第1课时 机械振动
[考纲要求]
考试要求 知识内容 必考 简谐运动 简谐运动的描述 简谐运动的回复力和能量 单摆 外力作用下的振动 波的形成和传播 波的图象 波长、频率和波速 波的衍射和干涉 多普勒效应 惠更斯原理 光的反射与折射 全反射 光的干涉 光的衍射 光的偏振 光的颜色、色散 激光 电磁波的发现 电磁振荡 电磁波的发射和接收 电磁波与信息化社会 电磁波谱 加试 b c b c b b b c b b 象、波动图象以及波的传播规律 b 等；对光学知识的考查以折射定c 律、全反射等为主；对电磁波的b 考查主要集中在电磁场理论，电c 磁振荡、电磁波的发射与接收b b b a a c b a a 等。将选修3－4知识整合到一个选择题中的概率较大。 新高考中，对本部分知识的考查出现在选考题中。考题主要是选择题，主要考查简谐运动的图 备考方略 1
实验16：探究单摆周期与摆长的关 系 实验17：测定玻璃的折射率 实验18：用双缝干涉测量光的波长√ √ √ (同时练习使用测量头)
一、简谐运动
1.概念：如果质点的位移与时间的关系遵从正弦函数的规律，即它的振动图象是一条正弦曲线，这样的振动叫做简谐运动。 2.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， 表示振动的强弱。
(3)周期T和频率f：做简谐运动的物体完成一次全振动所需的时间叫周期；而频率则等于单位时间内完成全振动的次数。它们均是表示振动快慢的物理量，二者互为倒数。 3.简谐运动的表达式
(1)动力学表达式：F＝－kx，F指回复力，回复力大小总是与它偏离平衡位置的位移大小成正比，并且总是指向平衡位置。
(2)运动学表达式：x＝Asin__(ωt＋φ)，其中A代表振幅，角速度ω＝2πf，(ωt＋φ)表示简谐运动的相位，φ叫做初相位。 4.简谐运动的图象
(1)简谐运动的图象：是一条正弦曲线，表示做简谐运动的质点位移随时间变化的规律。 (2)图象的应用：医院里的心电图、地震仪中绘制地震曲线的装置。 二、简谐运动的回复力和能量 1.回复力
项目 定义 方向 表达式
内容 振动质点受到的总能使其回到平衡位置的力 指向平衡位置 F＝－kx 2
2.简谐运动的动力学特征
如果质点所受的力与它偏离平衡位置位移的大小成正比，并且总是指向平衡位置，质点的运动就是简谐运动。
3.振动系统(弹簧振子)的状态与能量的对应关系 弹簧振子运动的过程就是动能和势能互相转化的过程。 ①在最大位移处，势能最大，动能为零。 ②在平衡位置处，动能最大，势能最小。 4.简谐运动的能量特点
在简谐运动中，振动系统的机械能守恒，而在实际运动中都有一定的能量损耗，因此简谐运动是一种理想化的模型。 三、单摆
1.定义：用细线悬挂一小球，上端固定，如果悬挂小球的细线的形变和质量可以忽略，线长又比球的直径大得多，这样的装置叫单摆。单摆是实际摆的理想化模型。
2.单摆的回复力：回复力为球重力沿切线方向的分力，单摆做简谐运动的条件是最大摆角小于5°。
3.周期公式：T＝2π无关。
四、受迫振动与共振
1.受迫振动：振动系统在周期性驱动力作用下的振动。
2.受迫振动的特点：受迫振动稳定时，系统的振动频率等于驱动力的频率，跟振动系统的固有频率无关。
3.共振：做受迫振动的物体，它的固有频率与驱动力的频率越接近，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。 【思考判断】
1.简谐运动的平衡位置就是质点所受合力为零的位置( × )
2.做简谐运动的质点先后通过同一点，回复力、速度、加速度、位移都是相同的( × ) 3.做简谐运动的质点，速度增大时，其加速度一定减小( √ ) 4.简谐运动的回复力肯定不是恒力( √ )
5.弹簧振子每次经过平衡位置时，位移为零，动能为零( × )
l，是荷兰物理学家惠更斯发现的；单摆的等时性是指周期与振幅g 3
高考物理大一轮复习第十一章机械振动机械波光电磁波时机械振动学案
