高考物理第一轮复习讲义第七八章机械振动和机械波热学教辅资源

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高考物理第一轮复习讲义第七八章机械振动和机械波热学　　一、简谐运动的概念　　１、机械振动　　物体在平衡位置附近所做的往复运动叫机械振动。　　机械振动的条件是：（１）物体受到回复力的作用；（２）阻力足够小。　　２、回复力　　使振动物体返回平衡位置的力叫回复力。回复力时刻指向平衡位置。回复力是以效果命名的力，它是振动物体在振动方向上的合外力，可能是几个力的合力，也可能是某个力或某个力的分力，可能是重力、弹力、摩擦力、电场力、磁场力等。　　３、简谐运动　　物体在跟偏离平衡位置的位移大小成正比，并且总指向平衡位置的回复力作用下的振动，叫简谐运动。表达式为：Ｆ＝－ｋｘ。　　４、描述简谐运动的物理量　　（１）位移ｘ：由平衡位置指向振子所在处的有向线段，最大值等于振幅；　　（２）振幅Ａ：是描述振动强弱的物理量。（一定要将振幅跟位移相区别，在简谐运动的振动过程中，振幅是不变的，而位移是时刻在改变的）　　（３）周期Ｔ：是描述振动快慢的物理量。频率ｆ＝。　　二、两种简谐运动模型　　１、弹簧振子　　弹簧一端固定，另一端固定一个质点则构成一个弹簧振子，其振动周期Ｔ＝，与振幅无关，只由振子质量和弹簧的劲度系数决定。　　２、单摆　　细线一端拴上一个小球，另一端固定在悬点上，如果悬挂小球的细线的伸缩和质量可以忽略，线长又比球的直径大得多，忽略小球在运动过程中所受的空气阻力，这们的装置叫单摆。最大摆角小于５０单摆的振动可以看作是简谐振动。　　（１）单摆振动的周期：。　　（２）秒摆：周期Ｔ＝２ｓ的单摆称秒摆。　　重难点突破　　一、平衡位置的理解　　平衡位置是做机械振动物体最终停止振动后振子所在的位置，也是振动过程中回复力为零的位置。　　（１）平衡位置是回复力为零的位置；　　（２）平衡位置不一定是合力为零的位置；　　（３）不同振动系统平衡位置不同：竖直方向的弹簧振子，平衡位置是其弹力等于重力的位置；水平匀强电场和重力场共同作用的单摆，平衡位置在电场力与重力的合力方向上。　　二、回复力的理解　　１、回复力是指振动物体所受的总是指向平衡位置的合外力，但不一定是物体受到的合外力。　　２、性质上，回复力可以是重力、弹力、摩擦力、电场力、磁场力等。　　３、回复力的方向总是“指向平衡位置”。　　４、回复力的作用是使振动物体回到平衡位置。　　三、简谐运动　　1、简谐运动的判定　　在简谐运动中，回复力的特点是大小和位移成正比，方向与位移的方向相反，即满足公式 F＝－ｋｘ。所示对简谐运动的判定，首先要正确分析出回复力的来源，再根据简谐运动中回复力的特点进行判定。　　２、简谐运动的特点　　（１）周期性：简谐运动的物体经过一个周期或ｎ个周期后，能回复到原来的运动状态，因此处理实际问题时，要注意多解的可能性或需定出结果的通式。千万不要用特解代替通解。　　例１：如图所示，光滑圆弧槽的半径为Ｒ，Ａ为最低点，Ｃ到Ａ的距离远小于Ｒ。两小球Ｂ和Ｃ都由静止开始释放，要使Ｂ、Ｃ两球在Ａ点相遇，问Ｂ到Ａ点的距离Ｈ应满足什么条件？　　（２）对称性——简谐振动的物体在振动过程中，其位移、速度、回复力、加速度等物理量的大小关于平衡位置对称。　　例２：一个质点在平衡位置Ｏ点附近做机械振动，若从Ｏ点开始计时，经过３ｓ钟质点第一次经过Ｍ点，如图所示；再继续运动，又经过２ｓ钟它第二次经过Ｍ点；则该质点第三次经过Ｍ点还需的时间是：　　Ａ、８ｓ；Ｂ、４ｓ；Ｃ、１４ｓ；Ｄ、。　　四、单摆周期公式　　１、周期公式中摆长Ｌ：周期公式中Ｌ为单摆的摆长，摆长Ｌ是指摆动圆弧的圆心到摆球重心的距离，而不一定为摆线的长。　　２、单摆周期公式中的ｇ：只受重力的和绳拉力的单摆：单摆在角小于１０Ｏ时可以看为简谐运动，其回复力由重力沿切线的分力提供，ｇ为当地重力加速度，在地球不同位置ｇ的取值是不同的，不同星球ｇ值也不相同。　　.........