高中物理機械振動和機械波考點

　　機械振動和機械波作為高中物理學中重要的知識,在教學上既是重點內容又是難點內容，具體有哪些考點呢?下面是小編給大家帶來的，希望對你有幫助。

　　一機械振動

　　1. 機械振動

　　① 定義：物體質點在某一中心位置兩側所做的往復運動就叫做機械振動，物體能夠圍繞著平衡位置做往復運動，必然受到使它能夠回到平衡位置的力即回覆力。回覆力是以效果命名的力，它可以是一個力或一個力的分力，也可以是幾個力的合力。

　　② 產生振動的必要條件是：

　　a、物體離開平衡位置後要受到回覆力作用。

　　b、阻力足夠小。

　　2. 簡諧振動

　　①定義：物體在跟位移成正比，並且總是指向平衡位置的回覆力作用下的振動叫簡諧振動。簡諧振動是最簡單，最基本的振動。研究簡諧振動物體的位置，常常建立以中心位置平衡位置為原點的座標系，把物體的位移定義為物體偏離開座標原點的位移。因此簡諧振動也可說是物體在跟位移大小成正比，方向跟位移相反的回覆力作用下的振動，即F=-kx，其中“-”號表示力方向跟位移方向相反。

　　② 簡諧振動的條件：物體必須受到大小跟離開平衡位置的位移成正比，方向跟位移方向相反的回覆力作用。

　　③ 簡諧振動是一種機械運動，有關機械運動的概念和規律都適用，簡諧振動的特點在於它是一種週期性運動，它的位移、回覆力、速度、加速度以及動能和勢能重力勢能和彈性勢能都隨時間做週期性變化。

　　3. 描述振動的物理量，簡諧振動是一種週期性運動，描述系統的整體的振動情況常引入下面幾個物理量。

　　① 振幅：振幅是振動物體離開平衡位置的最大距離，常用字母“A”表示，它是標量，為正值，振幅是表示振動強弱的物理量，振幅的大小表示了振動系統總機械能的大小，簡諧振動在振動過程中，動能和勢能相互轉化而總機械能守恆。

　　② 週期和頻率，週期是振子完成一次全振動的時間，頻率是一秒鐘內振子完成全振動的次數。振動的週期T跟頻率f之間是倒數關係，即T=1/f。振動的週期和頻率都是描述振動快慢的物理量，簡諧振動的週期和頻率是由振動物體本身性質決定的，與振幅無關，所以又叫固有周期和固有頻率。

　　4. 單擺：擺角小於5°的單擺是典型的簡諧振動。

　　細線的一端固定在懸點，另一端拴一個小球，忽略線的伸縮和質量，球的直徑遠小於懸線長度的裝置叫單擺。單擺做簡諧振動的條件是：最大擺角小於5°，單擺的回覆力F是重力在圓弧切線方向的分力。單擺的週期公式是T=2π √L/g。由公式可知單擺做簡諧振動的固有周期與振幅，擺球質量無關，只與L和g有關，其中L是擺長，是懸點到擺球球心的距離。g是單擺所在處的重力加速度，在有加速度的系統中如懸掛在升降機中的單擺其g應為等效加速度。

　　5. 振動圖象。

　　簡諧振動的圖象是振子振動的位移隨時間變化的函式圖象。所建座標系中橫軸表示時間，縱軸表示位移。圖象是正弦或餘弦函式圖象，它直觀地反映出簡諧振動的位移隨時間作週期性變化的規律。要把質點的振動過程和振動圖象聯絡起來，從圖象可以得到振子在不同時刻或不同位置時位移、速度、加速度，回覆力等的變化情況。

　　6. 機械振動的應用——受迫振動和共振現象的分析

　　①物體在週期性的外力策動力作用下的振動叫做受迫振動，受迫振動的頻率在振動穩定後總是等於外界策動力的頻率，與物體的固有頻率無關。

　　② 在受迫振動中，策動力的頻率與物體的固有頻率相等時，振幅最大，這種現象叫共振，聲音的共振現象叫做共鳴。

　　二機械波中的應用問題

　　①機械波產生的必要條件是：

　　a. 有振動的波源;

　　b. 有傳播振動的媒質。

　　② 機械波的特點：後一質點重複前一質點的運動，各質點的週期、頻率及起振方向都與波源相同。

　　③ 機械波運動的特點：機械波是一種運動形式的傳播，振動的能量被傳遞，但參與振動的質點仍在原平衡位置附近振動並沒有隨波遷移。

　　④ 描述機械波的物理量關係：v=λ / T=λ·f

　　注：各質點的振動與波源相同，波的頻率和週期就是振源的頻率和週期，與傳播波的介質無關，波速取決於質點被帶動的“難易”，由媒質的性質決定。

　　高中物理機械振動和機械波結構圖

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