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高考物理機(jī)械振動和機(jī)械波知識點(diǎn)歸納
1.簡諧運(yùn)動
(1)定義：物體在跟偏離平衡位置的位移大小成正比，并且總是指向平衡位置的回復(fù)力的作用下的振動，叫做簡諧運(yùn)動。
(2)簡諧運(yùn)動的特征：回復(fù)力F=-kx，加速度a=-kx/m，方向與位移方向相反，總指向平衡位置。
簡諧運(yùn)動是一種變加速運(yùn)動，在平衡位置時(shí)，速度最大，加速度為零;在最大位移處，速度為零，加速度最大。
(3)描述簡諧運(yùn)動的物理量
�、傥灰苮：由平衡位置指向振動質(zhì)點(diǎn)所在位置的有向線段，是矢量，其最大值等于振幅。
�、谡穹鵄：振動物體離開平衡位置的最大距離，是標(biāo)量，表示振動的強(qiáng)弱。
�、壑芷赥和頻率f：表示振動快慢的物理量，二者互為倒數(shù)關(guān)系，即T=1/f。
(4)簡諧運(yùn)動的圖像
�、僖饬x：表示振動物體位移隨時(shí)間變化的規(guī)律，注意振動圖像不是質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動軌跡。
�、谔攸c(diǎn)：簡諧運(yùn)動的圖像是正弦(或余弦)曲線。
�、蹜�(yīng)用：可直觀地讀取振幅A、周期T以及各時(shí)刻的位移x，判定回復(fù)力、加速度方向，判定某段時(shí)間內(nèi)位移、回復(fù)力、加速度、速度、動能、勢能的變化情況。
2.彈簧振子
周期和頻率只取決于彈簧的勁度系數(shù)和振子的質(zhì)量，與其放置的環(huán)境和放置的方式無任何關(guān)系。如某一彈簧振子做簡諧運(yùn)動時(shí)的周期為T，不管把它放在地球上、月球上還是衛(wèi)星中;是水平放置、傾斜放置還是豎直放置;振幅是大還是小，它的周期就都是T。
3.單擺
擺線的質(zhì)量不計(jì)且不可伸長，擺球的直徑比擺線的長度小得多，擺球可視為質(zhì)點(diǎn)。單擺是一種理想化模型。
(1)單擺的振動可看作簡諧運(yùn)動的條件是：最大擺角5。
(2)單擺的回復(fù)力是重力沿圓弧切線方向并且指向平衡位置的分力。
�、僭谡穹苄〉臈l件下，單擺的振動周期跟振幅無關(guān)。
�、趩螖[的振動周期跟擺球的質(zhì)量無關(guān)，只與擺長L和當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣萭有關(guān)。
�、蹟[長L是指懸點(diǎn)到擺球重心間的距離，在某些變形單擺中，擺長L應(yīng)理解為等效擺長，重力加速度應(yīng)理解為等效重力加速度(一般情況下，等效重力加速度g等于擺球靜止在平衡位置時(shí)擺線的張力與擺球質(zhì)量的比值)。
4.受迫振動
(1)受迫振動：振動系統(tǒng)在周期性驅(qū)動力作用下的振動叫受迫振動。
(2)受迫振動的特點(diǎn)：受迫振動穩(wěn)定時(shí)，系統(tǒng)振動的頻率等于驅(qū)動力的頻率，跟系統(tǒng)的固有頻率無關(guān)。
(3)共振：當(dāng)驅(qū)動力的頻率等于振動系統(tǒng)的固有頻率時(shí)，振動物體的振幅最大，這種現(xiàn)象叫做共振。
共振的條件：驅(qū)動力的頻率等于振動系統(tǒng)的固有頻率。
5.機(jī)械波
機(jī)械振動在介質(zhì)中的傳播形成機(jī)械波。
(1)機(jī)械波產(chǎn)生的條件：①波源;②介質(zhì)
(2)機(jī)械波的分類①橫波：質(zhì)點(diǎn)振動方向與波的傳播方向垂直的波叫橫波。橫波有凸部(波峰)和凹部(波谷)。
�、诳v波：質(zhì)點(diǎn)振動方向與波的傳播方向在同一直線上的波叫縱波�？v波有密部和疏部。
[注意]氣體、液體、固體都能傳播縱波，但氣體、液體不能傳播橫波。
(3)機(jī)械波的特點(diǎn)
�、贆C(jī)械波傳播的是振動形式和能量。質(zhì)點(diǎn)只在各自的平衡位置附近振動，并不隨波遷移。
�、诮橘|(zhì)中各質(zhì)點(diǎn)的振動周期和頻率都與波源的振動周期和頻率相同。③離波源近的質(zhì)點(diǎn)帶動離波源遠(yuǎn)的質(zhì)點(diǎn)依次振動。
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