发布时间 : 星期日 文章(新课标)2018年高考物理总复习第十四章波与相对论教案选修3_4更新完毕开始阅读684925caf11dc281e53a580216fc700aba68527a
内部文件，版权追溯 内部文件，版权追溯 内部文件，版权追溯 第十四章 波与相对论（选修3-4)
考 纲 要 求 简谐运动 简谐运动的公式和图像 单摆、周期公式 受迫振动和共振 机械波、横波和纵波 横波的图像 波速、波长和频率(周期)的关系 波的干涉和衍射现象 多普勒效应 光的折射定律 Ⅰ Ⅱ Ⅰ Ⅰ Ⅰ Ⅱ Ⅰ 全反射、光导纤维 光的干涉、衍射和偏振现象 电磁波的产生 电磁波的发射、传播和接收 电磁波谱 狭义相对论的基本假设 质能关系 考 情 分 析 Ⅰ 1.命题规律 Ⅰ 从近几年的高考试题Ⅰ 来看，对本章内容主Ⅰ 要考查简谐运动的图Ⅰ 像、波动图像以及波Ⅰ 的传播规律等，另外对光学知识的考查主Ⅰ 要以折射定律、全反射等知识为主。 2．考查热点 预计在2018年高考中，对本部分内容的考查仍将以图像为主，考查振动和波动折射率 Ⅰ 实验十六：用双缝干涉测光的波长 问题，并以光的折射和全反射为重点考查光学知识。 第74课时 机械振动(双基落实课)
[命题者说] 本课时内容包括简谐运动、单摆、受迫振动和共振等知识，主要了解机械振动这种运动形式，高考一般不会对这部分知识单独考查，但是简谐运动的特征、周期和图像、单摆振动的周期，受迫振动和共振等考点，也是高考经常涉及的内容。
一、简谐运动 1.定义：如果质点的位移与时间的关系遵从正弦函数规律，即它的振动图像(x-t图像)是一条正弦曲线，这样的振动叫做简谐运动。
2．平衡位置：物体在振动过程中回复力为零的位置。 3．回复力
(1)定义：使物体返回到平衡位置的力。 (2)方向：总是指向平衡位置。
Ⅰ 实验十四：探究单摆的运动、用单Ⅰ 摆测定重力加速度 Ⅱ 实验十五：测定玻璃的折射率 1
(3)来源：属于效果力，可以由某一个力提供，也可以由几个力的合力或某个力的分力提供。
4．描述简谐运动的物理量 物理量 位移 振幅 周期 频率 相位 [小题练通]
1．(2017·北京西城区模拟)弹簧振子在做简谐运动的过程中，振子通过平衡位置时( )
A．速度最大 C．加速度最大
B．回复力最大 D．弹性势能最大
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 ωt＋φ 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 1描述振动的快慢，两者互为倒数：T＝ f描述周期性运动在各个时刻所处的不同状态 解析：选A 弹簧振子在做简谐运动的过程中，振子通过平衡位置时，弹性势能最小，动能最大，故速度最大，选项A正确，D错误；弹簧振子通过平衡位置时，位移为零，根据F＝－kx，a＝－，可知回复力为零，加速度为零，故选项B、C错误。
2．关于简谐运动的周期，以下说法正确的是( ) A．间隔一个周期的整数倍的两个时刻，物体的振动情况相同
B．间隔半个周期的奇数倍的两个时刻，物体的速度和加速度可能同时相同 C．半个周期内物体的动能变化一定为零 D．一个周期内物体的势能变化一定为零 E．经过一个周期质点通过的路程变为零
解析：选ACD 根据周期的定义可知，物体完成一次全振动，所有的物理量都恢复到初始状态，故A选项正确。当间隔半周期的奇数倍时，所有的矢量都变得大小相等，方向相反，且物体的速度和加速度不同时为零，故B选项错误，C、D选项正确。经过一个周期，质点通过的路程为4A，E错误。
物体做简谐运动时，其位移、回复力、加速度、速度、动量等矢量都随时间做周期性的变化，它们的周期就是简谐运动的周期T。物体的动能和势能也随时间做周期性的变化，其
2
kxm周期为。
2
二、简谐运动的公式和图像 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，(ωt＋φ)代表简谐运动的相位，φ叫做初相。
2．简谐运动的图像
(1)从平衡位置开始计时，函数表达式为x＝Asin ωt，图像如图甲所示。 (2)从最大位移处开始计时，函数表达式为x＝Acos ωt，图像如图乙所示。
T
[小题练通]
1．(2016·北京高考)如图所示，弹簧振子在M、N之间做简谐运动。以平衡位置O为原点，建立Ox轴，向右为x轴正方向。若振子位于N点时开始计时，则其振动图像为( )
解析：选A 从振子位于N点开始计时，则在0时刻，振子位于正向最大位移处，分析振动图像可知，选项A正确。
2.如图所示是质点做简谐运动的图像，由此可知( ) A．t＝0时，质点的位移、速度均为零
B．t＝1 s时，质点的位移最大，速度为零，加速度最大 C．t＝2 s时，质点的位移为零，速度负向最大，加速度为零 D．t＝4 s时，质点停止运动
E．质点的周期为4 s，频率为0.25 Hz
解析：选BCE 当t＝0时，质点的位移为零，加速度为零，此时质点在平衡位置具有沿
x轴正方向的最大速度，选项A错误；当t＝1 s时，质点的位移最大，加速度负向最大，此
时质点振动到平衡位置正方向的最大位移处，速度为零，选项B正确；t＝2 s时，质点的位移为零，加速度为零，速度最大，沿x轴负方向，选项C正确；t＝4 s时，质点速度最大，
3
1
选项D错误；由图像可以确定周期T＝4 s，频率f＝＝0.25 Hz，E正确。
T
由简谐运动的图像中获得的信息
(1)振幅A、周期T。
(2)某一时刻振动质点离开平衡位置的位移。 (3)某一时刻质点的回复力、加速度和速度的方向。
①回复力和加速度的方向：因为回复力总是指向平衡位置，所以回复力和加速度在图像上总是指向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，下一时刻位移若增大，振动质点的速度方向就是远离t轴；下一时刻位移若减小，振动质点的速度方向就是指向t轴。
(4)某段时间内质点的位移、回复力、加速度、速度、动能、势能的变化情况。
三、简谐运动的两种模型 模型 弹簧振子(水平) 单摆 示 意 图 简谐 运动 条件 回复 力 平衡 位置 周期 能量 转化 [小题练通]
关于单摆摆球在运动过程中的受力，下列结论正确的是( )
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 ①摆线为不可伸缩的轻细线 ②无空气等的阻力 ②最大摆角小于10° 摆球重力沿与摆线垂直方向(即切向)的分力 最低点 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 T＝2π l g重力势能与动能的相互转化，机械能守恒 4