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Click to edit Master title style,Click to edit Master text styles,Second level,Third level,Fourth level,Fifth level,*,*,*,物 理,人 教 版,精 准 高 考,第十五章机械振动与机械波光,电磁波与相对论,选 修 3-4,考点内容,要,求,说明,高考命题实况,2014,卷,2014,卷,2015,卷,2015,卷,2016,卷,2016,卷,2016,卷,简谐运动,(1)简谐运动只限于单摆和弹簧振子；,简谐运动的公式和图象,单摆、单摆的周期公式,受迫振动和共振,机械波,横波和纵波,横波的图象,T34(1) 6分,T34(1) 5分,T34(2)10分,T34(2)10分,波速、波长和频率(周期)的关系,T34(1)5分,T34(2)10分,T34(1) 5分,考点内容,要,求,说明,高考命题实况,2014,卷,2014,卷,2015,卷,2015,卷,2016,卷,2016,卷,2016,卷,波的干涉和衍射现象,(2)简谐运动的公式只限于回复力公式；图象只限于位移时间图象；,多普勒效应,光的折射定律,T34(1) 5分,T34(2) 10分,T34(2) 10分,折射率,T34(2),10分,全反射、光导纤维,T34(2) 9分,光的干涉、衍射和偏振现象,T34(1) 5分,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,考点内容,要,求,说明,高考命题实况,2014,卷,2014,卷,2015,卷,2015,卷,2016,卷,2016,卷,2016,卷,电磁波的产生、发射和接收,(3)光的干涉只限于双缝干涉、薄膜干涉,T34(1) 5分,电磁波谱,狭义相对论的基本假设,质速关系、质能关系,相对论质能关系式,实验一：探究单摆的运动、用单摆测定重力加速度,实验二：测定玻璃的折射率,实验三：用双缝干涉测量光的波长,T34(1) 5分,1对于振动与波，高考试题均立足于对根底知识和根本研究方法的考察。振动和波的知识点虽然不是很多，但概念性强。考察点有简谐运动、振动的周期和频率、共振、波长、单摆的周期公式、机械波的波长、频率、波速关系、波的叠加、干预和衍射等概念和规律，应结合振动图象和波的图象理解掌握。最近几年计算题倾向考察注意振动的周期性和波的问题的多解问题。,2对于光、电磁波与相对论局部，高考命题主要考察几何光学中的光的折射、全反射、折射率及各种物理量的关系，一般以计算题的形式考察。有时也以选择题的形式考察麦克斯韦的电磁场理论、电磁波的传播和电磁波谱以及相对论。,1加强对根本概念的记忆和理解，尤其要结合振动图象与波的图象来分析振动与波的特点和规律，并切实掌握两种图象的区别和联系。,2加强对光的反射定律的理解，强化光路图中的几何图形的边角关系的训练，理解光的折射定律、折射率、全反射及光的色散。,3加强对光的干预、衍射，麦克斯韦的电磁场理论，电磁波的产生与传播及电磁波谱的记忆和理解。,第1讲机械振动,1,知识梳理自测,2,核心考点突破,3,2年高考模拟,4,课后限时训练,知识梳理自测,1,简谐运动的规律：,质点的位移与时间的关系遵从_规律，质点的振动图象(,x,t,图象)是一条_。,2,平衡位置：,简谐运动,正弦函数,正弦曲线,(1)如下图，平衡位置是物体在振动过程中_为零的位置，并不一定是_为零的位置。,(2)回复力：使振动物体返回到_的力，其方向总是指向平衡位置。属于_，可以是某一个力，也可以是几个力的合力或某个力的分力。,回复力,合力,平衡位置,效果力,3,描述简谐运动的物理量：,物理量,定义,意义,位移(,x,),由_指向质点_的有向线段,描述质点振动中某时刻的位置相对于_的位移,振幅(,A,),振动物体离开平衡位置的_,描述振动的_和能量,周期(,T,),振动物体完成一次_所需时间,描述振动的_，两者互,为倒数：,T,_。,频率(,f,),振动物体_内完成全振动的次数,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,1简谐运动的表达式,(1)动力学表达式：F_，其中“表示回复力与位移的方向相反。,(2)运动学表达式：x_，其中A代表振幅，2f表示简谐运动的快慢。,简谐运动的表达式和图象,kx,A,sin(,t,),2简谐运动的图象,(1)从_开场计时，函数表达式为xAsint，图象如图甲所示。,(2)从_开场计时，函数表达式为xAcost，图象如图乙所示。,平衡位置,最大位移处,简谐运动的两种模型的比较,单摆、周期公式,阻力,模型,弹簧振子,单摆,回复力,弹簧的_提供,摆球_沿与摆线垂直方向的分力,平衡位置,弹簧处于_处,_点,周期,与_无关,T,_,能量转化,弹性势能与动能的相互转化，_守恒,重力势能与动能的相互转化，_守恒,弹力,重力,原长,最低,振幅,机械能,机械能,自由振动、受迫振动和共振的比较,受迫振动和共振,驱动力,驱动力,本身性质,T,驱,f,驱,T,固,f,固,不变,最大,思维辨析：,(1)简谐运动平衡位置就是质点所受合力为零的位置。(),(2)做简谐运动的质点先后通过同一点，回复力、速度、加速度、位移都是一样的。(),(3)做简谐运动的质点，速度增大时，其加速度一定减小。(),答案：(1)简谐运动平衡位置处质点所受合力不一定为零，如单摆模型。平衡位置处质点所受回复力为零。(2)回复力、加速度、位移是一样的，但速度只是大小相等，方向相反。(3),B,D,解析,振子从,B,O,C,仅完成了半次全振动，所以周期,T,2,1s2s，振幅,A,BO,5cm，弹簧振子在一次全振动过程中通过的路程为4,A,20cm，所以两次全振动中通过路程为40cm,3s的时间为1.5,T,，所以振子通过的路程为30cm。,C,解析根据图象可知，弹簧振子的周期T4s，振幅A8cm，选项A错误；第2s末振子到达负向位移最大处，速度为零，加速度最大，且沿x轴正方向，选项B错误；第3s末振子经过平衡位置，速度到达最大，且向x轴正方向运动，选项C正确；从第1s末到第2s末振子经过平衡位置向x轴负方向运动，速度逐渐减小，选项D错误。,解析,在,t,1.4s至,t,1.5s的时间内，摆球在向左从平衡位置向最大位移处运动的过程中，所以速度向左在减小，加速度向右在增大。,C,核心考点突破,1动力学特征,Fkx，“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，但加速度方向与位移方向相反，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，靠近平衡位置时那么相反。,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一样。,简谐运动的根本特征及应用,5,能量特征,振动的能量包括动能,E,k,和势能,E,p,，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。,ACD,解题探究：(1)题目中所对应的情况有几种可能？,(2)请作出示意图，并在图中找出对应几个时刻的振动位置。,答案：(1)由题目所给条件可知有两种可能。,开场速度指向平衡位置。,开场速度背离平衡位置。,(2),名师归纳：,分析简谐运动的技巧,(1)分析简谐运动中各物理量的变化情况时，一定要以位移为桥梁。位移增大时，振动质点的回复力、加速度、势能均增大，速度、动能均减小；反之那么产生相反的变化。另外，各矢量均在其值为零时改变方向。,(2)分析简谐运动的过程时，要特别注意其周期性和对称性。,类题演练,1,B,1,图象特征,(1)简谐运动的图象是一条正弦或余弦曲线，是正弦曲线还是余弦曲线取决于质点初始时刻的位置。,(2)图象反映的是位移随时间的变化规律，随时间的增加而延伸，图象不代表质点运动的轨迹。,(3)任一时刻图线上过该点切线的斜率数值表示该时刻振子的速度大小，正负表示速度的方向，正时沿,x,轴正方向，负时沿,x,轴负方向。,简谐运动的图象,2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。,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。,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，假设下一时刻位移增加，速度方向就是远离t轴；假设下一时刻位移减小，速度方向就是指向t轴。,(4)可以确定某段时间内质点的位移、回复力、加速度、速度、动能、势能等的变化情况。,A,解题探究：,(1)具有沿,x,轴正方向最大加速度的位置？,(2)具有沿,x,轴负方向的最大加速度的位置？,(3)从平衡位置到最大位移处所用时间最少为多少？,解析,振子具有沿,x,轴正方向的最大加速度时，其位移为负的最大值，也就是经过四分之一的周期，振子从平衡位置到负的最大位移处，故符合条件的是图象A。,类题演练,2,类单摆模型,类单摆模型的应用,解题探究：,(1)圆弧的最高点到,A,点的距离远小于,R,说明小球,C,做何运动？,(2)如何求小球,C,运动的时间？,答案：,(1)小球,C,做类单摆运动。,(2)等效摆长为半径,R,，利用单摆周期公式求时间。,类题演练,3,A,1共振曲线：如下图的共振曲线，曲线表示受迫振动的振幅A(纵坐标)随驱动力频率f(横坐标)的变化而变化。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。,2受迫振动中系统能量的转化：做受迫振动的系统的机械能不守恒，系统与外界时刻进展能量交换。,受迫振动和共振,B,解题探究：,(1)发生共振的条件是什么？,(2)单摆的周期公式是怎样的？周期和频率的关系是什么？,等于,类题演练,4,实验：用单摆测定重力加速度,2.06,(2)用秒表测量单摆的周期。当单摆摆动稳定且到达最低点时开场计时并记为n1，单摆每经过最低点记一次数，当数到n60时秒表的示数如图乙所示，该单摆的周期是T_s(结果保存三位有效数字)。,2.28,C,(4)在(3)中，描点时假设误将摆线长当作摆长，那么画出的直线将不通过原点，由图线斜率得到的重力加速度与原来相比，其大小(),A偏大B偏小,C不变D都有可能,(5)该小组的另一同学没有使用游标卡尺也测出了重力加速度，他采用的方法是：先测出一摆线较长的单摆的振动周期T1，然后把摆线缩短适当的长度L，再测出其振动周期T2。用该同学测出的物理量表达重力加速度为g_。,C,2年高考模拟,课后限时训练,
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