清单12 机械振动与机械波　光　电磁波与相对论-【知识手册】 高中物理快速梳理知识清单（全国通用）

新人教版物理选择性必修2知识梳理 第十四章　机械振动与机械波　光　电磁波与相对论 第1讲　机械振动 一、简谐运动 1.定义:如果质点的位移与时间的关系遵从①　 　的规律,即它的振动图像(x-t图像)是一条②　 　,这样的振动叫做简谐运动。  2.平衡位置:物体在振动过程中③　 　为零的位置。  3.回复力 (1)定义:使物体返回到④　 　的力。  (2)方向:总是指向⑤　 　。  (3)来源:振动物体所受的沿⑥　 　的合力。  4.简谐运动的表达式 (1)动力学表达式:F=-kx,其中“-”表示回复力与⑦　 　的方向相反。  (2)运动学表达式:x=Asin(ωt+φ),其中A代表振幅,ω=2πf表示简谐运动振动的快慢,(ωt+φ)代表简谐运动的⑧　 　,φ叫做⑨　 　。  5.描述简谐运动的物理量 项目 定义 意义 振幅 振动物体离开平衡位置的⑩　 　  描述振动的强弱和能量 周期 振动物体完成一次　 　所需要的时间  描述振动的　 　,T=  频率 振动物体　 　内完成全振动的次数  相位 ωt+φ 描述物体在各个时刻所处的不同状态 二、单摆 1.定义:在细线的一端拴一个小球,另一端固定在悬点上,如果细线的　 量　与小球相比可以忽略,球的直径与　 　相比也可以忽略,这样的装置叫做单摆。  2.视为简谐运动的条件:　θ<5°　。  3.回复力:F=G2=Gsinθ≈-x。 4.周期公式:T=2π。 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。 三、受迫振动及共振 1.受迫振动 (1)概念:系统在　驱动力　作用下的振动。  (2)振动特征:受迫振动的频率等于　驱动力　的频率,与系统的固有频率无关。  2.共振 (1)概念:驱动力的频率等于系统的　固有频率　时,受迫振动的振幅最大的现象。  (2)共振条件:驱动力的频率等于系统的　固有频率　。  (3)特征:共振时　振幅　最大。  (4)共振曲线:如图所示。 四、实验:探究单摆的运动、用单摆测定重力加速度 1.实验原理 当偏角很小时,单摆做简谐运动,其运动周期为T=2π,它与偏角的大小及摆球的质量无关,由此得到g=。因此,只要测出摆长l和振动周期T,就可以求出当地的重力加速度g的值。 2.实验器材 带孔小钢球一个、不易伸长的细丝线一条(长约1m)、毫米刻度尺一把、停表、游标卡尺、带铁夹的铁架台。 3.实验步骤 (1)做单摆 取约1m长的细丝线穿过带孔的小钢球,并打一个比小孔大一些的结,然后把线的另一端用铁夹固定在铁架台上,并把铁架台放在实验桌边,使铁夹伸到桌面以外,让摆球自然下垂。实验装置如图。 (2)测摆长 用毫米刻度尺量出摆线长l',用游标卡尺测出小钢球直径D,则单摆的摆长l=l'+。 (3)测周期 将单摆从平衡位置拉开一个角度(小于5°),然后释放小球,记下单摆做30~50次全振动的总时间,算出平均每一次全振动的时间,即单摆的振动周期。反复测量三次,再算出测得周期数值的平均值。 (4) 改变摆长,重复做几次实验。 答案：①　正弦函数　②　正弦曲线　③　回复力　④　平衡位置　⑤　平衡位置　⑥　振动方向　⑦　位移　⑧　相位　,⑨　初相位　⑩　最大距离　　全振动　 　单位时间　　快慢　　质量　　线的长度　　θ<5°　　驱动力　　驱动力　　固有频率　　固有频率　　振幅　 第2讲　机械波 一、机械波 1.机械波的形成条件:①　波源　;②　介质　。  2.机械波的特点 (1)机械波传播的只是振动的③　形式　和④　能量　,质点只在各自的平衡位置附近做简谐运动,并不随波⑤　迁移　。  (2)介质中各质点的振幅相同,振动周期和频率都与⑥　波源　的振动周期和频率相同。  (3)各质点开始振动(即起振)的方向均⑦　相同　。  (4)一个周期内,质点完成一次全振动,通过的路程为⑧　4A　。  3.机械波的分类 (1)横波:质点振动方向与波的传播方向⑨　垂直　。  (2)纵波:质点振动方向与波的传播方向在同一直线上。 二、描述机械波的物理量 1.波长:在波动中,振动相位总是⑩　相同　的两个　相邻　质点间的距离,用λ表示。  2.波速:波在介质中的传播速度,由　介质　本身的性质决定。  3.频率:由　波源　决定,等于　波源　的振动频率。  4.波长、波速和频率的关系:　v=fλ　。  ▲特别说明 1.机械波从一种介质传入另一种介质时,频率不变,波速、波长都改变。 2.机械波的波速仅由介质决定,一般情况下,波速在固体、液体中比在气体中大。波速的计算方法:v=fλ==。 三