考點內(nèi)容要求考綱解讀簡諧運動簡諧運動的公式和圖象單擺、單擺的周期公式受迫振動和共振機械波橫波和縱波橫波的圖象波速、波長和頻率周期的關(guān)系波的干涉和衍射現(xiàn)象多普勒效應(yīng)光的折射定律折射率全反射、光導(dǎo)纖維光的干涉、衍射和偏振現(xiàn)象變化的磁場產(chǎn)生電場、變化的電場產(chǎn)生磁場、電磁波及其傳播電磁波的產(chǎn)生、發(fā)射和接收電磁波譜狹義相對論的基本假設(shè)質(zhì)速關(guān)系、質(zhì)能關(guān)系相對論質(zhì)能關(guān)系式實驗探究單擺的運動、用單擺測定重力加速度實驗測定玻璃的折射率實驗用雙縫干涉測光的波長本章考查的熱點有簡諧運動的特點及圖象、波的圖象以及波長、波速、頻率的關(guān)系，光的折射和全反射，題型以選擇題和填空題為主，難度中等偏下，波動與振動的綜合及光的折射與全反射的綜合，有的考區(qū)也以計算題的形式考查復(fù)習(xí)時應(yīng)注意理解振動過程中回復(fù)力、位移、速度、加速度等各物理量的變化規(guī)律、振動與波動的關(guān)系及兩個圖象的物理意義，注意圖象在空間和時間上的周期性，分析幾何光學(xué)中的折射、全反射和臨界角問題時，應(yīng)注意與實際應(yīng)用的聯(lián)系，作出正確的光路圖；光和相對論部分，以考查基本概念及對規(guī)律的簡單理解為主，不可忽視任何一個知識點第1課時機械振動導(dǎo)學(xué)目標(biāo)1理解簡諧運動的概念、公式和圖象，掌握簡諧運動的回復(fù)力的特點和描述簡諧運動的物理量2掌握單擺的振動規(guī)律和周期公式3理解受迫振動和共振的概念，掌握產(chǎn)生圖1共振的條件一、簡諧運動基礎(chǔ)導(dǎo)引1圖1是某質(zhì)點做簡諧運動的振動圖象根據(jù)圖象中的信息，回答下列問題1質(zhì)點離開平衡位置的最大距離有多大2在15S和25S這兩個時刻，質(zhì)點的位置各在哪里3在15S和25S這兩個時刻，質(zhì)點向哪個方向運動2參考圖1，在T0到T4S的范圍內(nèi)回答以下問題1質(zhì)點相對平衡位置的位移的方向在哪些時間內(nèi)跟它的瞬時速度的方向相同在哪些時間內(nèi)跟瞬時速度的方向相反2質(zhì)點在第2S末的位移是多少3質(zhì)點在前2S內(nèi)走過的路程是多少3請根據(jù)圖1寫出這個簡諧振動的位移隨時間變化的關(guān)系式知識梳理1概念如果質(zhì)點的位移與時間的關(guān)系遵從_函數(shù)的規(guī)律，即它的振動圖象XT圖象是一條_曲線，這樣的振動叫簡諧運動2動力學(xué)表達式F_運動學(xué)表達式XASINT3描述簡諧運動的物理量1位移X由_指向_的有向線段表示振動位移，是矢量2振幅A振動物體離開平衡位置的_，是標(biāo)量，表示振動的強弱3周期T和頻率F做簡諧運動的物體完成_所需要的時間叫周期，而頻率則等于單位時間內(nèi)完成_；它們是表示振動快慢的物理量二者互為倒數(shù)關(guān)系4簡諧運動的圖象1物理意義表示振動物體的位移隨時間變化的規(guī)律2從平衡位置開始計時，函數(shù)表達式為XASINT，圖象如圖2所示從最大位移處開始計時，函數(shù)表達式為XACOST，圖象如圖3所示圖2圖35簡諧運動的能量簡諧運動過程中動能和勢能相互轉(zhuǎn)化，機械能守恒，振動能量與_有關(guān)，圖4圖5_越大，能量越大二、單擺基礎(chǔ)導(dǎo)引圖4是兩個單擺的振動圖象1甲、乙兩個擺的擺長之比是多少2以向右的方向作為擺球偏離平衡位置的位移的正方向，從T0起，乙第一次到達右方最大位移處時，甲振動到了什么位置向什么方向運動知識梳理如圖5所示，平衡位置在最低點1定義在細線的一端拴一個小球，另一端固定在懸點上，如果線的_和_都不計，球的直徑比_短得多，這樣的裝置叫做單擺2視為簡諧運動的條件_3回復(fù)力小球所受重力沿_方向的分力，即FG2GSINX，F(xiàn)的方向與位移X的方向相反MGL4周期公式T2LG5單擺的等時性單擺的振動周期取決于擺長L和重力加速度G，與振幅和振子小球質(zhì)量都沒有關(guān)系注意單擺振動時，線的張力與重力沿擺線方向的分力的合力提供單擺做圓周運動的向心力重力沿速度方向的分力提供回復(fù)力，最大回復(fù)力大小為A，在平衡位置時回復(fù)MGL力為零，但合外力等于向心力，不等于零三、受迫振動和共振基礎(chǔ)導(dǎo)引如圖6所示，張緊的水平繩上吊著A、B、C三個小球B靠近A，但兩者的懸線長度不同；C遠離球A，但兩者的懸線長度相同1讓球A在垂直于水平繩的方向擺動，將會看到B、C球有什么表現(xiàn)2在C球擺動起來后，用手使A、B球靜止，然后松手，又將看到A、B球有什么表現(xiàn)知識梳理1受迫振動系統(tǒng)在_作用下的振動做受迫振動的物體，它的周期或頻率等于_的周期或頻率，而與物體的固有圖7圖8圖9圖10周期或頻率_關(guān)2共振做受迫振動的物體，它的固有頻率與驅(qū)動力的頻率越接近，其振幅就越大，當(dāng)二者_時，振幅達到最大，這就是共振現(xiàn)象共振曲線如圖7所示考點一簡諧運動圖象及運動規(guī)律考點解讀1圖象的應(yīng)用1確定振動物體在任意時刻的位移如圖8中，對應(yīng)T1、T2時刻的位移分別為X17CM，X25CM2確定振動的振幅如圖振幅是10CM3確定振動的周期和頻率振動圖象上一個完整的正弦余弦圖形在時間軸上拉開的“長度”表示周期由圖可知，OD、AE、BF的間隔都等于振動周期，T02S，頻率F5HZ1T4確定各質(zhì)點的振動方向例如圖中的T1時刻，質(zhì)點正遠離平衡位置向位移的正方向運動；在T3時刻，質(zhì)點正向著平衡位置運動5比較各時刻質(zhì)點加速度的大小和方向例如在圖中T1時刻質(zhì)點位移X1為正，則加速度A1為負；T2時刻質(zhì)點位移X2為負，則加速度A2為正，又因為|X1|X2|，所以|A1|A2|2運動規(guī)律公式XASINT1變化規(guī)律位移增大時ERROR2對稱規(guī)律做簡諧運動的物體，在關(guān)于平衡位置對稱的兩點，回復(fù)力、位移、加速度具有等大反向的關(guān)系另外速度的大小、動能也具有對稱性，速度的方向可能相同或相反振動質(zhì)點來回通過相同的兩點間的時間相等，如TBCTCB；質(zhì)點經(jīng)過關(guān)于平衡位置對稱的等長的兩線段時所用的時間相等，如TBCTBC，如圖9所示典例剖析例1如圖10為一彈簧振子的振動圖象，求1該振子簡諧運動的表達式2在第2S末到第3S末這段時間內(nèi)彈簧振子的加速度、速度、動能和彈性勢能各是怎樣變化的3該振子在前100S的總位移是多少路程是多少跟蹤訓(xùn)練1一彈簧振子做簡諧運動，周期為T，則A若T時刻和TT時刻振子運動的位移大小相等、方向相同，則T一定等于T的整數(shù)倍圖11圖12B若T時刻和TT時刻振子運動的速度大小相等、方向相反，則T一定等于T/2的整數(shù)倍C若TT，則在T時刻和TT時刻振子運動的加速度一定相等D若TT/2，則在T時刻和TT時刻彈簧的長度一定相等考點二單擺的回復(fù)力與周期考點解讀1受力特征重力和細線的拉力1回復(fù)力擺球重力沿切線方向上的分力，F(xiàn)回MGSINXKX，負號表示回MGL復(fù)力F與位移X的方向相反2向心力細線的拉力和重力沿細線方向的分力的合力充當(dāng)向心力，F(xiàn)向FMGCOS注意1當(dāng)擺球在最高點時，F(xiàn)向0，F(xiàn)MGCOSMV2R2當(dāng)擺球在最低點時，F(xiàn)向，F(xiàn)向最大，F(xiàn)MGMMV2RV2R2周期公式T2，F(xiàn)LG12GL1測重力加速度G只要測出單擺的擺長L，周期T，就可以根據(jù)G42，求出當(dāng)?shù)氐闹豅T2力加速度G2L為等效擺長，表示從懸點到擺球重心的距離，要區(qū)分擺長和擺線長，懸點實質(zhì)為擺球擺動所在圓弧的圓心3G為當(dāng)?shù)刂亓铀俣鹊淅饰隼?已知單擺的振動圖象如圖11所示1讀圖可知振幅A_M，振動頻率F_HZ；2求此單擺的擺長L；3若擺球質(zhì)量為02KG，在擺動過程中，擺球受的回復(fù)力的最大值FM是多少取G10M/S2，210跟蹤訓(xùn)練2細長輕繩下端拴一小球構(gòu)成單擺，在懸掛點正下方擺長處有12一個能擋住擺線的釘子A，如圖12所示現(xiàn)將單擺向左方拉開一個小角度然后無初速度釋放對于單擺的運動，下列說法中正確的是A擺球往返運動一次的周期比無釘子時的單擺周期小B擺球在左右兩側(cè)上升的最大高度一樣C擺球在平衡位置左右兩側(cè)走過的最大弧長相等D擺球在平衡位置右側(cè)的最大擺角是左側(cè)的2倍考點三受迫振動和共振的應(yīng)用考點解讀1受迫振動的頻率等于驅(qū)動力的頻率，與固有頻率無關(guān)圖142當(dāng)驅(qū)動力頻率等于物體固有頻率時，發(fā)生共振現(xiàn)象，振幅最大典例剖析例3一砝碼和一輕彈簧構(gòu)成彈簧振子，如圖13甲所示，該裝置可用于研究彈簧振子的受迫振動勻速轉(zhuǎn)動把手時，曲桿給彈簧振子以驅(qū)動力，使振子做受迫振動把手勻速轉(zhuǎn)動的周期就是驅(qū)動力的周期，改變把手勻速轉(zhuǎn)動的速度就可以改變驅(qū)動力的周期若保持把手不動，給砝碼一向下的初速度，砝碼便做簡諧運動，振動圖線如圖乙所示當(dāng)把手以某一速度勻速運動，受迫振動達到穩(wěn)定時，砝碼的振動圖象如圖丙所示若用T0表示彈簧振子的固有周期，T表示驅(qū)動力的周期，Y表示受迫振動達到穩(wěn)定后砝碼振動的振幅，則圖131穩(wěn)定后，物體振動的頻率F_HZ2欲使物體的振動能量最大，需滿足什么條件答_3利用上述所涉及的知識，請分析某同學(xué)所提問題的物理依據(jù)“某同學(xué)考慮，我國火車第六次大提速時，需盡可能的增加鐵軌單節(jié)長度，或者是鐵軌無接頭”答_跟蹤訓(xùn)練3圖14所示是一個單擺做受迫振動時的共振曲線，表示振幅A與驅(qū)動力的頻率F的關(guān)系，下列說法正確的是A擺長約為10CMB擺長約為1MC若增大擺長，共振曲線的“峰”將向右移動D若增大擺長，共振曲線的“峰”將向左移動14單擺模型的應(yīng)用例4如圖15所示，ACB為光滑弧形槽，弧形槽半徑為R，R甲球從弧形槽的球心處自由落下，乙球從A點由靜止釋放，問1兩球第1次到達C點的時間之比2若在圓弧的最低點C的正上方H處由靜止釋放小球甲，讓其自由下圖16圖17圖18落，同時乙球從圓弧左側(cè)由靜止釋放，欲使甲、乙兩球在圓弧最低點C處相遇，則甲球下落的高度H是多少建模感悟從以上兩例看出，單擺模型的構(gòu)建及應(yīng)用關(guān)鍵是要看所求實際問題是否具備單擺模型的典型力學(xué)特征，這就需要教師引導(dǎo)學(xué)生仔細分析研究題目所蘊含的力學(xué)條件信息跟蹤訓(xùn)練4一個半圓形光滑軌道如圖16所示，半徑是R，圓心是O，如果拿兩個物體分別放在O點和B點B點離A點很近，同時從靜止釋放，問這兩個物體誰先到達A點A組簡諧運動的振動圖象1一質(zhì)點做簡諧運動的振動圖象如圖17所示，質(zhì)點的速度與加速度方向相同的時間段是A003SB03S06SC06S09SD09S12S2某質(zhì)點做簡諧運動，其位移隨時間變化的關(guān)系式為XASINTM，則質(zhì)點4A第1S末與第3S末的位移相同B第1S末與第3S末的速度相同C3S末至5S末的位移方向都相同D3S末至5S末的速度方向都相同B組單擺問題3如圖18所示，一單擺懸于O點，擺長為L，若在O點的豎直線上的O點釘一個釘子，使OO，將單擺拉至A處釋放，小球?qū)⒃贏、L2B、C間來回振動，若振動中擺線與豎直方向夾角小于5，則此擺的周期是A2B2LGL2GC2DLGL2GLGL2G4做簡諧運動的單擺擺長不變，若擺球質(zhì)量增加為原來的4倍，擺球經(jīng)過平衡位置時速度圖19圖20減小為原來的1/2，則單擺振動的A頻率、振幅都不變B頻率、振幅都改變C頻率不變、振幅改變D頻率改變、振幅不變51將一個電動傳感器接到計算機上，就可以測量快速變化的力，用這種方法測得的某單擺擺動時懸線上拉力的大小隨時間變化的曲線如圖19所示某同學(xué)由此圖象提供的信息做出的下列判斷中，正確的是_AT02S時擺球正經(jīng)過最低點BT11S時擺球正經(jīng)過最低點C擺球擺動過程中機械能減小D擺球擺動的周期是T14S2圖20為同一地點的兩單擺甲、乙的振動圖象，下列說法中正確的是_A甲、乙兩單擺的擺長相等B甲擺的振幅比乙擺大C甲擺的機械能比乙擺大D在T05S時有最大正向加速度的是乙擺課時規(guī)范訓(xùn)練限時30分鐘一、選擇題1簡諧運動的平衡位置是指A速度為零的位置B回復(fù)力為零的位置C加速度為零的位置D位移最大的位置22010全國21一簡諧振子沿X軸振動，平衡位置在坐標(biāo)原點T0時刻振子的位移X01M；TS時刻X01M；T4S時刻X01M該振子的振幅和周期可能為43A01M，SB01M,8S83C02M，SD02M,8S833懸掛在豎直方向上的彈簧振子，周期為2S，從最低點的位置向上運動時開始計時，它的振動圖象如圖1所示，由圖可知圖1AT125S時振子的加速度為正，速度為正BT17S時振子的加速度為負，速度為負CT10S時振子的速度為零，加速度為負的最大值DT15S時振子的速度為零，加速度為負的最大值4圖2甲是一個彈簧振子的示意圖，在B、C之間做簡諧運動，O是它的平衡位置，規(guī)定以向右為正方向，圖乙是它的速度V隨時間T變化的圖象下面的說法中正確的是甲乙圖2AT2S時刻，它的位置在O點左側(cè)4CM處BT3S時刻，它的速度方向向左CT4S時刻，它的加速度為方向向右的最大值D它的一個周期時間為8S5如圖3所示，小球在B、C之間做簡諧運動，O為BC間的中點，B、C間的距離為10CM，則下列說法正確的是圖3圖4圖5圖6A小球的最大位移是10CMB只有在B、C兩點時，小球的振幅是5CM，在O點時，小球的振幅是0C無論小球在任何位置，它的振幅都是5CMD從任意時刻起，一個周期內(nèi)小球經(jīng)過的路程都是20CM6如圖4所示，將小球甲、乙、丙都可視為質(zhì)點分別從A、B、C三點由靜止同時釋放，最后都到達豎直面內(nèi)圓弧的最低點D，其中甲是從圓心A出發(fā)做自由落體運動，乙沿弦軌道從一端B到達最低點D，丙沿圓弧軌道從C點運動到D，且C點很靠近D點，如果忽略一切摩擦阻力，那么下列判斷正確的是A甲球最先到達D點，乙球最后到達D點B甲球最先到達D點，丙球最后到達D點C丙球最先到達D點，乙球最后到達D點D甲球最先到達D點，無法判斷哪個球最后到達D點二、非選擇題7有一彈簧振子在水平方向上的B，C之間做簡諧運動，已知B，C間的距離為20CM，振子在2S內(nèi)完成了10次全振動若從某時刻振子經(jīng)過平衡位置時開始計時T0，經(jīng)過周期振子有正向最大14加速度1求振子的振幅和周期；2在圖5中作出該振子的位移時間圖象；3寫出振子的振動方程8一質(zhì)點做簡諧運動，其位移和時間關(guān)系如圖6所示1求T025102S時的位移；2在T15102S到2102S的振動過程中，質(zhì)點的位移、回復(fù)力、速度、動能、勢能如何變化3在T0到85102S時間內(nèi)，質(zhì)點的路程、位移各多大復(fù)習(xí)講義基礎(chǔ)再現(xiàn)一、基礎(chǔ)導(dǎo)引110CM2在15S時，質(zhì)點的位置在7CM處在25S時，質(zhì)點的位置在7CM處3這兩個時刻，質(zhì)點都向下運動21第1S內(nèi)和第3S內(nèi)，位移方向跟速度的方向相同第2S內(nèi)和第4S內(nèi)，位移方向跟速度的方向相反20320CM3X10SINTCM2知識梳理1正弦正弦2KX31