向一致,如声波。
五、机械波的描述方法1.波的频率、波长和传播速度之间存在关系:波速=频率×波长。
2.波谱分析:将波的复杂振动分解成一系列简单谐波的叠加。
3.波的传播可分为反射、折射、干涉、衍射和驻波等现象。
六、机械波的特性1.超前传播:波的传播速度比振动速度快。
2.波的干涉:两个波相遇时,根据叠加原理,产生增强或减弱的效果。
3.波的衍射:波通过孔隙或物体边缘时发生的现象。
4.驻波:两个等幅、频率相同的波在空间中相遇,发生干涉,形成波节和波腹。
机械振动和机械波知识点总结(最新整理)
机械振动和机械波一、知识结构二、重点知识回顾1机械振动(一)机械振动物体(质点)在某一中心位置两侧所做的往复运动就叫做机械振动,物体能够围绕着平衡位置做往复运动,必然受到使它能够回到平衡位置的力即回复力。
回复力是以效果命名的力,它可以是一个力或一个力的分力,也可以是几个力的合力。
产生振动的必要条件是:a、物体离开平衡位置后要受到回复力作用。
b、阻力足够小。
(二)简谐振动1. 定义:物体在跟位移成正比,并且总是指向平衡位置的回复力作用下的振动叫简谐振动。
简谐振动是最简单,最基本的振动。
研究简谐振动物体的位置,常常建立以中心位置(平衡位置)为原点的坐标系,把物体的位移定义为物体偏离开坐标原点的位移。
因此简谐振动也可说是物体在跟位移大小成正比,方向跟位移相反的回复力作用下的振动,即F=-k x,其中“-”号表示力方向跟位移方向相反。
2. 简谐振动的条件:物体必须受到大小跟离开平衡位置的位移成正比,方向跟位移方向相反的回复力作用。
3. 简谐振动是一种机械运动,有关机械运动的概念和规律都适用,简谐振动的特点在于它是一种周期性运动,它的位移、回复力、速度、加速度以及动能和势能(重力势能和弹性势能)都随时间做周期性变化。
(三)描述振动的物理量,简谐振动是一种周期性运动,描述系统的整体的振动情况常引入下面几个物理量。
1. 振幅:振幅是振动物体离开平衡位置的最大距离,常用字母“A ”表示,它是标量,为正值,振幅是表示振动强弱的物理量,振幅的大小表示了振动系统总机械能的大小,简谐振动在振动过程中,动能和势能相互转化而总机械能守恒。
2. 周期和频率,周期是振子完成一次全振动的时间,频率是一秒钟内振子完成全振动的次数。
振动的周期T 跟频率f 之间是倒数关系,即T=1/f 。
振动的周期和频率都是描述振动快慢的物理量,简谐振动的周期和频率是由振动物体本身性质决定的,与振幅无关,所以又叫固有周期和固有频率。
(四)单摆:摆角小于5°的单摆是典型的简谐振动。
机械振动和机械波知识点的归纳
机械振动和机械波知识点的归纳作者:朱庆林来源:《理科考试研究·高中》2014年第09期机械振动和机械波是高中物理的重要专题,高考涉及的知识有简谐运动、单摆、周期公式、机械波、横波和纵波、波的干涉和衍射现象、简谐运动的公式和图象、横波的图象、波速波长和频率(周期)的关系.下面对这些知识点进行归纳和总结.1.机械振动概念(1)回复力.振动物体所受的总是指向平衡位置的合外力,属于效果力,在具体问题中要能分析出是什么力提供了回复力.(2)位移.由平衡位置指向振动质点所在位置的有向线段,其最大值等于振幅.(3)振幅.振动物体离开平衡位置的最大距离,反映振动的强弱.(4)周期和频率.振动物体经过一次全振动所需时问叫周期,振动物体在单位时问内完成全振动的次数叫频率,二者互为倒数关系,反映振动的快慢.2.简谐运动3.单摆4.简谐运动的图象(1)简谐运动的图象就是振动物体对平衡位置的位移随时问变化的图象,表示振动物体的位移随时问变化的规律.(2)简谐运动图象的应用:①直接从图象上读出周期和振幅;②确定任一时刻质点相对平衡位置的位移;③判断任意时刻质点的速度方向和加速度方向;④判断某段时问内振动物体的速度、加速度、动能及势能大小变化情况.5.机械波的形成和传播(1)产生条件:①做机械振动的物体作为波源;②传播机械振动的介质.(2)形成过程:介质可以看成是由大量质点构成的物质,相邻质点之问存在相互作用.前面的点总带动它相邻的后面的点做受迫振动,后一质点的振动总是滞后于带动它的前一质点的振动,故介质中各点的振动周期、频率完全相同.(3)波的传播特点:①波传播的是振动的形式,质点并不随波而迁移;②波是传递能量的一种方式;③波可以传递信息,波相当于是载体.(4)分类:①横波:质点振动方向与波的传播方向垂直的波叫横波,横波有凸部(波峰)和凹部(波谷),常见的抖动绳子一端而在绳子上形成的波就是横波;②纵波:质点振动方向与波的传播方向在同一直线上的波叫纵波,纵波有密部和疏部,声波是最常见的纵波,地震所产生的波既有横波又有纵波.6.机械波的描述7.波的图象的意义(1)表示在波的传播方向上,某时刻各质点离开平衡位置的位移.(2)由波的图象可直接获取的信息:①该时刻各质点的位移;②该时刻各质点的加速度方向;③质点振动的振幅A;④波长;⑤若知道速度、的方向,可知各质点的振动方向;⑥若知道该时刻某质点的运动方向,可判断波的传播方向.8.波的衍射、干涉(1)波的叠加原理:几列波在空问相遇时,互不干扰,仍以各自的运动特征向前传播,只是在重叠区域里,任一质点的总位移,等于各列波引起的位移的矢量和.(2)波的衍射:可以绕过障碍物继续传播,这种现象叫波的衍射. 衍射现象的本质是波在遇到小孔或障碍物时,偏离了直线传播,使波所涉及的范围扩大,将振动形式(或能量)传到阴影区,任何波都能发生衍射,衍射总是存在的,只是有的衍射明显,有的衍射不明显,实验证明只有当小孔(缝)或障碍物的尺寸跟波长相差不多,或者比波长更小时,才能观察到明显的衍射现象.衍射是波所特有的现象之一.(3)波的干涉:频率相同(振动方向平行)的两列波叠加,使某些区域的振动加强,某些区域的振动减弱,而且振动加强的区域和振动减弱的区域相互问隔,这种现象叫做波的干涉,形成的图样是稳定的,叫干涉图样.产生稳定干涉的条件:两列波的频率必须相同,产生这样波的波源叫相干波源一切波都能发生干涉,干涉也是波特有的现象.。
(完整版)机械振动和机械波知识点总结
机械振动考点一简谐运动的描述与规律1. 机械振动:物体在平衡位置附近所做的往复运动,简称振动。
回复力是指振动物体所受的总是指向平衡位置的合外力。
回复力是产生振动的条件,它使物体总是在平衡位置附近振动。
它属于效果力,其效果是使物体再次回到平衡位置。
回复力可以是某一个力,也可以是几个力的合力或某个力的分力。
平衡位置是指物体所受回复力为零的位置!2. 简谐运动: 物体在跟位移大小成正比并且总是指向平衡位置的回复力作用下的振动。
简谐运动属于最简单、最基本的振动形式,其振动过程关于平衡位置对称,是一种周期性的往复运动。
例如弹簧振子、单摆。
注: (1)描述简谐运动的物理量①位移x:由平衡位置指向振动质点所在位置的有向线段,是矢量.②振幅A:振动物体离开平衡位置的最大距离,是标量,它表示振动的强弱.③周期T 和频率f:物体完成一次全振动所需的时间叫做周期,而频率则等于单位时间内完成全振动的次数.它们是表示振动快慢的物理量,二者互为倒数关系:T=1/f.(2) 简谐运动的表达式①动力学表达式:F =-kx,其中“-”表示回复力与位移的方向相反.②运动学表达式:x=Asin (ωt+φ),其中A 代表振幅,ω=2πf 表示简谐运动的快慢,(ωt+φ)代表简谐运动的相位,φ叫做初相.(可借助于做匀速圆周运动质点在水平方向的投影理解)(3) 简谐运动的运动规律回复力、加速度增大速度、动能减小①变化规律:位移增大时机械能守恒势能增大振幅、周期、频率保持不变注意:这里所说的周期、频率为固有周期与固有频率,由振动系统本身构造决定。
振幅是反映振动强弱的物理量,也是反映振动系统所具备能量多少的物理量。
②对称规律:I 、做简谐运动的物体,在关于平衡位置对称的两点,回复力、位移、加速度具有等大反向的关系,另外速度的大小、动能具有对称性,速度的方向可能相同或相反.II 、振动物体来回通过相同的两点间的时间相等,如t BC=t CB;振动物体经过关于平衡位置对称的等长的两线段的时间相等,如t BC=t B′C′,③运动的周期性特征:相隔T 或nT 的两个时刻振动物体处于同一位置且振动状态相同. 注意:做简谐运动的物体在一个周期内的路程大小一定为4A,半个周期内路程大小一定为2A ,四分之一个周期内路程大小不一定为 A 。
高三物理机械振动和机械波知识点总结
3. 描述简谐运动的物理量(1)位移x:由平衡位置指向振动质点所在位置的有向线段,是矢量,其最大值等于振幅。
(2)振幅A:振动物体离开平衡位置的最大距离,是标量,表示振动的强弱。
(3)周期T和频率f:表示振动快慢的物理量,二者互为倒数关系,即T=1/f。
4. 简谐运动的图像(1)意义:表示振动物体位移随时间变化的规律,注意振动图像不是质点的运动轨迹。
(2)特点:简谐运动的图像是正弦(或余弦)曲线。
(3)应用:可直观地读取振幅A、周期T以及各时刻的位移x,判定回复力、加速度方向,判定某段时间内位移、回复力、加速度、速度、动能、势能的变化情况。
二、弹簧振子定义:周期和频率只取决于弹簧的劲度系数和振子的质量,与其放置的环境和放置的方式无任何关系。
如某一弹簧振子做简谐运动时的周期为T,不管把它放在地球上、月球上还是卫星中;是水平放置、倾斜放置还是竖直放置;振幅是大还是小,它的周期就都是T。
三、单摆1. 定义:摆线的质量不计且不可伸长,摆球的直径比摆线的长度小得多,摆球可视为质点。
单摆是一种理想化模型。
2. 单摆的振动可看作简谐运动的条件是:最大摆角α<5°。
3. 单摆的回复力是重力沿圆弧切线方向并且指向平衡位置的分力。
4. 作简谐运动的单摆的周期公式为:T=2π(1)在振幅很小的条件下,单摆的振动周期跟振幅无关。
(2)单摆的振动周期跟摆球的质量无关,只与摆长L和当地的重力加速度g有关.(3)摆长L是指悬点到摆球重心间的距离,在某些变形单摆中,摆长L 应理解为等效摆长,重力加速度应理解为等效重力加速度(一般情况下,等效重力加速度g'等于摆球静止在平衡位置时摆线的张力与摆球质量的比值)。
四、受迫振动1. 受迫振动:振动系统在周期性驱动力作用下的振动叫受迫振动。
2. 受迫振动的特点:受迫振动稳定时,系统振动的频率等于驱动力的频率,跟系统的固有频率无关。
3. 共振:当驱动力的频率等于振动系统的固有频率时,振动物体的振幅最大,这种现象叫做共振。
机械振动和机械波知识点总结分析
机械振动和机械波一、知识结构二、重点知识回顾1机械振动(一)机械振动物体(质点)在某一中心位置两侧所做的往复运动就叫做机械振动,物体能够围绕着平衡位置做往复运动,必然受到使它能够回到平衡位置的力即回复力。
回复力是以效果命名的力,它可以是一个力或一个力的分力,也可以是几个力的合力。
产生振动的必要条件是:a、物体离开平衡位置后要受到回复力作用。
b、阻力足够小。
(二)简谐振动1. 定义:物体在跟位移成正比,并且总是指向平衡位置的回复力作用下的振动叫简谐振动。
简谐振动是最简单,最基本的振动。
研究简谐振动物体的位置,常常建立以中心位置(平衡位置)为原点的坐标系,把物体的位移定义为物体偏离开坐标原点的位移。
因此简谐振动也可说是物体在跟位移大小成正比,方向跟位移相反的回复力作用下的振动,即F=-k x,其中“-”号表示力方向跟位移方向相反。
2. 简谐振动的条件:物体必须受到大小跟离开平衡位置的位移成正比,方向跟位移方向相反的回复力作用。
3. 简谐振动是一种机械运动,有关机械运动的概念和规律都适用,简谐振动的特点在于它是一种周期性运动,它的位移、回复力、速度、加速度以及动能和势能(重力势能和弹性势能)都随时间做周期性变化。
(三)描述振动的物理量,简谐振动是一种周期性运动,描述系统的整体的振动情况常引入下面几个物理量。
1. 振幅:振幅是振动物体离开平衡位置的最大距离,常用字母“A ”表示,它是标量,为正值,振幅是表示振动强弱的物理量,振幅的大小表示了振动系统总机械能的大小,简谐振动在振动过程中,动能和势能相互转化而总机械能守恒。
2. 周期和频率,周期是振子完成一次全振动的时间,频率是一秒钟振子完成全振动的次数。
振动的周期T 跟频率f 之间是倒数关系,即T=1/f 。
振动的周期和频率都是描述振动快慢的物理量,简谐振动的周期和频率是由振动物体本身性质决定的,与振幅无关,所以又叫固有周期和固有频率。
(四)单摆:摆角小于5°的单摆是典型的简谐振动。
