专题8 高效复习必备&考点内容梳理(精讲册)-【实战高考】2026年高考物理总复习（山东专版）

专题8 机械振动与机械波 目 ⊙ 考什么 高效复习必备 核心知识点 重要思想 方法技巧 易错知识点警示 简谐运动、 物理模型， (1)图像法； (1)简谐运动的特点及图像； 回复力、 数形结合， (2)解析法（正弦函数解析）； (2)简谐运动的正弦函数关系式； 单摆 等效思想 (3)辅助圆法 (3)简谐运动的对称性问题 简谐波、 (1)波的图像，波长、波速、频率的关系； 函数图像， (1)分析与综合法； 干涉、 (2)简谐波的多解性问题； 物理模型 (2)正弦函数解析 衍射 (3)振动和波的综合 注意1，考查热点有简谐运动的特，点及图像、波的图像以及波长、波速、频率的关系，波动与振动 的综合。 2.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 图像的物理意义，注意图像在空间和时间上的周期性、多解性问题。 考点内容梳理 考点1 机械振动（山东高考6年5考） 一、简谐运动的特征 1.对称性特征 (1)时间对称性：相隔△t=(2十1)T(=0,1,2,)的两个时刻，物体的位置关于平衡位置对 2 称，位移、速度、加速度大小均相等，方向相反且动能、势能也均相等。如图甲所示。 时刻 t42n+lY时刻 ，2 A O P Q 分 乙 (2)空间对称性：如图乙所示，振子经过关于平衡位置O对称的两点P、P(OP=OP)时，速度 (加速度)的大小、动能、势能均相等，相对于平衡位置的位移大小也相等。 此外，振子来回通过相同的两点间所用时间相等，即tQ=to。振子经过关于平衡位置对称的 等长的两段距离的时间相等，即to=tQp'。 注意)在运动过程中，动能和势能相互转化，系统的机械能守恒。 2.运动的周期性特征 (1)相隔T或nT的两个时刻，振动物体处于同一位置且振动状态相同。 (2)物体的位移、回复力、加速度和速度均随时间发生周期性变化，变化周期等于简谐运动的周 325 讲解册 实战高考·物理 期T,动能和势能也随时间发生周期性变化，周期为。 二、单摆 1.受力特征：重力和细线的拉力 (1)回复力：摆球重力沿切线方向上的分力，F=mgsin0=一"mgx=一k.x,负号表示回复力F与 位移x的方向相反。 (2)向心力：细线的拉力和重力沿细线方向的分力的合力充当向心力，F向=Fr一gcos0。 2.周期公式：T=2√g· (1)只要测出单摆的摆长1和周期T,就可以根据g=4求出当地的重力加速度g。 T2 (2)1为等效摆长，表示从悬点到摆球重心的距离。 三、自由振动、受迫振动和共振 自由振动 受迫振动 共振 受力情况 仅受回复力 受驱动力作用 受驱动力作用 由系统本身的性质决定，即固 由驱动力的周期或频率决 振动周期或频率 T驱=T固或f驱=f固 有周期T国或固有频率f固 定，即T=T驱或f=f驱 振动能量 振动物体的机械能不变 由产生驱动力的物体提供 振动物体获得的能量最大 常见例子 弹簧振子或单摆(0≤5) 机器运转时底座发生的振动 共振筛、声音的共鸣等 考点2 机械波（山东高考6年5考） 一、机械波 1.机械振动与机械波的区别和联系 机械振动 机械波 运动 机械振动是单个质点以平衡位置为 机械波是介质中大量质点依次发生受迫振动而形成 特点 中心所做的往复运动 的“集体运动” 产生 机械振动是质点受到回复力作用的 机械波是从波源处开始，由近及远，介质中质点依次 区别 原因 结果 施力带动相邻质点发生受迫振动形成的 能量 波源将能量传递给相邻质点，相邻质点再将能量由 机械振动过程中，动能和势能不断 变化 近及远地传递，每个质点在不断地吸收和放出能量， 相互转化，机械能守恒 情况 从而把波源的能量传播出去，是能量的传播过程 (1)机械波是机械振动在介质中传播形成的； (2)机械波的周期等于介质中质点机械振动的周期； 联系 (3)有机械振动不一定有机械波，但有机械波一定有机械振动； (4)波源停止振动后，介质中的机械振动不会立即停止，而是继续传播，直到能量损耗完 326 O专题8机械振动与机械波 2.波的传播过程中的特点 (1)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，有一会=入f。 (2)质点振动nT(波传播)(n=1,2,3,…)时，波形不变。 (3)在波的传播方向上，当两质点平衡位置间的距离为以(n=1,2,3,…)时，它们的振动步调总 相同；当两质点平衡位置间的距离为(2+1)分(m=0,1,2,3,…)时，它们的振动步调总相反。 (4)波源质点的起振方向决定了它后面质点的起振方向，即各质点的起振方向与波源相同。 3.波的传播方向与质点振动方向的互判 上下坡法 同侧法 微平移法 沿波的传播方向，上坡时质点 将波形沿传播方向进行微小的平 波形图上某点表示传播方向和 解读向下振动，下坡时质点向上 移，再由对应同一x坐标的两波形 振动方向的箭头在图线同侧 振动 曲线上的点来判断振动方向 y 9 下坡上振 图像 上坡下振 二、振动图像与波动图像 振动图像 波动图像 研究对象 某个振动质点 沿波传播方向的所有质点 研究内容 某个质点的位移随时间的变化规律 某时刻所有质点的空间分布规律 ↑x/cm ↑y/cm 图像 x/cm 物理意义 表示同一质点在各时刻的位移 表示某时刻各质点的位移 (1)波长、振幅 (1)周期、振幅 (2)任意一质点在该时刻的位移 图像信息 (2)该质点在各时刻的位移 (3)任意一质点在该时刻的加速度方向 (3)各时刻回复力、速度、加速度的方向 (4)传播方向、振动方向的互判 图像变化 随时间推移，图像延续，但已有形状不变 随时间推移，波形沿传播方向平移 三、多普勒效应 1.观测频率：观察者观测到的频率，等于观察者在单位时间内接收到的完全波的个数。 2.当波源与观察者相互靠近时，观察者观测到的频率变大；当波源与观察者相互远离时，观察者 观测到的频率变小；当波源与观察者相对静止时，观察者观测到的频率不变。 327