【优化探究】2017届高三物理新课标高考一轮复习第1章第1讲运动的描述(35)教程

第1讲机械振动(实验：探究单摆的运动、用单摆测定重力加速度)考点一知能提升演练上页下页考点二考点三考点四选修3-4第十二章|机械振动机械波光电磁波相对论简介第1讲机械振动(实验：探究单摆的运动、用单摆测定重力加速度)考点一知能提升演练上页下页考点二考点三考点四Ⅰ折射率Ⅱ光的折射定律Ⅰ多普勒效应Ⅰ波的干涉和衍射现象Ⅱ波速、波长和频率(周期)的关系Ⅱ横波的图象Ⅰ横波和纵波Ⅰ机械波Ⅰ受迫振动和共振Ⅰ单摆、单摆的周期公式Ⅱ简谐运动的公式和图象(1)理解简谐运动图象的物理意义，掌握两种简谐运动模型，掌握单摆的周期公式；(2)理解机械波的三大关系：波速、波长、频率间的关系；空间距离和时间的关系；质点的振动方向和波的传播方向间的关系；(3)几何光学中，注重正确规范地作图，将有关规律和几何关系相结合；(4)理解电磁波、相对论的基本概念及规律(1)机械运动的特点及规律；(2)波速、波长、频率间的关系；(3)波动图象与振动图象综合问题及波的多解性问题；(4)用单摆测定重力加速度；(5)对光的折射、不同色光的折射率、全反射的考查；(6)对光的干涉、衍射、偏振现象的考查；(7)测定玻璃的折射率、双缝干涉测光的波长；(8)麦克斯韦电磁理论、电磁波，相对论的两个基本假设Ⅰ简谐运动复习策略命题规律要求考点内容第1讲机械振动(实验：探究单摆的运动、用单摆测定重力加速度)考点一知能提升演练上页下页考点二考点三考点四实验：用双缝干涉测光的波长实验：测定玻璃的折射率实验：探究单摆的运动、用单摆测定重力加速度Ⅰ相对论质能关系式Ⅰ质速关系、质能关系Ⅰ狭义相对论的基本假设Ⅰ电磁波谱Ⅰ电磁波的产生、发射和接收Ⅰ变化的磁场产生电场、变化的电场产生磁场、电磁波及其传播Ⅰ光的干涉、衍射和偏振现象Ⅰ全反射、光导纤维(1)理解简谐运动图象的物理意义，掌握两种简谐运动模型，掌握单摆的周期公式；(2)理解机械波的三大关系：波速、波长、频率间的关系；空间距离和时间的关系；质点的振动方向和波的传播方向间的关系；(3)几何光学中，注重正确规范地作图，将有关规律和几何关系相结合；(4)理解电磁波、相对论的基本概念及规律(1)机械运动的特点及规律；(2)波速、波长、频率间的关系；(3)波动图象与振动图象综合问题及波的多解性问题；(4)用单摆测定重力加速度；(5)对光的折射、不同色光的折射率、全反射的考查；(6)对光的干涉、衍射、偏振现象的考查；(7)测定玻璃的折射率、双缝干涉测光的波长；(8)麦克斯韦电磁理论、电磁波，相对论的两个基本假设复习策略命题规律要求考点内容第1讲机械振动(实验：探究单摆的运动、用单摆测定重力加速度)考点一知能提升演练上页下页考点二考点三考点四第1讲机械振动(实验：探究单摆的运动、用单摆测定重力加速度)第1讲机械振动(实验：探究单摆的运动、用单摆测定重力加速度)考点一知能提升演练上页下页考点二考点三考点四考点一NO.1梳理主干填准记牢NO.2题组训练提升能力简谐运动的基本特征1．简谐运动的规律：质点的位移与时间的关系遵从的规律，即它的振动图象(x-t图象)是一条．2．平衡位置：物体在振动过程中为零的位置．3．回复力(1)定义：使物体返回到的力．(2)方向：总是指向．(3)来源：属于力，可以是某一个力，也可以是几个力的合力或某个力的分力．正弦函数正弦曲线回复力平衡位置平衡位置效果第1讲机械振动(实验：探究单摆的运动、用单摆测定重力加速度)考点一知能提升演练上页下页考点二考点三考点四考点一NO.1梳理主干填准记牢NO.2题组训练提升能力4．描述简谐运动的物理量描述周期性运动在各个时刻所处的不同状态相位振动物体内完成全振动的次数描述振动的，两者互为倒数：T＝.振动物体完成一次所需的时间周期频率描述振动的和能量振动物体离开平衡位置的.振幅描述质点振动中某时刻的位置相对于的位移由指向质点的有向线段位移意义定义物理量ωt＋φ平衡位置所在位置平衡位置最大距离强弱全振动单位时间快慢1f第1讲机械振动(实验：探究单摆的运动、用单摆测定重力加速度)考点一知能提升演练上页下页考点二考点三考点四考点一NO.1梳理主干填准记牢NO.2题组训练提升能力简谐运动的“五大特征”(1)动力学特征：F＝－kx，“－”表示回复力的方向与位移方向相反，k是比例系数，不一定是弹簧的劲度系数．(2)运动学特征：简谐运动的加速度与物体偏离平衡位置的位移成正比，而方向相反，为变加速运动，远离平衡位置时，x、F、a、Ep均增大，v、Ek均减小，靠近平衡位置时则相反．(3)运动的周期性特征：相隔T或nT的两个时刻振子处于同一位置且振动状态相同．第1讲机械振动(实验：探究单摆的运动、用单摆测定重力加速度)考点一知能提升演练上页下页考点二考点三考点四考点一NO.1梳理主干填准记牢NO.2题组训练提升能力(4)对称性特征①相隔T2或2n＋1T2(n为正整数)的两个时刻，振子位置关于平衡位置对称，位移、速度、加速度大小相等，方向相反．②如图所示，振子经过关于平衡位置O对称的两点P、P′(OP＝OP′)时，速度的大小、动能、势能相等，相对于平衡位置的位移大小相等．③振子由P到O所用时间等于由O到P′所用时间，即tPO＝tOP′.④振子往复过程中通过同一段路程(如OP段)所用时间相等，即tOP＝tPO.第1讲机械振动(实验：探究单摆的运动、用单摆测定重力加速度)考点一知能提升演练上页下页考点二考点三考点四考点一NO.1梳理主干填准记牢NO.2题组训练提升能力(5)能量特征：振动的能量包括动能Ek和势能Ep，简谐运动过程中，系统动能与势能相互转化，系统的机械能守恒．第1讲机械振动(实验：探究单摆的运动、用单摆测定重力加速度)考点一知能提升演练上页下页考点二考点三考点四1．如图所示，弹簧振子在BC间振动，O为平衡位置，BO＝OC＝5cm.若振子从B到C的运动时间是1s，则下列说法中正确的是()A．振子从B经O到C完成一次全振动B．振动周期是1s，振幅是10cmC．经过两次全振动，振子通过的路程是20cmD．从B开始经过3s，振子通过的路程是30cm解析D试题振子从B→O→C仅完成了半次全振动，所以周期T＝2×1s＝2s，振幅A＝BO＝5cm.振子在一次全振动中通过的路程为4A＝20cm，所以两次全振动中通过的路程为40cm,3s的时间为1.5T，所以振子通过的路程为30cm，故只有选项D正确．考点一NO.1梳理主干填准记牢NO.2题组训练提升能力第1讲机械振动(实验：探究单摆的运动、用单摆测定重力加速度)考点一知能提升演练上页下页考点二考点三考点四2.(多选)一个质点在平衡位置O点附近做机械振动．若从O点开始计时，经过3s质点第一次经过M点(如图所示)；再继续运动，又经过2s它第二次经过M点，则该质点第三次经过M点还需要的时间是()A．8sB．4sC．14sD．103s解析CD试题设题图中a、b两点为质点振动过程的最大位移处，若开始计时时刻，质点从O点向右运动，O→M过程历时3s，M→b→M运动过程历时2s，显然，T4＝4s，T＝16s．质点第三次经过M点还需要的时间Δt3＝(T－2s)＝(16－2)s＝14s，故选项C正确．若开始计时时刻，质点从O点向左运动，O→a→O→M运动过程历时3s，M→b→M运动过程历时2s，显然，T2＋T4＝4s，T＝163s．质点第三次经过M点还需要的时间Δt3′＝(T－2s)＝163－2s＝103s，故选项D正确．考点一NO.1梳理主干填准记牢NO.2题组训练提升能力第1讲机械振动(实验：探究单摆的运动、用单摆测定重力加速度)考点一知能提升演练上页下页考点二考点三考点四3.如图，一轻弹簧一端固定，另一端连接一物块构成弹簧振子，该物块是由a、b两个小物块粘在一起组成的．物块在光滑水平面上左右振动，振幅为A0，周期为T0.当物块向右通过平衡位置时，a、b之间的粘胶脱开；以后小物块a振动的振幅和周期分别为A和T，则A________A0，T________T0.(均选填“”“”或“＝”)解析试题当物块向右通过平衡位置时，脱离前振子的动能Ek1＝12(ma＋mb)v20，脱离后振子的动能Ek2＝12mav20，由机械能守恒可知，平衡位置处的动能等于最大位移处的弹性势能，因此脱离后振子振幅变小；振动中振子的质量变小，振子的周期变小．考点一NO.1梳理主干填准记牢NO.2题组训练提升能力第1讲机械振动(实验：探究单摆的运动、用单摆测定重力加速度)考点一知能提升演练上页下页考点二考点三考点四反思提升考点一NO.1梳理主干填准记牢NO.2题组训练提升能力分析简谐运动各物理量变化的方法求解简谐运动问题的有效方法就是紧紧抓住一个模型——水平方向振动的弹簧振子，熟练掌握振子的振动过程以及振子振动过程中各物理量的变化规律，遇到简谐运动问题，头脑中立即呈现出一幅弹簧振子振动的图景，再把问题一一对应、分析求解．第1讲机械振动(实验：探究单摆的运动、用单摆测定重力加速度)考点一知能提升演练上页下页考点二考点三考点四简谐运动的规律和图象考点二NO.1梳理主干填准记牢NO.2题组训练提升能力1．简谐运动的表达式x＝Asin(ωt＋φ)，其中A代表振幅，ω＝2πf表示简谐运动的快慢，ωt＋φ代表简谐运动的相位，φ叫作初相.2．简谐运动的图象表示振动质点的位移随的变化规律物理意义表示某时刻质点的.纵轴表示振动0横轴图象时间位移时间第1讲机械振动(实验：探究单摆的运动、用单摆测定重力加速度)考点一知能提升演练上页下页考点二考点三考点四考点二图象信息(1)由图象可以看出质点振动的振幅、周期．(2)可以确定某时刻质点离开平衡位置的位移．(3)可以确定某时刻质点的回复力、加速度和速度的方向．①回复力和加速度的方向：因回复力总是指向平衡位置，故回复力和加速度的方向在图象上总是指向t轴；②速度的方向：速度的方向可以通过下一时刻位移的变化来判定，若下一时刻位移增加，速度方向就是远离t轴；若下一时刻位移减小，速度方向就是指向t轴．NO.1梳理主干填准记牢NO.2题组训练提升能力第1讲机械振动(实验：探究单摆的运动、用单摆测定重力加速度)考点一知能提升演练上页下页考点二考点三考点四1.(多选)(2015·高考山东卷)如图所示，轻弹簧上端固定，下端连接一小物块，物块沿竖直方向做简谐运动．以竖直向上为正方向，物块简谐运动的表达式为y＝0.1sin(2.5πt)m.t＝0时刻，一小球从距物块h高处自由落下；t＝0.6s时，小球恰好与物块处于同一高度．重力加速度的大小g取10m/s2.以下判断正确的是()A．h＝1.7mB．简谐运动的周期是0.8sC．0.6s内物块运动的路程为0.2mD．t＝0.4s时，物块与小球运动方向相反AB解析试题物块做简谐运动，T＝2πω＝0.8s，B正确．小球做自由落体运动，h小球＝－12gt2＝－1.8m，t＝0.6s时，h物块＝0.1sin1.5π＝－0.1m，h＝|h小球－h物块|＝1.7m，A正确．t＝0时刻物块恰在平衡位置，t＝0.6s内物块运动的路程s＝3A＝0.3m，C错误．t＝0.4s时，二者均向下运动，D错误．考点二NO.1梳理主干填准记牢NO.2题组训练提升能力第1讲机械振动(实验：探究单摆的运动、用单摆测定重力加速度)考点一知能提升演练上页下页考点二考点三考点四2.如图所示为某弹簧振子在0～5s内的振动图象．由图可知，下列说法中正确的是()A．振动周期为5s，振幅为8cmB．第2s末振子的速度为零，加速度为负向的最大值C．第3s末振子的速度为正向的最大值D．从第1s末到第2s末振子在做加速运动C解析试题根据图象，周期T＝4s，振幅A＝8cm，A错误．第2s末振子到达负方向位移最大位置，速度为零，加速度为正向的最大值，B错误．第3s末振子经过平衡位置，速度达到最大值，且向正方向运动，C正确．从第1s末到第2s末振子经过平衡位置向负方向最大位移处运动，速度逐渐减小，做减速运动，D错误．考点二NO.1梳理主干填准记牢NO.2题组训练提升能力第1讲机械振动(实验：探究单摆的运动、用单摆