11.机械振动和机械波-【红对勾讲与练】2026年高考物理二轮复习考前必备

11.机械振动和机械波 平衡位置往复振动弹簧振子重力与弹簧弹 力的合力一 2 一kx势能减小小于相 等向下向上向上增大减小增大减小 波的衍射相差不多更小各自两列波单独 传播时质点位移的矢量和位移恒定为2kπ加 强最大位移最小恒定为(2k十1)π削弱0 频率相同、相位差恒定、振动方向相同波一定 增加增加变小 12.光 越小全反射>频率相同，相位差恒定，振动方 向相同与缝平行，等间距n入半波长的奇数倍 (2+1D兰宁1越小薄膜干莎充条纹暗条 纹不同变大变疏窄大光绕过圆盘状障 碍物泊松亮斑一致某个特定的方向振动 13.安培力与洛伦滋力 左手正电荷运动的方向vt·S·n Ng nvgS BnvqS·vt垂直纸面向外垂直纸面向里垂 直纸面向里，大小逐渐减小，然后再反向增大速度 qE=qB无关BBdw相等MNN M 14.电磁感应 阻碍引起感应电流的磁通量的变化感生电场感 生电动势顺时针由弱变强由小变大A。灯 62 考前必备 立即变亮，A,灯逐渐变亮，最后两灯一样亮灯A 突然闪亮一下后再渐渐熄灭 15.交变电流 最大00最大中性面改变，横截面 积电阻率小提高输电电压 17.分子动理论 1越大多较大引力正功减小0最小 斥力负功增大最小体积 18.气体、固体和液体 气体实验定律>二完 Vi pi pava pnVn T 19.热力学定律 不能自发地不可能从单一热库吸收热量，使之完 全变成功，而不产生其他影响 20.原子结构和波粒二象性 变小变少电子光电子Ek=hy-W。< 了2玉1波动性 21.原子核 α粒子流较弱一张纸电子流电离作用较弱 穿透几毫米厚的铝板电磁波能穿透几厘米厚 的翻板m(兮)”N(份》了越大比结合能 平均结合能比结合能越大，原子核中核子结合得 越牢固，原子核越稳定小于中等大小的核续表 教材典型图例 图例精准解读 四马 mv= ,△Ek=Ek-Ek= 2兰 ,负号表示动能损失。 非弹性碰撞 m1v十m2v2=m101 2mv 84受 运动物体与静止物体弹性碰撞 1,2= m1+m2 如图，物体m,以速度v1与原来静止的物体m2发生正碰，(1)若m,=m2,则v= ,2 碰撞后它们的速度分别为和v?。 即交换速度（交换速度同样适用于动碰动模型）。 (2)若m1>m2,则= w2= （3)若m1<m2,则1= ,2 总结(1)内容：如果一个系统不受外力，或者所受外力的矢量和为0，这个系统的总动量保持不变。 (2)三种表达形式 ①p十p:=p1十p2,一维情形：m1v十m2v?=m11十m2v2。 ②△力总=0。 ③△p2=-△p1。 (3)适用条件 ①系统不受外力或所受外力的合力为0。 ②近似守恒：内力远大于外力。 ③某一方向守恒：系统所受的外力不为0，系统的动量并不守恒。但系统在某一方向上所受外力的合力为0，则 在该方向上动量守恒，如滑块一斜面（曲面）模型。 (4)碰撞遵循的三个原则 ①动量守恒。 ②动能不增加。 ③速度合理性：.碰前两物体同向运动，若要发生碰撞，则应有v后>v首，碰后原来在前的物体速度一定增大， 若碰后两物体同向运动，则应有v音≥v后。 b.碰前两物体相向运动，碰后两物体的运动方向至少有一个改变。 11.机械振动和机械波 教材典型图例 图例精准解读 小球在O点（称作 )附近的 运动，是一种机械振动，简称 O一 0 小球和弹簧组成的系统称为 ,有时 弹簧振子的振动 也简称为振子。 26 考前必备 续表 教材典型图例 图例精准解读 提供回复力。小球原来静止时的位 mg 置就是振子的平衡位置，x。= k© 0xx0 0000000 弹簧弹力与小球重力沿斜面向下的分力的合力 提供回复力。小球原来静止时的位置为振子的 平衡位置，x。 mgsin 0 ○ k 小球释放后上下振动 BC A 2 =0.1m,T=2×0.5s=1s,由x= 0一氵一氵 Asin(浮+e)知x=0.1sin(2x+）m, CO B X 据此，可以画出小球在第一个周期内的位 如图，弹簧振子的平衡位置为O点，在B、C两点之间做简谐运移一时间图像，如图所示。 动。B、C相距20cm。小球经过B点时开始计时，经过0.5s首 ↑x/m 0.1- 次到达C点。画出小球在第一个周期内的x-t图像。 0.25 0.500.751.00i/s -0.1 甲 乙， 0.10.20.3、不.4,0.5s 相位差△p=92一9甲= 卡甲 F= ,k为常数，x为偏离平衡位置 丙 的位移。 Q O P x 简谐运动的回复力 总结(1)简谐运动的特征 ①简谐运动的运动学特征：如果质点的位移与时间的关系遵从正弦函数的规律，即它的振动图像(x一1图像) 是一条正弦曲线，这样的振动叫作简谐运动。 ②简谐运动的动力学特征：F=一kx。 @简谐运喷的表达式：=Asin停十)。 ④简谐运动的能量特征：在简谐运动中，振动系统的机械能守恒。 (2)简谐运动的图像 ①可直接读取振幅、周期、各时刻的位移。 教材溯源图例解读 27 续表 教材典型图例 图例精准解读 ②判定各时刻位移、回复力、加速度及速度方向。 ③判定某段时间内位移、回复力、加速度、速度、动能、势能的变化情况。 (3)简谐运动的对称性 ①经过半个周期，物体运动到对称点，速度大小相等、方向相反。 ②半个周期内运动的路程为2倍振幅。 ③经过一个周期，物体运动到原来位置，一切参量恢复。 ④一个周期内运动的路程为4倍振幅。 当摆角0很小时，摆球运动的圆弧可以看成 直线，可认为F指向平衡位置O,与位移x 反向。sin0≈0 OP x 1≈了，因此，单摆振动的 m 回复力F可表示为F= mg x=一kx,式中负 号表示回复力与位移的方向相反。可见，单 分析单摆的回复力 摆在摆角很小的情况下做简谐运动。 (1)摆球在P和N时刻的位移大小相等，即 x/cm 摆球所处的高度相同，因此 相等。 (2)由于阻力的影响，摆球要克服阻力做功， -IN A 在运动过程中机械能一直在 ,因此 单摆做阻尼振动的位移一时间图像 V时刻的机械能 P时刻的机械能。 (3)N时刻的动能小于P时刻的动能。 总结1.单摆的受力特征 (1)回复力：由摆球重力沿与摆线垂直方向的分力提供，F日=一mgsin0=一心gx=一kx,负号表示回复力F。 与位移x的方向相反。 (2)向心力：细线的拉力和摆球重力沿细线方向分力的合力提供向心力，F向=F,一ng cos0。 (3)两点说明 ①当摆球在最高点时，F=m =0,Fr=mg cos0。 ②当摆球在最低点时，F向= Umax 0E最大，Fr=mg十m 的理解 2.周期公式T=2不√g (1)儿为等效摆长，表示从悬点到摆球重心的距离。 (2)g为当地重力加速度。 28 考前必备 续表 教材典型图例 图例精准解读 物体在做受迫振动时，驱动力的频率与物体 的固有频率相差越小，受迫振动的振幅越大； 当驱动力的频率与物体的固有频率 0 f 时，受迫振动的振幅达到最大。 受迫振动振幅与驱动力频率的关系 总结(1)共振曲线 A 如图所示，横坐标为驱动力的频率f,纵坐标为振幅A。它直观地反映了驱动力的频率对某 固有频率为f。的振动系统做受迫振动时振幅的影响。由图可知，f与f。越接近，振幅A越 大；当f=f。时，振幅A最大。 (2)受迫振动中系统能量的转化 做受迫振动的系统的机械能不守恒，系统与外界时刻进行能量交换。 PP P,P PP P P-PaPs D D 1=0 x 如图为一列沿x轴正方向传播的简谐波在 初始时刻的波形，该简谐波经过极短一段时 t= 间后的波形图如图中虚线所示。由图知初始 x 时刻A、B、C、D四个质点振动方向分别为 t=T 、向下；在这段 横波的形成 时间内A质点速度 ,B质点速度 ,C质点速度 ,D质点速度 0 总结1.机械波的传播特点 ()波传到任意一点，该点的起振方向都和波源的起振方向相同。 (2)介质中每个质点都做受迫振动，因此，任一质点的振动频率和周期都与波源的振动频率和周期相同。 (3)波从一种介质进入另一种介质，由于介质不同，波长和波速可以改变，但频率和周期都不会改变。 (4)波源经过一个周期T完成一次全振动，波恰好向前传播一个波长的距离，所以v一行=入f。 2.波的传播方向与质点振动方向的互判方法 项目 方法解读 图像演示 下坡上 “上下坡”法沿波的传播方向，“上坡”时质点向下振动，“下坡”时质点向上振动 上坡下 教材溯源图例解读 29 续表 教材典型图例 图例精准解读 续表 项目 方法解读 图像演示 “同侧”法 波形图上某点表示传播方向和振动方向的箭头在图线同侧 将波形沿传播方向进行微小的平移，再由对应同一x坐标的两波 tB “微平移”法 形曲线上的点来判断振动方向 3.两种图像的比较 项目 振动图像 波的图像 x/cm y/cm A 图像 x/m (1)质点的振动周期； (1)波长、振幅； (2)质点的振幅； (2)任意一质点在该时刻的位移； 图像信息 (3)各时刻质点的位移； (3)任意一质点在该时刻的加速度方向； (4)各时刻的速度、加速度方向(4)传播方向、振动方向的互判 (1)波可以绕过障碍物继续传播，这种现象叫 作 (2)在狭缝宽度与波长 或者狭缝宽 度比波长 的情况下，发生明显的衍 甲 射现象。 波长一定的水波通过宽度不同的狭缝 (3)一切波都能发生衍射。衍射是波特有的 现象。 (1)两列波相遇后彼此穿过，仍然保持 人吴甲 的运动特征，继续传播，就像没有跟另一列波 相遇一样。 说明：“保持各自的运动特征”指的是各自的 波长、频率等保持不变，不因其他波的存在而 足六成 受影响。 波的叠加 (2)在重叠的区域里，质点的位移等于 30 考前必备 续表 教材典型图例 图例精准解读 (1)两列波的波峰与波峰（或波谷与波谷）相 遇，质点的 最大，又由于两列波在这 我弱 强弱强弱强 点的相位差 ,该点的振动总是 相互 质点的振幅 (2)两列波的波峰与波谷（或波谷与波峰）相 遇，两列波的振动的 ,又由于两列波 在这点的相位差 ,该点的振 动总是相互 ,如果两列波的振幅相 同，质点的振幅为 波的干涉示意图 可见，发生干涉现象的条件： 干涉现象是 特有的现象。 我们可以这样理解波的多普勒效应：当波源 A及版及及及及及及 及版及及A及及及 与观察者相对静止时，1s内通过观察者的波 甲 乙 峰（或密部）的数目是 的，观察到的 及通及及及及及及 频率等于波源振动的频率；当波源与观察者 丙 相互接近时，1s内通过观察者的波峰（或密 多普勒效应的模拟实验 部)的数目 ,观测到的频率 在这个模拟实验中，人不表示介质中的质点，只代表传播中的波反之，当波源与观察者相互远离时，观测到的 峰或波谷，于是“过人频率”就代表波的频率 频率 总结1.波的干涉 (1)产生干涉的必要条件：两列波的频率相等。 现象：两列波相遇时，某些区域总是振动加强，某些区域总是振动减弱，且振动加强区和振动减弱区相互间隔。 (2)干涉加强区和减弱区的判断方法 某质点的振动是加强还是减弱，取决于该点到两相干波源的距离之差△r。 ①当两波源振动步调一致时 若r=a(m=0,1.2…),则振动加强；若dr=(2m十1)合(n=01,2…),则振动减弱。 ②当两波源振动步调相反时 入 若△r=(2n十1D之(n=012,…),则振动加强；若△r=以(n=0,1,2,…),则振动减弱。 2.衍射现象、多普勒效应 (1)产生明显衍射的条件：障碍物或狭缝的尺寸跟波长相差不多，或者比波长更小。 (2)多普勒效应：波源的频率是不改变的，只是由于波源和观察者之间有相对运动，观察者接收到的频率发生了 变化。靠近（或远离）波源，频率增大（或减小）。 教材溯源图例解读 31