[体系构建]
[考纲点击]
1.简谐运动
(Ⅰ)
2.简谐运动的公式和图象(Ⅰ)
5.机械波(Ⅰ)
(Ⅱ)
3.单摆、周期公式(Ⅰ)
(Ⅰ)
4.受迫振动和共振7.横波的图象
(Ⅱ)
6.横波和纵波
8.波速、波长和频率
(Ⅰ)(Ⅰ)
(Ⅰ)
(周期)的关系(Ⅱ)
(Ⅰ)
11.光的折射定律
(Ⅱ)
12.折射率(Ⅰ)
9.波的干涉和衍射现象13.全反射、光导纤维
10.多普勒效应
14.光的干涉、衍射和偏振现象
15.变化的磁场产生电场、变化的电场产生磁场、电磁波及其传播16.电磁波的产生、发射和接收17.电磁波谱
(Ⅰ)
(Ⅰ)
(Ⅰ)
(Ⅰ)
18.狭义相对论的基本假设
(Ⅰ) (Ⅰ)
19.质速关系、质能关系20.相对论质能关系式
实验十三：探究单摆的运动、用单摆测定重力加速度实验十四：测定玻璃的折射率实验十五：用双缝干涉测光的波长
[复习指导]
1.本章考查的热点有简谐运动的特点及图象、波的图象以及波长、波速、频率的关系，光的折射和全反射，题型以选择题和填空题为主，难度中等偏下，波动与振动的综合及光的折射与全反射的综合，有的考区也以计算题的形式考查。
2.复习时应注意理解振动过程中回复力、位移、速度、加速度等各物理的变化规律、振动与波动的关系及两个图象的物理意义，注意图象在空间和时间上的周期性。
3.分析几何光学中的折射、全反射和临界角问题时，应注意与实际应用的联系，做出正确的光路图。
4.光的本性和相对论部分，以考查基本概念及规律的简单理解为主，不可忽视任何一个知识点。
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，即它的振动图象正弦曲线，这样的振动叫简谐运动。
2．动力学表达式F＝－kx。运动学表达式
x＝Asin(ωｔ＋φ)。
(x－t图象)是一条
3．描述简谐运动的物理量
(1)位移x：由平衡位置指向质点所在的位置的有向线段表示振动位移，是矢量。(2)振幅A：振动物体离开平衡位置的最大距离，表示振动的强弱，是标量。
(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要的时间叫周期，而频率则等于单位时间内完成全振动的次数，它们是表示振动快慢的物理量，二者互为倒数关系。
4．简谐运动的图象
(1)物理意义：表示振动物体的位移随时间变化的规律。(2)从平衡位置开始计时，函数表达式为从正的最大位移处开始计时，函数表达式为
x＝Asin_ωｔ，图象如12－1－1甲图所示。
x＝Acos_ωｔ，图象如图乙所示。
图12－1－1
5．简谐运动的能量
简谐运动过程中动能和势能相互转化，机械能守恒，振动能量与振幅有关，振幅越大，能量越大。
1．简谐运动的五个特征：(1)动力学特征：
F＝－kx，“－”表示回复力的方向与位移方向相反，劲度系数。
(2)运动学特征：
简谐运动的加速度大小与物体偏离平衡位置的位移大小成正比，而方向与位移方向相反，为变加速运动。远离平衡位置时，时则相反。
(3)运动的周期性特征：
相隔T或nT的两个时刻振子处于同一位置且振动状态相同。(4)对称性特征：
2n＋1TT
①相隔或(n为正整数)的两个时刻，振子位置关于平衡位置对称，
22加速度大小相等，方向相反。
②如图12－1－2所示，振子经过关于平衡位置
O对称的两点P、P′(OP＝OP′)时，
位移、速度、
x、F、a、Ep均增大，v、Ek均减小，靠近平衡位置
k是比例系数，不一定是弹簧的
速度的大小、动能、势能相等，相对于平衡位置的位移大小相等。
图12－1－2
③振子由P到O所用时间等于由④振子往复过程中通过同一段路程(5)能量特征：振动的能量包括动能的机械能守恒。
2．对简谐运动的图象的理解(1)图象的意义：
①简谐运动的图象是一条正弦或余弦曲线，如图
12－1－3所示。
Ek和势能Ep。简谐运动过程中，系统动能与势能相互转化，系统
O到P′所用时间，即
tPO＝tOP′。
tOP＝tPO。
(如OP段)所用时间相等，即
图12－1－3
②图象反映的是位移随时间的变化规律，轨迹。
③任一时刻图线上过该点切线的斜率数值表示该时刻振子的速度大小。方向，正时沿
x正方向，负时沿
x负方向。
正负表示速度的
随时间的增加而延伸，
图象不代表质点运动的
(2)由图象获得的信息：①由图象可以看出振幅、周期。
②可以确定某时刻质点离开平衡位置的位移。
③可以根据图象确定某时刻质点回复力、加速度和速度的方向。回复力和加速度的方向总是与位移的方向相反，一时刻位移的变化来判定，
下一时刻位移若增加，
指向平衡位置；速度的方向可以通过下则质点的运动方向就远离平衡位置；
下一
时刻的位移若减小，则质点的运动方向就指向平衡位置。
1.如图12－1－4所示为弹簧振子P在0～4 s内的振动图象，从t＝4 s开始()
图12－1－4
A．再过1 s，该振子的位移是正的最大B．再过1 s，该振子的速度方向沿正方向C．再过1 s，该振子的加速度方向沿正方向D．再过1 s，该振子的加速度最大解析：选AD
振动图象描述质点在各个时刻离开平衡位置的位移的情况。依题意，再
x最大处。这时振子的位移为正的最大，速度为
0，故A项
经过1 s，将振动图象延伸到正
正确，B项错误；因为回复力与位移成正比且方向与位移方向相反，方向为负方向，故振动物体的加速度最大且方向为负方向，故
单
摆
所以此时回复力最大且C项错误，D项正确。
图12－1－5
1．定义
在细线的一端拴一个小球，
另一端固定在悬点上，
如果线的伸长和质量都不计，
球的直
径比摆线短得多，这样的装置叫做单摆。
2．视为简谐运动的条件摆角小于10°。3．回复力
小球所受重力沿切线方向的分力，即：相反。
4．周期公式T＝2π
l
。g
F＝G2＝Gsin θ＝
mg
x，F的方向与位移l
x的方向
5．单摆的等时性
单摆的振动周期取决于摆长
l和重力加速度
g，与振幅和振子(小球)质量都没有关系。
1．单摆的回复力
是重力沿切线方向的分力，是拉力和重力的合力，
并非重力和拉力的合力。
但在最大位移处回复力也可以说成
它们的合力充当向
其他位置，拉力与重力沿摆线方向的分力不平衡，
心力，故不能说回复力是拉力和重力的合力。
2．平衡位置
是回复力为零的位置，一点与弹簧振子不同。
3．周期公式T＝2π
l
的理解与运用g
但单摆在摆动过程中该位置受力并不平衡，
其合力为向心力。这
(1)l为等效摆长，表示从悬点到摆球重心的距离，要区分摆长和摆线长，悬点实质为摆球摆动所在圆弧的圆心。
(2)测重力加速度的重力加速度
g。
g。只要测出单摆的摆长
l，周期T，就可以根据
l
g＝4π2，求出当地
T
2
2．(2011上海高考·)两个相同的单摆静止于平衡位置，使摆球分别以水平初速
v2(v1>v2)v1、
12、第1讲机械振动
