⑴ 简谐振动的动力学特点:
F回??kx “-”表示 F回与 x的方向相反。
a回?F回k??x “-”表示 a回 与 x的方向相反。 mm 其中k为振动系数,它是一个常数。x为相对平衡位置的位移。 ⑵ 简谐振动的图象:
x A 0 -A T t ① 振动图象表示振动物体相对平衡位置的位
移x随时间t的变化规律。
② 简谐振动的图象是一条余弦(或正弦)的曲
线。
③ 从图象中可直接得知振幅A、周期T以
及振动物体在任意时刻相对平衡位置的位移。根据曲线的切线斜率变化可定性得知振体的速度变化。
⑶ 作简谐振动的物体它的位移、速度及加速度的关系和与之对应的回复力、动能及势能的关系:
在平衡位置:x?0; a?0; v?vm最大; F回?0; Ek?Ekm最大; Ep?0。 在振幅位置:x??A最大;a?⑷ 简谐振动的两个特例
① 弹簧振子:弹簧振子的周期T与振幅无关,与振子质量m和弹簧的劲度系数k有关,m
大k小,T就大;m小k大,T就大。 a) 位移x:由平衡位置指向振动质点所在位置
的有向线段,是矢量。
C O X kA最大;v?0;F回?kA最大;Ek?0;Ep?Ekm最大。 mB
b) 回复力F:使振动物体回到平衡位置的力。回复力始终指向平衡位置,回复力是以效
果命名的力。此模型中的回复力是由弹簧的弹力提供。
c) 加速度a:因为a=F合/m,此模型中的振子所受的合力就是弹簧的弹力,即回复力,
x
所以a的大小和方向与F相同。
速度v:在平衡位置时,速度最大,加速度为零;在最大位移处,速度为零,加速度最大;所以,远离平衡位置的过程是加速度变大的减速运动,靠近平衡位置的过程是加速度变小的加速运动,是一种变加速运动。 ② 单摆:
a.一个可视为质点的小球与一根不能伸长的轻绳相连组成一个单摆,单摆是理想模型。 b.使单摆振动的回复力是重力在切线方向上的分力。 c.在摆角??5时,单摆的振动才是简谐振动。 d.单摆的周期公式: T?2?0L T 与振幅、单摆的质量m无关。 ge.周期T =2秒的单摆称秒摆。 3.振动的能量
振动的动能与势能之和即为振动的能量 E振?Ek?Ep?Ekm?Epm 在平衡位置:∵ Ep?0、 Ek?Ekm ∴ E振?Ekm
在振幅位置:∵ Ek?0、 Ep?Epm ∴ E振?Epm 4.受迫振动
⑴ 物体在周期性策动力作用下的振动。
⑵ 稳定时,受迫振动的频率与策动力的频率相同。
⑶ 在策动力的频率与物体的固有频率相等时,振动的振幅达到最大,即发生共振。
二、波动部分
1.机械波:机械振动在介质中的传播。
⑴ 产生条件:① 作机械振动的波源;② 传播振动的介质。
⑵ 机械波传播的是振动的运动形式和振动的能量,介质不会随波迁移。
⑶ 机械波的种类:横波与纵波。
注:介质中每个质点都在自己的平衡位置附近作振动,并不随波迁移。
介质中后振动的质点振动情况,总是落后于相邻先振动质点的振动。
2.表征机械波的物理量
⑴ 波长(λ):两个相邻的、在振动过程中振动情况完全相同的质点之间的距离叫波长。 在波的图象中即是两个相邻波峰(或波谷)之间的距离。
⑵ 频率(f)和周期 (T):波的频率和周期由波源的振动频率和周期决定,在任何介质中波的频率和周期是不变的。
⑶ 波速(v):单位时间内,振动在介质中传播的距离。它的大小由介质决定。
公式: v?3.简谐波的图象
波的图象表示在某一时刻,介质中各个质点离开平衡位置的位移情况。简谐波的图象是一条正弦(或余弦)的图象。 应用:
y A 0 -A λ 速方向可确定各质点在该时
刻的振动方向。
⑶ 若已知波速大小和方向,可画出经Δt后的波形图。
4.波的干涉
⑴ 波的独立作用原理:几列波相遇时能够保持各自的状态而不互相干扰。参与几列波重叠
λ ↑ P x ⑴ 由波的图象可直接得知:质点振动的振
x????f tT?v 幅、波的波长和介质中各质点在该时刻的位置。
⑵ 若已知波速可求得周期和频率;巳知波
区域中的任何一个质点的总位移都等于这几列波引起的位移的矢量和。
⑵ 波的干涉:两列频率相同的波在空间相遇发生叠加,使某些区域的振动加强,某些区域
强 弱 强 弱 强 弱 强 弱 强 的振动减弱,并且振动加强和振动减弱的区域互相间隔,这种现象称波的干涉。
① 条件:两列波的频率要相同(即相干波源)。
② 加强和减弱指的是振动的振幅增大和减小而不是位移(振幅是描写振动强弱的)。
波峰(实线)与波峰、波谷(虚线)与波谷相遇振动加强;波峰与波谷相遇振动减弱。 ③ 加强和减弱的条件:
两个波源到相遇点的距离差(即波程差)?r?r1?r2 若:?r?k? 振动加强; 若:?r?(2k?1)?2振动减弱
其中 k? 1、2、3、…… 。
5.波的衍射
⑴ 波绕过障碍物的现象称波的衍射。
⑵ 产生明显的衍射条件:障碍物或小孔的几何尺寸比波长小,或者跟波长相差不多。
6.波动图像与振动图像的比较:
研究对象 研究内容 图象 物理意义 表示一质点在各时刻的位移 表示某时刻各质点的位移 一个振动质点 一个质点的位移随时间变化规律 振动图象 波动图象 沿波传播方向所有的质点 某时刻所有质点的空间分布规律 图象变化 一个完整曲线占 横坐标距离 随时间推移图象延续,但已有形状不变 随时间推移,图象沿传播方向平移 表示一个周期 表示一个波长
分子运动论 内能 能量守恒定律
知识点点拨:
一、物体由大量分子组成的
1. 阿伏加德罗常数:1摩尔任何物质含有的微粒都是NA=6.02×1023mol-1。 2. 分子小而轻:一般分子直径的数量级为10-10m;质量的数量级为10-26㎏。
3. 对微观量的估算,首先要建立微观模型:对固体、液体来说,微观模型是:分子紧密排列,将物质的摩尔体积分成NA个等分,每一个等分就是一个分子。在估算分子直径时,设想分子是球体;在估算分子间距离时,设想分子是一个正方体,正方体的边长即为分子间的距离。
4. 油膜法测定分子直径:先测出纯油酸体积V,再测出它在水面散开面积S,则单分子
油膜的厚度即为分子直径:d=V/S
5. 分子直径大小的计算题:会利用公式计算一个分子的质量,体积。
NA?NA=MmolM(普遍适用) , N=n*NA?*N(普遍适用) AmMmolVmolMmolV(此公式只适用于气体),N?*N(此公式只适用于气体) ,V?AmolvVmol?(Mmol为摩尔质量,Vmol为气体摩尔体积,m为分子质量,v为分子体积,M表示总质量,V表示总体积,?表示密度,N表示总分子数,n表示摩尔数)
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