【物理教案】2021江苏高考物理：第十四章第1讲机械振动

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目标要求

内容要求说明

1.简谐运动及描述

通过实验，认识简谐运动的特

征；能用公式和图象描述简谐

运动.

1.有关多普勒效

应的定量计算不

作要求.

2.“概率波，不

确定性关系，康

普顿效应”的内

容不作要求.

2.单摆及周期公式

通过实验，探究单摆的周期与

摆长的定量关系；知道单摆周

期与摆长、重力加速度的关

系；会用单摆测量重力加速度

的大小.

3.受迫振动和共振

通过实验，认识受迫振动的特

点；了解产生共振的条件及其

应用.

4.机械波及描述

通过观察，认识波的特征；能

区别横波和纵波；能用图象描

述横波；理解波速、波长和频

率的关系.

5.多普勒效应

通过实验，认识多普勒效应；

能解释多普勒效应产生的原

因；能列举多普勒效应的应用

实例.

6.光的折射和全反射

通过实验，理解光的折射定

律，会测量材料的折射率；知

道光的全反射现象及其产生的

条件，初步了解光纤的工作原

理、光纤技术在生产生活中的

应用.

7.光的干涉、衍射和偏振观察光的干涉、衍射和偏振现

象，了解这些现象产生的条

件，知道其在生产生活中的应

用；知道光是横波，会用双缝

干涉实验测量光的波长.

8.电磁振荡和电磁波

初步了解麦克斯韦电磁场理论

的基本思想，初步了解场的统

一性与多样性，体会物理学对

统一性的追求；通过实验，了

解电磁振荡；知道电磁波的发

射、传播和接收；认识电磁波

谱，知道各个波段的电磁波的

名称、特征和典型应用.

实验十七用单摆测量重力加速度的大小

实验十八测量玻璃的折射率

实验十九用双缝干涉实验测量光的波长

第1讲　机械振动

一、简谐运动

1．简谐运动

(1)定义：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．

(2)平衡位置：物体在振动过程中回复力为零的位置．

(3)回复力

① 定义：使物体返回到平衡位置的力．

② 方向：总是指向平衡位置．

③ 来源：属于效果力，可以是某一个力，也可以是几个力的合力或某个力的分力．

2．简谐运动的两种模型

模型弹簧振子单摆

示

意

图

简谐

运动

① 弹簧质量要忽略

② 无摩擦等阻力

① 摆线为不可伸缩的轻细线

② 无空气阻力等

条件 ③ 在弹簧弹性限度内 ③ 最大摆角小于等于 5°

回

复

力

弹簧的弹力提供摆球重力沿与摆线垂直方向

(即切向)的分力

平衡

位置弹簧处于原长处最低点

周期与振幅无关 T＝2π

能量

转化

弹性势能与动能的相互转

化，系统的机械能守恒

重力势能与动能的相互转化，

机械能守恒

自测 1　(多选)关于简谐运动的理解，下列说法中正确的是(　　)

A．简谐运动是匀变速运动

B．周期、频率是表征物体做简谐运动快慢程度的物理量

C．简谐运动的回复力可以是恒力

D．弹簧振子每次经过平衡位置时，动能最大

答案　BD

二、简谐运动的公式和图象

1．表达式

(1)动力学表达式：F＝－ kx ，其中“－”表示回复力与位移的方向相反．

(2)运动学表达式：x＝A sin( ωt ＋ φ 0)，其中 A代表振幅，ω＝2πf代表简谐运动的快慢，ωt＋φ0

代表简谐运动的相位，φ0叫做初相．

2．图象

(1)从平衡位置开始计时，函数表达式为 x＝Asin ωt，图象如图 1甲所示．

(2)从最大位移处开始计时，函数表达式为 x＝Acos ωt，图象如图乙所示．

图1

自测 2　(2019·北京海淀区3月适应性练习)如图 2甲所示，弹簧振子在竖直方向做简谐运动．

以其平衡位置为坐标原点、竖直向上为正方向建立坐标轴，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(　　)

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