1、,本章內(nèi)容屬于新課標高考的選考內(nèi)容，命題頻率較高的知識點有：波的形成，橫波的圖象，波長、頻率和波速的關(guān)系，以及單擺的簡諧運動及周期公式和運動的圖象等題型多以選擇題形式出現(xiàn)，一道題往往考查多個概念和規(guī)律，特別是通過波的圖象考查對波的理解能力、推理能力和空間想象能力,簡諧運動的復(fù)習(xí)，要通過抓住振動所具有的周期性、對稱性這一特征，掌握在簡諧運動中回復(fù)力、加速度、位移、速度這四個矢量的變化規(guī)律，進而聯(lián)想到表示該過程的振動圖象；波動問題要深刻理解波的形成過程，波動中各質(zhì)點都在平衡位置附近做周期性運動，后一質(zhì)點的振動總是落后于前一質(zhì)點的振動，這種后一質(zhì)點的落后性、重復(fù)性決定了波的周期性,機械振動,機械振動

2、,機械波,機械波,機械波,機械波特點,多普勒效應(yīng),第1講,簡諧運動的特點 振動圖象,一、機械振動 1定義：物體在某一中心位置附近所做的往復(fù)運動，叫機械振動，簡稱為振動. 2簡諧運動：如果質(zhì)點的位移與時間的關(guān)系遵從正弦函數(shù)的規(guī)律，即它的振動圖象(xt圖象)是一條正弦曲線，這樣的振動叫簡諧運動,3描述簡諧運動的物理量 位移x：由平衡位置指向振動質(zhì)點所在位置的有向線段表示振動物體的位移，是矢量 振幅A：振動物體離開平衡位置的最大距離，是標量，表示振動的強弱. 周期T和頻率f：物體完成一次全振動所需的時間叫周期，而頻率則等于單位時間內(nèi)完成全振動的次數(shù)它們是表示振動快慢的物理量，二者互為倒數(shù)關(guān)系：T1/

3、f,相位：用來描述周期性運動在各個時刻所處的不同狀態(tài),二、簡諧運動的回復(fù)力 回復(fù)力：使偏離平衡位置的振動物體回到平衡位置的力回復(fù)力總是指向平衡位置，它是根據(jù)效果命名的，類似于向心力振動物體所受的回復(fù)力可能是物體所受的合外力，也可能是某一個力，還可能是某一個力的分力 物體在大小跟位移成正比，并且總指向平衡位置的回復(fù)力的作用下的振動，叫做簡諧運動,1簡諧運動的特征 (1)受力特征：回復(fù)力滿足Fkx. (2)運動特征：加速度a與位移x的關(guān)系：akx/m. a的方向與x的方向總相反，v的方向與x的方向可能相同也可能相反,2簡諧運動的圖象 (1)意義：表示振動物體的位移隨時間變化的規(guī)律，振動圖象不是質(zhì)點

4、的運動軌跡 (2)特點：正弦(余弦)曲線 (3)作圖：如圖1211所示，以橫軸表示時間，縱軸表示位移，用平滑曲線連接各時刻對應(yīng)的位移末端即可 注意：單位，標度,圖1211,(4)應(yīng)用 可直觀地讀取判定質(zhì)點在某時刻的回復(fù)力、加速度方向(總指向時間軸)和速度方向 判定某段時間內(nèi)位移、回復(fù)力、加速度、速度、動能、勢能的變化情況,1簡諧運動有哪些特點？ 解答：(1)研究簡諧運動，通常以平衡位置為坐標原點 (2)對稱性：在振動軌跡上關(guān)于平衡位置對稱的兩點，位移、回復(fù)力、加速度等大反向；速度等大，方向可能相同，也可能相反；動能、速率等大；振動質(zhì)點從平衡位置開始第一次通過這兩點所用的時間相等 (3)周期性：

5、簡諧運動是周期性運動，其位移、速度、加速度、回復(fù)力、動能和勢能都隨時間作周期性變化,2平衡位置是合力為零的位置嗎？ 解答：(1)平衡位置是回復(fù)力為零的位置 (2)平衡位置不一定是合力為零的位置，單擺當(dāng)擺球運動到平衡位置時受力不平衡；處在加速上升電梯里的單擺停止擺動仍存在向上的加速度，受力是不平衡的,(3)不同振動系統(tǒng)平衡位置不同：彈簧振子處于平衡位置時，彈簧不一定處于原長，比如在豎直方向的彈簧振子，平衡位置是其彈力等于重力的位置；而單擺的平衡位置也不一定是豎直方向的最低點，如在水平勻強電場和重力場共同作用下的單擺平衡位置在電場力與重力的合力方向上,3振動圖象有什么特點？如何求簡諧運動的質(zhì)點的位

6、移和路程？ 解答：振動圖象反映的是一個質(zhì)點的位移隨時間的變化規(guī)律，由圖象可直接讀出振幅、周期和任意時刻的運動方向 一般情況下，求振動質(zhì)點在t時間內(nèi)的路程和位移牽涉質(zhì)點的初始狀態(tài)，且要用較為復(fù)雜的正弦函數(shù)，故中學(xué)階段一般不予討論，但t若為半周期的整數(shù)倍，則問題就會變得很容易,1理解簡諧運動的特點 例1：如圖1112所示，一彈簧振子在振動過程中，經(jīng)過a、b兩點的速度相同，若它從a到b歷時0.2s，從b再回到a的最短時間為0.4s，則該振子的振動頻率為() A1Hz B1.25Hz C2Hz D2.5Hz,圖1112,解析：振子經(jīng)a、b兩點速度相同，根據(jù)彈簧振子的運動特點，不難判斷a、b兩點相對平衡

7、位置(O點)一定是對稱的，振子由b經(jīng)O到a所用的時間也是0.2s，由于“從b再回到a的最短時間是0.4s，”說明振子運動到b后是第一次回到a點，且Ob不是振子的最大位移設(shè)圖中的c、d為最大位移處，則振子從bcb歷時0.2s，同理，振子從ada，也歷時0.2s，故該振子的周期T0.8s，根據(jù)周期和頻率互為倒數(shù)的關(guān)系，不難確定該振子的振動頻率為1.25Hz.綜上所述，本題應(yīng)選擇 B. 【答案】B,方法點撥：對簡諧運動來講，物體離開平衡位置的過程，v、Ek均減小，x、F、a、Ep均增大；物體向平衡位置移動時，v、Ek均增大，x、F、a、Ep均減小平衡位置兩側(cè)的對稱點上，x、F、a、v、Ek、Ep的大

8、小均相同簡諧運動是一種變加速運動，在平衡位置時，速度最大，加速度為零；在最大位移處，速度為零，加速度最大,變式訓(xùn)練1：塊質(zhì)量分別為m1、m2的木塊，被一根勁度系數(shù)為k的輕彈簧連在一起，并在m1板上加壓力F，如圖1113所示，撤去F后，m1板將做簡諧運動為了使得撤去F后，m1跳起時恰好能帶起m2板，則所加壓力F的最小值是() Am1g B2m1g C(m1m2)g D2(m1m2)g,圖1113,解析：撤去F后，m1板將做簡諧運動，其平衡位置是不加壓力F時m1板的靜止位置設(shè)為a，如下圖所示，則此位置離彈簧上端自然長度為x0m1g/k.m1板做簡諧運動的振幅等于施加壓力后彈簧增加的壓縮量，即Ax1

9、F/k 此時m1板的位置設(shè)為b，如下圖所示,例2：某一質(zhì)點的振動圖象如圖1114所示，則由圖象判斷下列說法正確的是() A質(zhì)點偏離平衡位置的最大距離為10cm B1s末到2s末的時間內(nèi)質(zhì)點向著平衡位置運動 C第2s末時和第4s末時質(zhì)點的運動方向相同 D質(zhì)點所做的運動是簡 諧運動，在2s內(nèi)完成一次 往復(fù)運動,圖1114,解析：從圖象上可以看出，振動過程中，質(zhì)點偏離平衡位置的最大距離為10cm，A項正確；從1s末到2s末的時間內(nèi)，質(zhì)點相對于平衡位置的位移越來越小，是向著平衡位置運動的，B項正確；位移時間圖象的斜率，就是質(zhì)點的速度，第2s末時，圖象斜率為負，說明質(zhì)點沿著x軸負方向運動，第4s末時，圖

10、象斜率為正，說明質(zhì)點沿著x軸正方向運動，所以C項錯誤；從圖象可以看出，這是一條正弦曲線，說明質(zhì)點做的振動是簡諧振動，但完成一次往復(fù)運動的時間是4秒，D項錯誤綜述AB項正確 答案：AB,方法點撥：振動圖象從本質(zhì)上講是振子相對于平衡位置的位移隨時間變化的位移時間圖象所以做簡諧運動時，速度的大小和方向都在做周期性變化，是加速度不斷變化的變加速運動,變式訓(xùn)練2：如圖1115所示是甲、乙兩個質(zhì)量相等的振子分別做簡諧運動的圖象，那么( ) A甲、乙兩振子的振幅分別是2cm、1cm B甲的振動頻率比乙小 C前2s內(nèi)甲、乙兩振子加速度均為正 D第2s末甲的速度最大，乙的加速度最大,圖1115,AD,3求簡諧運動的質(zhì)點的位移和路程 例3：(2010江蘇南通調(diào)研)如圖1116所示，一彈簧振子在MN間沿光滑水平桿做簡諧運動，O為平衡位置，C為ON中點，振幅A4cm.從小球經(jīng)過圖中N點時開始計時，到第一次經(jīng)過C點的時間為0.2s，則小球的振動周期為_s，振動方程的表達式為_cm.,1116,變式訓(xùn)練