【选修3－4】
第十三章 机械振动与机械波 光 电磁波与相对论
▌考试说明▌ 课程标准 1．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。 2．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。会用单摆测定重力加速度的大小。 3．通过实验，认识受迫振动的特点。了解产生共振的条件以及共振技术的应用。 4．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．通过实验，认识波的反射、折射、干涉及衍射现象。 6．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。 7．通过实验，理解光的折射定律。会测定材料的折射率。 (1)简谐运动的规律。 (2)机械波的形成与传播。 (3)波的图象、振动图命题热点 8．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、象的应用。 光纤技术在生产生活中的应用。 9．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。会用双缝干涉实验测定光的波长。 10．通过实验，了解激光的特性，能举例说明激光技术在生产生活中的应用。 11．了解电磁振荡和电磁波。知道电磁波的发射、传播和接收。认识电磁场的物质性。 12．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。知道光也是一种电磁波。 13．初步了解麦克斯韦电磁理论的基本思想以及在物理学发展中的意义。 14．初步了解狭义相对论和广义相对论的几个主要观点以及主要观测证据。关注宇宙学研究的新进展。 (4)光的折射、全反射。 (5)光的干涉、衍射。 (6)光学与几何知识的综合应用。 (7)电磁场理论、电磁波。 第1讲 机械振动 ZHI SHI SHU LI ZI CE GONG GU
知识梳理·自测巩固
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知识点1 简谐运动
1．简谐运动的规律：质点的位移与时间的关系遵从__正弦函数__规律，质点的振动图象(x－t图象)是一条__正弦曲线__。
2．平衡位置：
(1)如图所示，平衡位置是物体在振动过程中__回复力__为零的位置，并不一定是__合力__为零的位置。
(2)回复力：使振动物体返回到__平衡位置__的力，其方向总是指向平衡位置。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。
3．描述简谐运动的物理量： 物理量 位移(x) 定义 由__平衡位置__指向质点__所在位置__的有向线段 振动物体离开平衡位置的__最大距离__ 振动物体完成一次__全振动__所需时间 振动物体__单位时间__内完成全振动的次数 描述振动的__快慢__，两者互为倒1数：T＝____。 f意义 描述质点振动中某时刻的位置相对于__平衡位置__的位移 描述振动的__强弱__和能量 振幅(A) 周期(T) 频率(f)
知识点2 简谐运动的表达式和图象 1．简谐运动的表达式
(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＝__Asin(ωt＋φ)__，其中A代表振幅，ω＝2πf表示简谐运动的快慢。 2．简谐运动的图象
(1)从__平衡位置__开始计时，函数表达式为x＝Asin ωt，图象如图甲所示。
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(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。
知识点3 单摆、周期公式 简谐运动的两种模型的比较 模型 弹簧振子 单摆 示意图 简谐运 动条件 (1)弹簧质量可忽略 (2)无摩擦等__阻力__ (3)在弹簧弹性限度内 弹簧的__弹力__提供 弹簧处于__原长__处 与__振幅__无关 弹性势能与动能的相互转化，__机械能__守恒 (1)摆线为不可伸缩的轻细线 (2)无空气阻力 (3)最大摆角小于5° 摆球__重力__沿与摆线垂直方向的分力 __最低__点 T＝__2πL__ g回复力 平衡位置 周期 能量转化 重力势能与动能的相互转化，__机械能__守恒
知识点4 受迫振动和共振 自由振动、受迫振动和共振的比较 振动类型 比较项目 受力情况 自由振动 受迫振动 周期性__驱动力__作用 由驱动力的周期或频率决定，即T＝__T驱__或f＝__f驱__ 由产生驱动力的物体提供 共振 周期性__驱动力__作用 T驱＝__T固__或f驱＝__f固__ 振动物体获得的能量__最大__ 仅受回复力 由系统__本身性质__振动周期或频率 决定，即固有周期或固有频率 振动能量 思维诊断： 振动物体的机械能__不变__ (1)简谐运动是匀变速运动。( × )
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