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2018高考物理二轮复习机械振动机械波知识专题总结


    高考二轮复习的专题强化训练可以帮助高考生梳理物理知识,将以前章节化的知识体系转变为系统化、网络化。2018高考物理二轮怎么复习,小编将2018高考物理二轮复习专题训练,机械振动和机械波知识总结如下:
    
    
    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。
    
    (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。共振的条件:驱动力的频率等于振动系统的固有频率。
    五、机械波
    1. 定义:机械振动在介质中的传播形成机械波。
    2. 机械波产生的条件:
    (1)波源
    (2)介质
    3. 机械波的分类:
    (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)。
    (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。
    注意:气体、液体、固体都能传播纵波,但气体、液体不能传播横波。
    4. 机械波的特点:
    (1)机械波传播的是振动形式和能量。质点只在各自的平衡位置附近振动,并不随波迁移。
    (2)介质中各质点的振动周期和频率都与波源的振动周期和频率相同。
    (3)离波源近的质点带动离波源远的质点依次振动。
    
    七、波动图像
    1. 定义:表示波的传播方向上,介质中的各个质点在同一时刻相对平衡位置的位移。当波源作简谐运动时,它在介质中形成简谐波,其波动图像为正弦或余弦曲线。
    (1)由波的图像可获取的信息:
    ①从图像可以直接读出振幅(注意单位)
    ②从图像可以直接读出波长(注意单位)
    ③可求任一点在该时刻相对平衡位置的位移(包括大小和方向)
    ④在波速方向已知(或已知波源方位)时可确定各质点在该时刻的振动方向.
    ⑤可以确定各质点振动的加速度方向(加速度总是指向平衡位置)
    (2)波动图像与振动图像的比较:
    
    八、波动问题多解性
    波的传播过程中时间上的周期性、空间上的周期性以及传播方向上的双向性是导致“波动问题多解性”的主要原因。若题目假设一定的条件,可使无限系列解转化为有限或惟一解。
    九、波的衍射
    波在传播过程中偏离直线传播,绕过障碍物的现象。衍射现象总是存在的,只有明显与不明显的差异。
    波发生明显衍射现象的条件是:障碍物(或小孔)的尺寸比波的波长小或能够与波长差不多。
    十、波的叠加
    几列波相遇时,每列波能够保持各自的状态继续传播而不互相干扰,只是在重叠的区域里,任一质点的总位移等于各列波分别引起的位移的矢量和。两列波相遇前、相遇过程中、相遇后,各自的运动状态不发生任何变化,这是波的独立性原理。
    十一、波的干涉
    频率相同的两列波叠加,某些区域的振动加强,某些区域的振动减弱,并且振动加强和振动减弱的区域相互间隔的现象,叫波的干涉。
    产生干涉现象的条件:两列波的频率相同,振动情况稳定。
    
    注意:
    ①干涉时,振动加强区域或振动减弱区域的空间位置是不变的,加强区域中心质点的振幅等于两列波的振幅之和,减弱区域中心质点的振幅等于两列波的振幅之差。
    ②两列波在空间相遇发生干涉,两列波的波峰相遇点为加强点,波峰和波谷的相遇点是减弱的点,加强的点只是振幅大了,并非任一时刻的位移都大;减弱的点只是振幅小了,也并非任一时刻的位移都最小。如图若S1、S2为振动方向同步的相干波源,当PS1-PS2=nλ时,振动加强;当PS1-PS2=(2n+1)λ/2时,振动减弱。
    十二、声波
    1. 空气中的声波是纵波,传播速度为340m/s.
    2. 能够引起人耳感觉的声波频率范围是:20~20000Hz.
    3. 超声波:频率高于20000Hz的声波。
    ①超声波的重要性质有:波长短,不容易发生衍射,基本上能直线传播,因此可以使能量定向集中传播;穿透能力强.
    ②对超声波的利用:用声纳探测潜艇、鱼群,探察金属内部的缺陷;利用超声波碎石治疗胆结石、肾结石等;利用“B超”探察人体内病变。
    
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