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《機械振動和機械波》高考物理知識點
1.簡諧運動
(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，叫做簡諧運動。
(2)簡諧運動的特征：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。
(3)描述簡諧運動的物理量
�、傥灰苮：由平衡位置指向振動質(zhì)點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)簡諧運動的圖像
①意義：表示振動物體位移隨時間變化的規(guī)律，注意振動圖像不是質(zhì)點的運動軌跡。
�、谔攸c：簡諧運動的圖像是正弦(或余弦)曲線。
�、蹜�(yīng)用：可直觀地讀取振幅A、周期T以及各時刻的位移x，判定回復(fù)力、加速度方向，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。
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動時的周期為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。單擺是一種理想化模型。
(1)單擺的振動可看作簡諧運動的條件是：最大擺角α<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。
①在振幅很小的條件下，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：受迫振動穩(wěn)定時，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，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.機械波：機械振動在介質(zhì)中的傳播形成機械波。
(1)機械波產(chǎn)生的條件：①波源;②介質(zhì)
(2)機械波的分類①橫波：質(zhì)點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)。
②縱波：質(zhì)點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)機械波的特點
�、贆C械波傳播的是振動形式和能量。質(zhì)點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)點帶動離波源遠的質(zhì)點依次振動。
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