专题08 机械振动和机械波(知识清单)-2027届高考物理一轮复习专题
2027届高考物理高三一轮复习专题
专题08 机械振动和机械波(知识清单)
【知识地图】
【知识点梳理】
知识点一 机械振动
一、简谐运动
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二、简谐运动的两种模型
模型 | 弹簧振子 | 单摆 |
示意图 | ||
简谐运 动条件 | (1)弹簧质量可忽略 (2)无摩擦等阻力 (3)在弹簧弹性限度内 | (1)摆线为不可伸缩的轻细线 (2)无空气等阻力 (3)最大摆角小于5° |
回复力 | 弹簧的弹力提供 | 摆球重力沿与摆线垂直(即切向)方向的分力 |
平衡位置 | 弹簧处于原长处 | 最低点 |
周期 | T=2π | T=2π |
能量 转化 | 弹性势能与动能的相互转化,机械能守恒 | 重力势能与动能的相互转化,机械能守恒 |
点对点训练:(多选)如图甲所示,弹簧振子以点O为平衡位置,在A、B两点之间做简谐运动,取向右为正方向,振子的位移x随时间t的变化如图乙所示。下列说法正确的是( )
、A.t=0.8 s时,振子的速度方向向左
B.t=0.2 s时,振子在O点右侧6 cm处
C.t=0.4 s和t=1.2 s时,振子的加速度完全相同
D.t=0.4 s到t=0.8 s的时间内,振子的速度逐渐增大
E.t=0.8 s到t=1.2 s的时间内,振子的加速度逐渐增大
解析 由图象知,t=0.8 s时,振子在平衡位置向负方向运动,所以速度方向向左,A
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正确;由题图乙可知,弹簧振子的振动方程为x=Asin ωt=12 sincm,当t=0.2 s时,x=6
cm,即振子在O点右侧6
cm处,B错误;t=0.4 s和t=1.2 s时,振子的加速度大小相等,方向相反,C错误;t=0.4 s到t=0.8 s的时间内,振子向平衡位置运动,速度逐渐增大,D正确;t=0.8 s到t=1.2 s的时间内,振子远离平衡位置运动,加速度增大,E正确。
答案 ADE
知识点二 机械波
一、机械波
1.形成条件
(1)有发生机械振动的波源。
(2)有传播介质,如空气、水等。
2.传播特点
(1)传播振动形式、传播能量、传播信息。
(2)质点不随波迁移。
3.机械波的分类
(1)横波:质点的振动方向与波的传播方向相互垂直,有波峰和波谷。
(2)纵波:质点的振动方向与波的传播方向在同一直线上,有疏部和密部。
4.机械波的描述
(1)波长(λ):在波动中,振动相位总是相同的两个相邻质点间的距离。
①在横波中,两个相邻波峰(或波谷)间的距离等于波长。
②在纵波中,两个相邻密部(或疏部)间的距离等于波长。
(2)频率(f):波的频率等于波源振动的频率。
(3)波速(v):波在介质中的传播速度,由介质本身的性质决定。
(4)波长、频率(或周期)和波速的关系:v==λf。
5.波的图象
(1)坐标轴:横坐标表示沿波传播方向上各个质点的平衡位置,纵坐标表示该时刻各个质点离开平衡位置的位移。
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