高二物理会考复习ppt课件机械波-人教版.ppt
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1、1,机械振动和机械波,2,下一页,上一页,返 回,3,一、简谐运动,1.简谐运动,内容:,物体在跟偏离平衡位置的位移大小成正比,并且总指向平衡位置的回复力的作用下的振动,叫简谐运动。,特征:,F=-kx,注意:,简谐运动的位移必须是指偏离平衡位置的位移。也就是说,在研究简谐运动时所说的位移的起点都必须在平衡位置处。,回复力是一种效果力。是振动物体在沿振动方向上所受的合力。,“平衡位置”不等于“平衡状态”。平衡位置是指回复力为零的位置,物体在该位置所受的合外力不一定为零。(如单摆摆到最低点时,沿振动方向的合力为零,但在指向悬点方向上的合力却不等于零,所以并不处于平衡状态),下一页,上一页,返 回
2、,4,2对于简谐运动中物理量的变化问题可按下列顺序判断:,3.规律:,周期性简谐运动的物体经过一个周期或几个周期后,能回到原来的状态;,对称性简谐运动的物体具有对平衡位置的对称性即位移、回复力、加速度和时间相对平衡位置对称。,下一页,上一页,返 回,5,4从总体上描述简谐运动的物理量,振幅A:,振动物体离开平衡位置的最大距离。是描述振动强弱的物理量。,周期T:,振动物体完成一次全振动所需的时间。是描述振动快慢的物理量。,频率f:,振动物体在单位时间内完成全振动的次数。也是描述振动快慢的物理量(频率f=1/T)。周期(或频率)都由振动物体本身的性质决定,所以叫固有周期(或频率),与振幅无关。,反
3、 馈,下一页,上一页,返 回,6,例1:做简谐运动的质点通过平衡位置时,下述几种物理量具有最大值的是()A回复力 B加速度 C位移 D速度,下一页,上一页,返 回,7,例2:下列说法正确的是()A在回复力作用下的运动一定是简谐振动B简谐振动物体,速度增大时,加速度一定减小C回复力一定是振动物体所受的合外力D振动物体两次通过平衡位置的时间间隔为一个周期,下一页,上一页,返 回,8,例:弹簧振子以O点为平衡位置,在水平方向上的A、B两点之间做简谐运动,以下说法正确的是:()A振子在B、A两点时的速度和加速度均为零;B振子在通过O点时速度的方向将发生改变;C振子所受的合力总跟速度方向相反;D振子离开
4、O点的运动总是减速运动,靠近O点的运动总是加速运动。,下一页,上一页,返 回,知识点,9,二、单摆,单摆振动的回复力是重力沿切线方向的分力,不能说成是重力和拉力的合力。在平衡位置振子所受回复力是零,但合力是向心力,指向悬点,不为零,F向=。,当单摆的摆角很小时(5)时,所以单摆的周期,与摆球质量m、振幅A都无关。其中l 为等效摆长(即摆动圆弧的圆心到摆球重心的距离);,3在判断摆钟类的问题时,摆钟走慢,说明频率偏小,周期偏大,再由周期公式 可知:应减小摆长L。,反 馈,下一页,上一页,返 回,10,例:单摆是一个理想化的物理模型,它是用一根细线悬挂一个小球并可在竖直平面内摆动的一个装置,但必须
5、满足三个条件:;,线的伸缩和线的质量可以忽略,球的直径比线的长度短得多,空气等产生的阻力可以忽略不计,下一页,上一页,返 回,11,例:甲、乙两个单摆放在同一个地方,若其摆长之比为 l1:l2=4:9,则它们的周期之比T1:T2为_,如果在一分钟内甲摆动30次,则乙摆动_次。,2:3,20,下一页,上一页,返 回,12,例:有一摆钟,平时走时准确,搬家后发现它变慢了,为重新使其走时准确,下面办法中正确的是()A稍微调整摆长,使其变短 B稍微调整摆长,使其变长 C适当增加摆锤质量 D将指针适当往前拨动,下一页,上一页,返 回,13,例:一只单摆正在平衡位置O点附近摆动(最大摆角为),如图所示,则
6、:摆球此时所受的回复力是_;摆球经过平衡位置时的速率是_;摆球经过平衡位置时细线的拉力是 _.,mg sin,3mg-2mg cos,下一页,上一页,返 回,知识点,14,三、受迫振动与共振,1受迫振动:,物体在驱动力(即周期性外力)作用下的振动叫受迫振动。,物体做受迫振动的频率等于驱动力的频率,与物体的固有频率无关。,物体做受迫振动的振幅由驱动力频率和物体的固有频率共同决定:两者越接近,受迫振动的振幅越大,两者相差越大受迫振动的振幅越小。,2共振:,当驱动力的频率跟物体的固有频率相等时,受迫振动的振幅最大,这种现象叫共振。,利用共振的有:共振筛、转速计、微波炉、打夯机、跳板跳水、打秋千,防止
7、共振的有:机床底座、航海、军队过桥、高层建筑、火车车厢,反 馈,下一页,上一页,返 回,15,例8:火车在铁轨上行驶时,每经过接轨处时,由于与接轨处的撞击作用而使车厢在弹簧上发生上下振动。如果弹簧的固有频率为2Hz,每根铁轨长为12.5m,则当火车行驶速度为_时,将发生共振现象。,25m,下一页,上一页,返 回,16,例9:在右图所示的装置中,在曲轴AB上悬挂一个弹簧振子,若不转动把手C,让其上下振动,周期为T1,若使把手C周期T2(T2T1)匀速转动,当运动都稳定后,则().弹簧振子的振动周期为T1.弹簧振子的振动周期为T2.要使弹簧振子振幅增大,可让把手转速减小.要使弹簧振子振幅增大,可让
8、把手转速增大A B C D,下一页,上一页,返 回,17,例10:下列振动中,属于受迫振动的是:()A用重锤敲击一下悬吊着的钟后,钟的摆动;B打点计时器接通电源后,振针的振动;C小孩在自由振动的秋千上的运动;D弹簧振子在竖直方向上沿上下方向振动。,下一页,上一页,返 回,知识点,18,四、机械波,1定义:,机械振动在介质中的传播,就形成机械波。,2产生:,介质中前一质点的振动带动后一质点的振动,后一质点都作受迫振动。,3描述波的几个物理量波长、频率和波速,波长:,两个相邻的,在振动过程中位移总是相等的质点间的距离叫波长。或两个相邻的波峰(或波谷)与波峰(或波谷)间的距离叫波长;波在一个周期内传
9、播的距离也等于一个波长。,频率 f:,由于各质点作受迫振动,因此各质点振动的频率都等于波源的振动频率。同一机械波在不同介质中传播时,其频率f不变。,波速:,波速由介质本身的性质决定,不同介质中的波速并不相同。,下一页,上一页,返 回,19,20,4注意:,在同一种均匀介质中机械波的传播是匀速的。波速、波长和频率之间满足公式:=f。,介质质点的运动是在各自的平衡位置附近的简谐运动,是变加速运动,介质质点并不随波迁移。,介质中前一质点的振动带动后一质点的振动,各个质点都做受迫振动,机械波转播的是振动形式、能量和信息。,机械波的频率由波源决定,而传播速度由介质决定,波长由波源和介质决定。,介质中每个
10、质点开始振动的方向都和振源开始振动的方向相同。,5机械波可分为横波和纵波两种。,质点振动方向和波的传播方向垂直的叫横波,如:绳上波、水面波等。,质点振动方向和波的传播方向平行的叫纵波,如:弹簧上的疏密波、声波等。,反 馈,下一页,上一页,返 回,21,例11:关于机械波,下列陈述正确的是 A波的传播不仅是振动的形式和能量的传播过程,也是质点沿波的传播方向运动的过程B在波的传播过程中,介质和运动形式一起传播C在波的传播过程中,所有振动质点都在做受迫振动D机械波在真空中也能传播,下一页,上一页,返 回,22,例12:关于波长,下列说法正确的是 A对于平衡位置的位移相等的两个相邻质点间的距离等于波长
11、B一个周期内振动传播的距离等于波长C两个相邻的波峰与波谷之间的距离的二倍等于波长D对同一列声波,它从一种介质进入另一种介质时波长是不变的,下一页,上一页,返 回,23,例13:漂浮在湖面上的两个木块A、B相距24米,当一列水波在湖面上传播时,两个木块都是每分钟上下浮动15次,当木块A位于波谷时,木块B正位于波峰,两木块之间还有一个波峰,则这列水波的波长为 _ 米,水波的传播速度为 _ 米/秒。,16,4,下一页,上一页,返 回,知识点,24,振动图象和波的图象的比较,沿波传播方向所有质点,振动质点,某一时刻在连续介质中各质点的空间分布,质点振动过程中,位移随时间的变化,随时间的推移而改变,随时
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