选修3-4知识点.doc
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1、选修34知识点汇总考点1 简谐运动 简谐运动的表达式和图象 要求:21)如果质点所受的力与它偏离平衡位置位移的大小成正比,并且总是指向平衡位置,质点的运动就是简谐运动。简谐运动的回复力:即F = kx注意:其中x都是相对平衡位置的位移。区分:某一位置的位移(相对平衡位置)和某一过程的位移(相对起点)回复力始终指向平衡位置,始终与位移方向相反“k”对一般的简谐运动,k只是一个比例系数,而不能理解为劲度系数F回kx是证明物体是否做简谐运动的依据2)简谐运动的表达式: x = A sin (t)3)简谐运动的图象:描述振子离开平衡位置的位移随时间遵从正弦(余弦)函数的规律变化的,要求能将图象与恰当的
2、模型对应分析。可根据简谐运动的图象的斜率判别速度的方向,注意在振幅处速度无方向。A、简谐运动(关于平衡位置)对称、相等同一位置:速度大小相等、方向可同可不同,位移、回复力、加速度大小相等、方向相同.对称点:速度大小相等、方向可同可不同,位移、回复力、加速度大小相等、方向相反.对称段:经历时间相同一个周期内,振子的路程一定为4A(A为振幅);半个周期内,振子的路程一定为2A;四分之一周期内,振子的路程不一定为A每经一个周期,振子一定回到原出发点;每经半个周期一定到达另一侧的关于平衡位置的对称点,且速度方向一定相反B、振幅与位移的区别:位移是矢量,振幅是标量,等于最大位移的数值对于一个给定的简谐运
3、动,振子的位移始终变化,而振幅不变思考:1、平衡位置的合力一定为0吗? (不一定,如:单摆)2、弹簧振子在对称位置弹性势能相等吗? (不一定,如:竖直弹簧振子)3、人的来回走动、拍皮球时皮球的运动是振动吗? (不是)考点2 单摆的周期与摆长的关系(实验、探究) 要求:1)单摆的等时性(伽利略);即周期与摆球质量无关,在振幅较小时与振幅无关2)单摆的周期公式:(l为摆线长度与摆球半径之和;周期测量:测N次全振动所用时间t,则T=t/N)3)数据处理:(1)平均值法;(2)图象法:以l和T2为纵横坐标,作出的图象;4)振动周期是2秒的单摆叫秒摆摆钟原理:钟面显示时间与钟摆摆动次数成正比考点3 受迫
4、振动和共振 要求:受迫振动:在周期性外力作用下、使振幅保持不变的振动,又叫无阻尼振动或等幅振动。f迫 = f驱,与f固无关。A迫 与f驱f固有关,f驱f固越大,A迫越小,f驱f固越小,A迫越大。当驱动力频率等于固有频率时,受迫振动的振幅最大(共振)共振的防止与应用考点4 机械波 横波和纵波 横波的图象 要求:21)机械波产生机械波的条件:振源,介质有机械振动不一定形成机械波 有机械波一定有机械振动机械波的波速由介质决定,同一类的不同机械波在同一介质中波速相等。与振源振动的快慢无关机械波传递的是振动形式(由振源决定)、能量(由振幅体现)、信息2)机械波可分为横波与纵波横波:质点的振动方向与波的传
5、播方向垂直。特点:有波峰、波谷. 只能在固体中传播(条件:剪切形变),为方便将水波认为是横波纵波:质点的振动方向与波的传播方向在同一直线上.特点:有疏部、密部. 气体、液体只能传递纵波3)波的独立传播与叠加4)次声波与超声波次声波:频率小于20Hz,波长长,易衍射,传播距离远超声波:频率大于20000Hz,波长短,直线传播效果好(声纳),穿透能力强(几厘米厚的金属)。 应用广泛:声纳、B超、雷达、探伤、超声加湿、制照相乳胶5)横波图象:表示某一时刻各个质点离开平衡位置位移情况。后一质点的振动总是重复前一质点的振动;特别要能判断质点振动方向或波的传播方向。注意:(1)周期性、方向性上引起的多解可
6、能性;(2)波传播的距离与质点的路程是不同的。6)波动图象表示 “各个质点”在“某一时刻”的位移,振动图象则表示介质中“某个质点”在“各个时刻”的位移。考点5 波长、频率(周期)和波速的关系 要求:(由介质决定,f由波源决定)波形向前匀速平移,质点本身不迁移,x可视为波峰(波谷)移动的距离在波的图象中,无论时间多长,质点的横坐标一定不变介质中所有质点的起振位置一定在平衡位置,且起振方向一定与振源的起振方向相同注意双向性、周期性注意坐标轴的单位(是m,还是cm;有无10-n等等)注意同时涉及振动和波时,要将两者对应起来关于振动与波质点的振动方向判断:振动图象(横轴为时间轴):顺时间轴“上坡上,下
7、坡下”波动图象(横轴为位移轴):沿着波的传播方向“上坡下,下坡上” 一段时间后的图象a、振动图象:直接向后延伸b、波动图象:不能向后延伸,而应该将波形向后平移几个物理量的意义:周期(频率):决定振动的快慢,进入不同介质中,T(f)不变振幅:决定振动的强弱波速:决定振动能量在介质中传播的快慢几个对应关系一物动(或响)引起另一物动(或响)受迫振动共振(共鸣)不同位置,强弱相间干涉(要求:两波源频率相同)干涉:a、振动加强区、减弱区相互间隔; b、加强点始终加强(注意:加强的含义是振幅大,千万不能误认为这些点始终位于波峰或波谷处)、减弱点始终减弱. c、判断:若两振源同相振动,则有加强点到两振源的路
8、程差为波长的整数倍,减弱点到两振源的路程差为半波长的奇数倍.绕过障碍物衍射(要求:缝、孔或障碍物的尺寸与波长差不多或小于波长) 缝后的衍射波的振幅小于原波波的多解题型方向的多解:考虑是否既可以向左,也可以向右波形的多解:考点6 波的衍射和干涉 要求:1(1)互不干扰原理;(2)叠加原理。反射、折射、干涉:x = k处,振动加强;x =(2k + 1)/2处,振动减弱。(3)衍射(产生明显衍射现象的条件)2波的干涉:(1)频率相同(2)现象:加强区与减弱区相互间隔(加强区永远加强,减弱区永远减弱)考点7 多普勒效应 要求:(1)现象:由于波源和观察者之间有相对运动,使观察者感到频率(音调)发生变
9、化的现象。结论:波源远离现察者,观察者接收频率减小;波源靠近观察者,观察者接收频率增大。(2)应用:A、利用发射波和接受波频率的差异,制成测定运动物体速度的多普勒测速仪。B、利用向人体血液发射和接收的超声波频率的变化,制成测定人体血流速度的“彩超考点8 电磁振荡 电磁波的发射和接收 要求:1)麦克斯韦电磁场理论:变化的磁场产生电场;变化的电场产生磁场推广:均匀变化的磁场(或电场),会产生恒定的电场(或磁场)。非均匀变化的磁场(或电场),会产生变化的电场(或磁场)。2)电磁波:电磁场由发生的区域在空间由近及远的传播就形成电磁波。电磁波的特点:电磁波是物质波,传播时可不需要介质而独立在真空中传播。
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