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【期中复习】2023-2024学年人教版高二物理下册专题01 机械振动和机械波考点串讲课件
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这是一份【期中复习】2023-2024学年人教版高二物理下册专题01 机械振动和机械波考点串讲课件，共31页。PPT课件主要包含了简谐运动的两种模型，考点5波的多解问题，正弦函数，正弦曲线，原来静止，往复运动，平衡位置，效果力，－kx，考题4弹簧振子模型等内容，欢迎下载使用。
考点1：简谐运动的特征
考点4：机械波与波动图像
考点3：受迫振动与共振
考点6：振动图像和波动图像的综合应用
考点7：波的干涉、衍射和多普勒效应
考点01 简谐运动的特征
知识点1：简谐运动1．简谐运动的概念如果物体的位移与时间的关系遵从 的规律，即它的振动图像(x－t图像)是一条__________，这样的振动是一种简谐运动。2．平衡位置振动物体_________时的位置。3．回复力（1）定义：使振动物体在平衡位置附近做 的力。（2）方向：总是指向 。（3）来源：属于 ，可以是某一个力，也可以是几个力的合力或某个力的分力。
4．描述简谐运动的物理量
知识点2：简谐运动的特征1．动力学特征 F＝－kx，“－”表示回复力的方向与位移方向相反，k是比例系数，不一定是弹簧的劲度系数。2．运动学特征做简谐运动的物体加速度与物体偏离平衡位置的位移大小成正比而方向相反，为变加速运动，远离平衡位置时，x、F、a、Ep均增大，v、Ek均减小，靠近平衡位置时则相反。3．周期性特征相隔nT(n为正整数)的两个时刻，物体处于同一位置且振动状态相同。
（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，速度的大小、动能、势能相等，相对于平衡位置的位移大小相等。振子由P到O所用时间等于由O到P′所用时间，即tPO＝tOP′
5．能量特征 简谐运动，机械能守恒
Asin(ωt＋φ0)
考点02 简谐运动的两种模型
考点03 受迫振动与共振
知识点1 简谐运动、受迫振动和共振的比较1．受迫振动：系统在 作用下的振动。物体做受迫振动达到稳定后，物体振动的周期(或频率)等于 的周期(或频率)，与物体的固有周期(或频率) 关。2．简谐运动、受迫振动和共振的比较
知识点2 对共振的理解 1．共振：做受迫振动的物体，它的固有频率与驱动力的频率越接近，其振幅就越大，当二者 时，振幅达到最大，这就是共振现象。受迫振动的振幅与驱动力频率的关系如图所示。2.共振曲线：如图所示，横坐标为驱动力频率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f0的振动系统做受迫振动振幅的影响，由图可知，f与f0越接近，振幅A越大；当f＝f0时，振幅A最大。3.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。
考点04 机械波及波动图像
知识点1：机械波1．波的形成和传播（1）产生条件①有 ；②有 ，如空气、水、绳子等。（2）传播特点①传播 、能量和信息；②介质中质点不 ；③介质中各质点振动频率、起振方向都与波源 。2．机械波的分类
知识点2：机械波的图像1．坐标轴：横坐标x表示在波的传播方向上各质点的平衡位置，纵坐标y表示某一时刻各质点偏离 的位移。2．意义：表示介质中的“各个质点”在“ ”的位移。3．图像(以简谐波为例)4．应用（1）可直接读取 、 ，以及该时刻各质点偏离平衡位置的 。（2）可确定该时刻各质点加速度的方向，并能比较该时刻不同质点速度或加速度的大小。（3）可结合波的传播方向确定各质点的振动方向，或结合某个质点的振动方向确定波的传播方向。
知识点5：机械波振动方向和传播方向的判断
考点05 波的多解问题
1.周期性（1）时间周期性：时间间隔△t 与周期T 的倍数关系不明.（2）空间周期性：传播距离△x 与波长λ的倍数关系不明. 波经△t由质点O传到相距△x的质点A，两质点振动情况始终相同，则△t= nT， △x=nλ 。2.双向性（1）传播方向双向性：无法确定传播方向时，两个方向都要考虑（2）振动方向双向性：无法确定位移方向或振动方向是要考虑正负两个方向3. 波形的隐含性 只给出完整波形的一部分，或只给出几个质点的振动情况和质点之间的联系，而其余信息处于隐含状态，这时波形可能有多种情况.例：波上恰好处于平衡位置的两质点间只有一个波峰.
考点06 振动图像和波动图像的综合应用
1．振动图像与波的图像的比较
2. “一分、一看、二找”巧解波的图像与振动图像综合类问题
考点07 波的干涉、衍射和多普勒效应
知识点2：多普勒效应的成因分析1. 接收频率：观察者接收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. 波源与观察者如果相互靠近，观察者接收到的频率增大．3. 波源与观察者如果相互远离，观察者接收到的频率减小．4. 波源和观察者如果相对静止，观察者接收到的频率等于波源的频率．
易错题型1：振动方向不确定形成的错误
易错题型4：周期不确定引起的错误问题
易错题型3：波传播方向不确定引起的错误
易错题型2: 单摆摆长突变引起的错误
易错题型5：波长不确定引起的错误问题
易错题型6：波速不确定引起的错误问题
（1）若从O点开始向右振子按下面路线振动，作出示意图如图1，则振子的振动周期为T=（0.5+0.1）×4s=2.4s则该质点再经过时间△t=T-0.2s=2.2s，第三次经过P点；
1. （2023上·山东泰安·高三校考期中）小球做简谐运动，若从平衡位置O开始计时，经过0.5s，小球第一次经过P点，又经过0.2s，小球第二次经过P点，则再过多长时间该小球第三次经过P点（ ）A．0.6sB．2.4sC．0.8sD．2.1s
5．（22·23高二下·辽宁大连·期中）如图甲、乙所示分别为一列简谐横波上P、Q两质点的振动图像，已知P、Q两质点的平衡位置相距Δx=3m，求该简谐横波的波长以及波速。解：若波传播方向为P到Q，由图像可知,
考点1：简谐运动的特征
考点4：机械波与波动图像
考点3：受迫振动与共振
考点6：振动图像和波动图像的综合应用
考点7：波的干涉、衍射和多普勒效应
考点01 简谐运动的特征
知识点1：简谐运动1．简谐运动的概念如果物体的位移与时间的关系遵从 的规律，即它的振动图像(x－t图像)是一条__________，这样的振动是一种简谐运动。2．平衡位置振动物体_________时的位置。3．回复力（1）定义：使振动物体在平衡位置附近做 的力。（2）方向：总是指向 。（3）来源：属于 ，可以是某一个力，也可以是几个力的合力或某个力的分力。
4．描述简谐运动的物理量
知识点2：简谐运动的特征1．动力学特征 F＝－kx，“－”表示回复力的方向与位移方向相反，k是比例系数，不一定是弹簧的劲度系数。2．运动学特征做简谐运动的物体加速度与物体偏离平衡位置的位移大小成正比而方向相反，为变加速运动，远离平衡位置时，x、F、a、Ep均增大，v、Ek均减小，靠近平衡位置时则相反。3．周期性特征相隔nT(n为正整数)的两个时刻，物体处于同一位置且振动状态相同。
（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，速度的大小、动能、势能相等，相对于平衡位置的位移大小相等。振子由P到O所用时间等于由O到P′所用时间，即tPO＝tOP′
5．能量特征 简谐运动，机械能守恒
Asin(ωt＋φ0)
考点02 简谐运动的两种模型
考点03 受迫振动与共振
知识点1 简谐运动、受迫振动和共振的比较1．受迫振动：系统在 作用下的振动。物体做受迫振动达到稳定后，物体振动的周期(或频率)等于 的周期(或频率)，与物体的固有周期(或频率) 关。2．简谐运动、受迫振动和共振的比较
知识点2 对共振的理解 1．共振：做受迫振动的物体，它的固有频率与驱动力的频率越接近，其振幅就越大，当二者 时，振幅达到最大，这就是共振现象。受迫振动的振幅与驱动力频率的关系如图所示。2.共振曲线：如图所示，横坐标为驱动力频率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f0的振动系统做受迫振动振幅的影响，由图可知，f与f0越接近，振幅A越大；当f＝f0时，振幅A最大。3.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。
考点04 机械波及波动图像
知识点1：机械波1．波的形成和传播（1）产生条件①有 ；②有 ，如空气、水、绳子等。（2）传播特点①传播 、能量和信息；②介质中质点不 ；③介质中各质点振动频率、起振方向都与波源 。2．机械波的分类
知识点2：机械波的图像1．坐标轴：横坐标x表示在波的传播方向上各质点的平衡位置，纵坐标y表示某一时刻各质点偏离 的位移。2．意义：表示介质中的“各个质点”在“ ”的位移。3．图像(以简谐波为例)4．应用（1）可直接读取 、 ，以及该时刻各质点偏离平衡位置的 。（2）可确定该时刻各质点加速度的方向，并能比较该时刻不同质点速度或加速度的大小。（3）可结合波的传播方向确定各质点的振动方向，或结合某个质点的振动方向确定波的传播方向。
知识点5：机械波振动方向和传播方向的判断
考点05 波的多解问题
1.周期性（1）时间周期性：时间间隔△t 与周期T 的倍数关系不明.（2）空间周期性：传播距离△x 与波长λ的倍数关系不明. 波经△t由质点O传到相距△x的质点A，两质点振动情况始终相同，则△t= nT， △x=nλ 。2.双向性（1）传播方向双向性：无法确定传播方向时，两个方向都要考虑（2）振动方向双向性：无法确定位移方向或振动方向是要考虑正负两个方向3. 波形的隐含性 只给出完整波形的一部分，或只给出几个质点的振动情况和质点之间的联系，而其余信息处于隐含状态，这时波形可能有多种情况.例：波上恰好处于平衡位置的两质点间只有一个波峰.
考点06 振动图像和波动图像的综合应用
1．振动图像与波的图像的比较
2. “一分、一看、二找”巧解波的图像与振动图像综合类问题
考点07 波的干涉、衍射和多普勒效应
知识点2：多普勒效应的成因分析1. 接收频率：观察者接收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. 波源与观察者如果相互靠近，观察者接收到的频率增大．3. 波源与观察者如果相互远离，观察者接收到的频率减小．4. 波源和观察者如果相对静止，观察者接收到的频率等于波源的频率．
易错题型1：振动方向不确定形成的错误
易错题型4：周期不确定引起的错误问题
易错题型3：波传播方向不确定引起的错误
易错题型2: 单摆摆长突变引起的错误
易错题型5：波长不确定引起的错误问题
易错题型6：波速不确定引起的错误问题
（1）若从O点开始向右振子按下面路线振动，作出示意图如图1，则振子的振动周期为T=（0.5+0.1）×4s=2.4s则该质点再经过时间△t=T-0.2s=2.2s，第三次经过P点；
1. （2023上·山东泰安·高三校考期中）小球做简谐运动，若从平衡位置O开始计时，经过0.5s，小球第一次经过P点，又经过0.2s，小球第二次经过P点，则再过多长时间该小球第三次经过P点（ ）A．0.6sB．2.4sC．0.8sD．2.1s
5．（22·23高二下·辽宁大连·期中）如图甲、乙所示分别为一列简谐横波上P、Q两质点的振动图像，已知P、Q两质点的平衡位置相距Δx=3m，求该简谐横波的波长以及波速。解：若波传播方向为P到Q，由图像可知,
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