高三物理第一节：机械振动；第二节：机械波北师大版
【本讲教育信息】
一. 教学内容：
第一节：机械振动 第二节：机械波
第一节 机械振动
知识点： 一. 机械振动 1. 特点和条件
特点：在某一位置（平衡位置）的往复运动，有周期性。（回复力、加速度、速度周期性变化）
条件：有回复力，阻力足够小。（物体总受到一个时刻指向平衡位置的力作用，使它回到平衡位置）
2. 描述振动的物理量
（1）回复力：物体受到方向总是跟位移方向相反，总指向平衡位置的力。
注意：回复力是根据力的作用效果来命名，类似命名的力有向心力。回复力是由物体实际受力来提供，回复力可以是物体受的某个力（f），也可以是物体的合力（竖直弹簧振子mg、f），也可以是某个分力（单摆，mgsinθ）提供，F回≠F合。 （2）平衡位置：“回复力为零的位置”，不能说F合＝0的位置。 如单摆：
θ T T G1 G2 mg mg
G1：回复力 T－G2：向心力
平衡位置：T－mg提供向心力，F合≠0
（3）位移x：由平衡位置指向振动质点所在位置的有向线段。（不管振子从何处开始运动，位移x起点固定于O）
5cm 5cm A O B
振子在A点位移多大，在O点位移多大？5cm 0cm （4）振幅A：最大振动位移的绝对值，反映振动的强弱。 A大，振动系统能量大。 （5）周期和频率T、f
T ?描述振动的快慢 全振动：物体先后两次运动状态（位移和速度）完全相同所经历的过程，一个全振动通过的路程等于4倍振幅。
M A O B
1f
二. 简谐振动––––两个典型物理模型 1. 弹簧振子（轻弹簧＋振子） （1）动力学特点：
B x O A f
?f?kx F合 （2）运动学特点： a??kx m 远离O，a↑v↓变减；靠近O，a↓v↑变加 A（B）am v=0 O a=0 vm
3）周期公式：T?2? （ （4）能量转化：机械能守恒
远离O，Ek向EP转化
2. 单摆（m绳不计，l线>>kF）
m k θ x G1 G2 F回?mgsin??mg k?x l
mgl?kx，F， T?2?回lg 靠近O，EP向Ek转化
注：T?2?l g （1）单摆周期与A、m无关
（2）摆长l是指悬挂点到摆球重心的距离（在某些变形单摆中，l应理解为等效摆长） 如：单线摆不容易直线摆动，容易椭圆摆动。 双线摆、复合摆
（3）重力加速度g应理解为等效重力加速度，由单摆所在空间位置决定，g随地球表面不同高度，不同星球而变化 a. 单摆周期与高度关系： mg?G mg'?GMm 2RMm
(R?h)2
T'gR?h ??Tg'R b. 单摆周期与不同行星关系：
2TgM11R2 2? ?2Tg2M12R1 c. 不同运动系统内单摆周期
匀 速（受力与静止一样，T?2?）lga,?a(摆球超重,g'?g?a,g'?g?a) ?
三. 振动图象
高三物理第一节机械振动第二节机械波知识精讲
