内容正文:
考点要求
高考命题点实况
简谐运动
Ⅰ
从近几年高考题来看,对该部分内容的考查形式固定,一般第(1)问为选择题(5选3),主要以机械波和机械振动为主,第(2)问为计算题,主要以几何光学为主.
该部分的考查在振动和波动部分,复习时应注意理解振动过程中回复力、位移、速度、加速度等各物理量的变化规律、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;光的折射定律、折射率的计算、全反射的应用等,题型有选择、填空、计算等,难度中等偏下,光的折射与全反射的综合,以计算题的形式考查的居多.
对于光学部分,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,作出正确的光路图;对本章的实验,高考时直接考查的频率不高,但复习时不能忽略,要注意对实验原理、器材、步骤、数据处理方法、误差分析等的理解.
简谐运动的公式和图象
Ⅱ
单摆、周期公式
Ⅰ
受迫振动和共振
Ⅰ
机械波、横波和纵波
Ⅰ
横波的图象
Ⅱ
波速、波长和频率(周期)的关系
Ⅰ
波的干涉和衍射现象
Ⅰ
多普勒效应
Ⅰ
光的折射定律
Ⅱ
折射率
Ⅰ
全反射、光导纤维
Ⅰ
光的干涉、衍射和偏振现象
Ⅰ
电磁波的产生
Ⅰ
电磁波的发射、传播和接收
Ⅰ
电磁波谱
Ⅰ
狭义相对论的基本假设
Ⅰ
质能关系
Ⅰ
实验:探究单摆的运动、用单摆测定重力加速度
实验:测定玻璃的折射率
实验:用双缝干涉测光的波长
第一节 机械振动
(实验:探究单摆的运动、用单摆测定重力加速度)
【基础梳理】
提示:x=Asin(ωt+φ) 平衡位置 运动 平衡位置
2π 固有频率 固有频率 周期 摆长 重力加速度
【自我诊断】
判一判
(1)振幅就是简谐运动物体的位移.( )
(2)简谐运动的回复力可以是恒力.( )
(3)简谐运动的平衡位置就是质点所受合力为零的位置.( )
(4)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.( )
(5)做简谐运动的质点,速度增大时,其加速度一定减小.( )
(6)简谐运动的图象描述的是振动质点的轨迹.( )
提示:(1)× (2)× (3)× (4)× (5)√ (6)×
做一做
某质点做简谐运动,其位移随时间变化的关系式为x=10sin cm,则下列关于质点运动的说法中正确的是( )
A.质点做简谐运动的振幅为10 cm
B.质点做简谐运动的周期为4 s
C.在t=4 s时质点的速度最大
D.在t=4 s时质点的位移最大
E.t=2 s时,位移最大,速度为0
提示:ACE
简谐运动的特征
【知识提炼】
简谐运动的五大特征
受力特征
回复力F=-kx,F(或a)的大小与x的大小成正比,方向相反
运动特征
靠近平衡位置时,a、F、x都减小,v增大;远离平衡位置时,a、F、x都增大,v减小
能量特征
振幅越大,能量越大.在运动过程中,系统的动能和势能相互转化,机械能守恒
周期性特征
质点的位移、回复力、加速度和速度随时间做周期性变化,变化周期就是简谐运动的周期T;动能和势能也随时间做周期性变化,其变化周期为
对称性特征
关于平衡位置O对称的两点,速度的大小、动能、势能相等,相对平衡位置的位移大小相等;由对称点到平衡位置O用时相等
【典题例析】
如图,轻弹簧上端固定,下端连接一小物块,物块沿竖直方向做简谐运动.以竖直向上为正方向,物块简谐运动的表达式为y=0.1·sin (2.5πt) m.t=0时刻,一小球从距物块h高处自由落下;t=0.6 s时,小球恰好与物块处于同一高度.取重力加速度的大小g=10 m/s2.以下判断正确的是( )
A.h=1.7 m
B.简谐运动的周期是0.8 s
C.0.6 s内物块运动的路程为0.2 m
D.t=0.4 s时,物块与小球运动方向相反
[审题指导] 由物块简谐运动的表达式可知物块运动的振幅A、周期T,以及t时刻的具体位置,再结合自由落体运动判断两者运动的关系.
[解析] 由物块简谐运动的表达式y=0.1sin (2.5πt) m知,ω=2.5π rad/s,T=gt2,解得h=1.7 m,选项A正确;物块0.6 s内路程为0.3 m,t=0.4 s 时,物块经过平衡位置向下运动,与小球运动方向相同,故选项C、D错误. s=0.8 s,选项B正确;t=0.6 s时,y=-0.1 m,对小球:h+|y|==
[答案] AB
【迁移题组】
迁移1 弹簧振子模型
1. (2019·北京海淀区模拟)如图所示,一轻质弹簧上端固定在天花板上,