高二物理各單元知識(shí)點(diǎn)(5)

　�、踴-t圖線上一點(diǎn)的切線的斜率等于V。

　　3.從振動(dòng)圖象中的x分析有關(guān)物理量(v，a，F(xiàn))

　　簡諧運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)是周期性。在回復(fù)力的作用下，物體的運(yùn)動(dòng)在空間上有往復(fù)性，即在平衡位置附近做往復(fù)的變加速(或變減速)運(yùn)動(dòng);在時(shí)間上有周期性，即每經(jīng)過一定時(shí)間，運(yùn)動(dòng)就要重復(fù)一次。我們能否利用振動(dòng)圖象來判斷質(zhì)點(diǎn)x，F(xiàn)，v，a的變化，它們變化的周期雖相等，但變化步調(diào)不同，只有真正理解振動(dòng)圖象的物理意義，才能進(jìn)一步判斷質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)情況。

　　小結(jié)：1.簡諧運(yùn)動(dòng)的圖象是正弦或余弦曲線，與運(yùn)動(dòng)軌跡不同。

　　2.簡諧運(yùn)動(dòng)圖象反應(yīng)了物體位移隨時(shí)間變化的關(guān)系。

　　3.根據(jù)簡諧運(yùn)動(dòng)圖象可以知道物體的振幅、周期、任一時(shí)刻的位移。

　　83.單擺的周期與擺長的關(guān)系(實(shí)驗(yàn)、探究)Ⅰ

　　單擺周期公式

　　上述公式是高考要考查的重點(diǎn)內(nèi)容之一。對(duì)周期公式的理解和應(yīng)用注意以下幾個(gè)問題：①簡諧振動(dòng)物體的周期和頻率是由振動(dòng)系統(tǒng)本身的條件決定的。②單擺周期公式中的L是指擺動(dòng)圓弧的圓心到擺球重心的距離，一般也叫等效擺長。

　　例如圖1中，三根等長的繩L1、L2、L3共同系住一個(gè)密度均勻的小球m，球直徑為d，L2、L3與天花板的夾角<30。若擺球在紙面內(nèi)作小角度的左右擺動(dòng)，則擺的圓弧的圓心在O1外，故等效擺長為，周期T1=2;若擺球做垂直紙面的小角度擺動(dòng)，叫擺動(dòng)圓弧的圓心在O處，故等效擺長為，周期T2=.

　　單擺周期公式中的g，由單擺所在的空間位置決定，還由單擺系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)決定。所以g也叫等效重力加速度。由可知，地球表面不同位置、不同高度，不同星球表面g值都不相同，因此應(yīng)求出單擺所在地的等效g值代入公式，即g不一定等于9.8m/s2。單擺系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)不同g值也不相同。例如單擺在向上加速發(fā)射的航天飛機(jī)內(nèi)，設(shè)加速度為a，此時(shí)擺球處于超重狀態(tài)，沿圓弧切線的回復(fù)力變大，擺球質(zhì)量不變，則重力加速度等效值g=g+a。再比如在軌道上運(yùn)行的航天飛機(jī)內(nèi)的單擺、擺球完全失重，回復(fù)力為零，則重力加速度等效值g=0，周期無窮大，即單擺不擺動(dòng)了。g還由單擺所處的物理環(huán)境決定。如帶小電球做成的單擺在豎直方向的勻強(qiáng)電場中，回復(fù)力應(yīng)是重力和豎直的電場合力在圓弧切向方向的分力，所以也有-g的問題。一般情況下g值等于擺球靜止在平衡位置時(shí)，擺線張力與擺球質(zhì)量的比值。

　　84.受迫振動(dòng)和共振Ⅰ

　　物體在周期性外力作用下的振動(dòng)叫受迫振動(dòng)。受迫振動(dòng)的規(guī)律是：物體做受迫振動(dòng)的頻率等于策動(dòng)力的頻率，而跟物體固有頻率無關(guān)。當(dāng)策動(dòng)力的頻率跟物體固有頻率相等時(shí)，受迫振動(dòng)的振幅較大，這種現(xiàn)象叫共振。共振是受迫振動(dòng)的一種特殊情況。

　　85.機(jī)械波橫波和縱波橫波的圖象Ⅰ

　　機(jī)械波：機(jī)械振動(dòng)在介質(zhì)中的傳播過程叫機(jī)械波，機(jī)械波產(chǎn)生的條件有兩個(gè)：

　　??一是要有做機(jī)械振動(dòng)的物體作為波源，二是要有能夠傳播機(jī)械振動(dòng)的介質(zhì)。

　　橫波和縱波：

　　??質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向與波的傳播方向垂直的叫橫波。質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向與波的傳播方向在同一直線上的叫縱波。氣體、液體、固體都能傳播縱波，但氣體和液體不能傳播橫波，聲波在空氣中是縱波，聲波的頻率從20到2萬赫茲。

　　機(jī)械波的特點(diǎn)：

　　(1)每一質(zhì)點(diǎn)都以它的平衡位置為中心做簡振振動(dòng);后一質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)總是落后于帶動(dòng)它的前一質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)。

　　(2)波只是傳播運(yùn)動(dòng)形式(振動(dòng))和振動(dòng)能量，介質(zhì)并不隨波遷移。

　　橫波的圖象

　　用橫坐標(biāo)x表示在波的傳播方向上各質(zhì)點(diǎn)的平衡位置，縱坐標(biāo)y表示某一時(shí)刻各質(zhì)點(diǎn)偏離平衡位置的位移。

　　簡諧波的圖象是正弦曲線，也叫正弦波

　　簡諧波的波形曲線與質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)圖象都是正弦曲線，但他們的意義是不同的。波形曲線表示介質(zhì)中的“各個(gè)質(zhì)點(diǎn)”在“某一時(shí)刻”的位移，振動(dòng)圖象則表示介質(zhì)中“某個(gè)質(zhì)點(diǎn)”在“各個(gè)時(shí)刻”的位移。

　　86.波長、波速和頻率(周期)的關(guān)系Ⅰ

　　描述機(jī)械波的物理量

　　(1)波長：兩個(gè)相鄰的、在振動(dòng)過程中對(duì)平衡位置的位移總是相等的質(zhì)點(diǎn)間的距離叫波長。振動(dòng)在一個(gè)周期內(nèi)在介質(zhì)中傳播的距離等于波長。

　　(2)頻率f：波的頻率由波源決定，在任何介質(zhì)中頻率保持不變。

　　(3)波速v：單位時(shí)間內(nèi)振動(dòng)向外傳播的距離。波速的大小由介質(zhì)決定。

　　波速與波長和頻率的關(guān)系：，

　　87.波的反射和折射波的干涉和衍射Ⅰ

　　1.惠更斯原理：介質(zhì)中任一波面上的各點(diǎn)，都可以看作發(fā)射子波的波源，而后任意時(shí)刻，這些子波在波前進(jìn)方向的包絡(luò)面便是新的波面。

　　2.根據(jù)惠更斯原理，只要知道某一時(shí)刻的波陣面，就可以確定下一時(shí)刻的波陣面。

　　波的反射

　　1.波遇到障礙物會(huì)返回來繼續(xù)傳播，這種現(xiàn)象叫做波的反射.

　　2.反射規(guī)律

　　反射定律：入射線、法線、反射線在同一平面內(nèi)，入射線與反射線分居法線兩側(cè)，反射角等于入射角。

　　入射角(i)和反射角(i’)：入射波的波線與平面法線的夾角i叫做入射角.反射波的波線與平面法線的夾角i’叫做反射角.

　　反射波的波長、頻率、波速都跟入射波相同.

　　波遇到兩種介質(zhì)界面時(shí)，總存在反射

　　波的折射

　　1.波的折射：波從一種介質(zhì)進(jìn)入另一種介質(zhì)時(shí)，波的傳播方向發(fā)生了改變的現(xiàn)象叫做波的折射.

　　2.折射規(guī)律：

　　(1).折射角(r)：折射波的波線與兩介質(zhì)界面法線的夾角r叫做折射角.

　　(2).折射定律：入射線、法線、折射線在同一平面內(nèi)，入射線與折射線分居法線兩側(cè).入射角的正弦跟折射角的正弦之比等于波在先進(jìn)種介質(zhì)中的速度跟波在第二種介質(zhì)中的速度之比：