微专题14 振动和波动 光学 电磁波 导学案《高考物理二轮专题复习》

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微专题 14 振动和波动 光学 电磁波导学案
考点一 机械振动
1
.
简谐运动的对称性
振动质点在关于平衡位置对称的两点,位移
x
、回复力
F
、加速度
a
、速度大小
v
、动能
E
k
弹性势能
E
p的大小均相等,其中回复力
F
、加速度
a
与位移
x
的方向相反,而
v
的方向可能相同,也
可能相反。振动质点来回通过相同的两点间的时间相等,即
tBC=tCB
。振动质点通过关于平衡位置
对称的等长的两线段的时间相等,即
tBC=tB'C'
,如图所示。
2
.
简谐运动的周期性
做简谐运动的物体,其位移、回复力、加速度、速度都随时间按“正弦”或“余弦”规律变
化,它们的周期均相同。其位移随时间变化的表达式为
x=A
sin(
ωt+φ
)或
x=A
cos(
ωt+φ
)。
3
.
简谐运动中物理量的变化
分析简谐运动中各物理量的变化情况时,一定要以位移为桥梁,位移增大时,振动质点的回复
力、加速度、势能均增大,速度、动能均减小;位移减小时,则产生相反的变化。另外,各矢量均在
其值为零时改变方向。
考点二 机械波
1
.
判断波的传播方向和质点振动方向的方法
1
2
.
波的叠加问题
(1)两个振动情况相同的波源形成的波,在空间某点振动加强的条件为 Δ
x=nλ
(
n=
1,2,3,…),振动
减弱的条件为 Δ
x=nλ+
λ
2
(
n=
1,2,3,…)。两个振动情况相反的波源形成的波,在空间某点振动加
强的条件为 Δ
x=nλ+
λ
2
(
n=
1,2,3,…),振动减弱的条件为 Δ
x=nλ
(
n=
0,1,2,3,…)。
(2)振动加强点的位移随时间而改变,振幅最大。
考点三 振动图像与波动图像
1
.
振动图像与波动图像的比较
两种图像
比较内容 振动图像 波动图像
研究对象 一个振动质点 沿波传播方向上的所有质点
图像意义 一质点位移随时间变化的规律 某时刻所有质点相对平衡位置的位移
图像特点
(续图像信息
振动周期
振幅
波长、振幅
任意质点此刻的位移
2
同一质点在各时刻的位移、速度、
加速度(包括大小、方向)
任意质点在此刻的加速度的方向
图像变化 随时间推移图像延续,但原有形状不变 随时间推移,图像沿传播方向平移
一完整曲线
对应的横坐
标跨度
一个周期 一个波长
2
.
振动和波综合问题的计算与判断方法
(1)求周期:机械波的周期可根据振动图像观察,也可由波上某质点的振动过程所用时间和周期之
间的关系计算,如
t
时间内完成的全振动的次数为
n
,则周期
T=
t
n
。周期也可根据波长
λ
、波速
v
计算,即
T=
λ
v
(2)求波长:机械波的波长可根据波动图像观察,也可根据两质点间的距离和波长数计算,如两点振
动情况始终相反,即两点间相距
n+
1
2
(
n=
0,1,2,…)个波长,并且若两点间距离为
l
,则
λ=
l
n+1
2
(
n=
0,1,2,…)。波长也可根据周期
T
、波速
v
计算,即
λ=vT
(3)求波速:机械波传播的速度可根据波的传播距离
l
和传播时间
t
计算,有
v=
;也可根据波长
λ
、周期
T
计算,有
v=
λ
T
(4)判断起振方向:各质点的起振方向都和振源的起振方向相同。考点四 光的折射和全反射
3
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