高中人教物理第1讲　机械振动 教案.doc

考情分析
高考对本章的考查主要以选择题、实验题和计算题为主，考查以图像为主，强调数形结合，难度中等。
重要考点
1.简谐运动(Ⅰ)
2．简谐运动的公式和图像(Ⅱ)
3．单摆、单摆的周期公式(Ⅰ)
4．受迫振动和共振(Ⅰ)
5．机械波、横波和纵波(Ⅰ)
6．横波的图像(Ⅱ)
7．波速、波长、频率(周期)及其关系(Ⅰ)
8．波的反射和折射(Ⅰ)
9．波的干涉和衍射现象(Ⅰ)
10．多普勒效应(Ⅰ)
实验十三：用单摆测量重力加速度的大小
考点解读
1.能够应用简谐运动的特点、公式和图像分析并解决问题。
2．知道单摆，掌握单摆周期公式的应用以及单摆的实验探究。
3．掌握波长、频率和波速的关系及相关计算，并注意计算结果的多解性。
4．高考中对本章的考查形式主要有两种：一是借助振动图像、波的图像或两者结合，考查简谐运动与波的特点、规律及波速、波长和频率的关系；二是通过实验，考查单摆周期公式的运用。
第1讲　机械振动
知识点　简谐运动　Ⅰ
1．简谐运动的概念
如果物体的位移与时间的关系遵从正弦函数的规律，即它的振动图像(x－t图像)是一条正弦曲线，这样的振动是一种简谐运动。
2．平衡位置
振动物体原来静止时的位置。
3．回复力
(1)定义：使振动物体在平衡位置附近做往复运动的力。
(2)方向：总是指向平衡位置。
(3)来源：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。
4．描述简谐运动的物理量
物理量
定义
意义
位移
由平衡位置指向物体所在位置的有向线段
描述物体振动中某时刻的位置相对于
平衡位置的位移
振幅
振动物体离开平衡位置的最大距离
描述振动的强弱和能量
周期
振动物体完成一次全振动所需要的时间
描述振动的快慢，两者互为倒数：T＝
频率
振动物体完成全振动的次数与所用时间之比
相位
ωt＋φ0
描述周期性运动在各个时刻所处的不同状态
知识点　简谐运动的公式和图像　Ⅱ
1．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＋φ0)，其中A表示振幅，ω＝＝2πf表示简谐运动的快慢，ωt＋φ0表示简谐运动的相位，φ0叫作初相。
2．简谐运动的图像
(1)如右图所示。
(2)物理意义：表示振动质点的位移随时间的变化规律。
知识点　弹簧振子、单摆及其周期公式　Ⅰ
简谐运动的两种模型
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
(1)摆线为不可伸缩的轻质细线
(2)无空气阻力
(3)最大摆角θ
<5°
回复力
弹簧的弹力提供
摆球重力沿与摆线垂直方向的分力
平衡位置
弹簧处于原长处
最低点
周期
与振幅无关
T＝2π
能量转化
弹性势能与动能的相互转化，机械能守恒
重力势能与动能的相互转化，机械能守恒
知识点　受迫振动和共振　Ⅰ
1．振动中的能量损失
(1)阻尼振动：由于实际的振动系统都会受到摩擦力、黏滞力等阻碍作用，振幅必然逐渐减小，这种振动称为阻尼振动。
(2)振动系统能量衰减的方式：①由于受到摩擦阻力的作用，振动系统的机械能逐渐转化为内能；②由于振动系统引起邻近介质中各质点的振动，使能量向四周辐射出去。
2．受迫振动
系统在驱动力作用下的振动叫作受迫振动。做受迫振动物体的周期(或频率)等于驱动力的周期(或频率)，而与物体的固有周期(或频率)无关。
3．共振曲线
如图所示的共振曲线，表示某振动系统受迫振动的振幅A(纵坐标)随驱动力频率f(横坐标)变化的关系。驱动力的频率f跟振动系统的固有频率f0相差越小，振幅越大；驱动力的频率f等于振动系统的固有频率f0时，振幅最大。
一 堵点疏通
1．简谐运动是匀变速运动。(　　)
2．振幅等于振子运动轨迹的长度。(　　)
3．简谐运动的回复力肯定不是恒力。(　　)
4．弹簧振子每次经过平衡位置时，位移为零、动能为零。(　　)
5．单摆无论摆角多大都做简谐运动。(　　)
6．物体做受迫振动时，其振动频率与固有频率无关。(　　)
7．简谐运动的图像描述的是振动质点的轨迹。(　　)
答案　1.×　2.×　3.√　4.×　5.×　6.√　7.×
二 对点激活
1．一个弹簧振子沿x轴做简谐运动，取平衡位置O为x轴坐标原点。从某时刻开始计时，经过四分之一周期，振子具有沿
x轴正方向的最大加速度。能正确反映振子位移x与时间t关系的图像是(　　)
答案　A
解析　振子