高二物理競賽振動和波動課件

振動和波動

振動和波動一、基本要求1．掌握描述簡諧振動的各物理量

(特別是相位)的物理意義及相互關(guān)系。2．掌握旋轉(zhuǎn)矢量法，并能用以分析有關(guān)問題。3．掌握簡諧振動的基本特征，能建立彈簧振子和單擺諧振動的微分方程。能根據(jù)給定的初始條件寫出一維簡諧振動的微分方程，并理解其物理意義。4．理解同方向、同頻率的兩個簡諧振動的合成規(guī)律以及合振動振幅極大和極小的條件。5.理解同頻垂直振動的合成。6.了解不同頻、同方向振動的合成。7．了解不同頻、相互垂直的兩個簡諧振動的合成結(jié)果。8.了解諧振分析。9.了解阻尼振動和受迫振動，了解位移共振和速度共振。

☆10．理解機械波產(chǎn)生的條件。掌握根據(jù)已知質(zhì)點的簡諧振動方程建立平面簡諧波的波動方程的方法，以及波動方程的物理意義，理解波形曲線。11.了解波的能量傳播特征及能流、能流密度的概念。12.了解波的動力學方程和介質(zhì)中波速。13.理解惠更斯原理和波的疊加原理。掌握波的相干條件。能應(yīng)用相位差和波程差概念分析和確定相干波疊加后振幅加強和減弱的條件。了解波的衍射。了解波的反射和折射。

14．理解駐波及其形成條件。了解駐波與行波的區(qū)別。理解半波損失。

15．了解多普勒效應(yīng)及其產(chǎn)生原因。13.了解聲波。☆二、內(nèi)容提要1．簡諧振動振動某物理量隨時間變化，如果其數(shù)值總在一有限范圍內(nèi)變動，就說該物理量在振動。周期振動如果物理量在振動時，每隔一定的時間間隔其數(shù)值就重復(fù)一次，這樣的振動稱為周期振動。簡諧振動如果物體振動的位移隨時間按正(余)弦函數(shù)規(guī)律變化這樣的振動稱為簡諧振動?！钪芷陬l率圓頻率振幅相位(相)初相位

單位時間內(nèi)振動的次數(shù)稱為頻率。物體每振動一次所需的時間稱為周期。它是隨時間單調(diào)增加的函數(shù)，☆振動速度振動加速度表示振動物體位移變化的快慢程度速度的相位比位移的相位超前。表示振動物體速度變化的快慢程度加速度的相位比速度的相位超前，比位移的相位超前?！畛跏紬l件

它決定振動的振幅和初相位☆2．旋轉(zhuǎn)矢量法☆☆3．諧振子能夠作簡諧振動的物體，稱為諧振子。這個物體連同對它施加回復(fù)力的物體組成振動系統(tǒng)。彈簧振子一個質(zhì)量可忽略不計的彈簧一端固定，另一端連結(jié)一個可以視為質(zhì)點的自由運動的物體所組成的振動系統(tǒng)，便是一個彈簧振子。方程的解為圓頻率周期☆單擺一個可以看做質(zhì)點的小球系于不可伸長、質(zhì)量可以忽略不計的細繩的下端，繩的上端固定，這樣的系統(tǒng)叫做單擺。方程的解為圓頻率周期☆復(fù)擺一個可繞固定水平軸自由擺動的剛體稱為復(fù)擺方程的解為圓頻率周期☆4．簡諧振動的能量振動物體的動能為彈性勢能為總的機械能為振子在振動過程中，只受保守力的作用，機械能守恒☆5．簡諧振動的合成(1)同方向、同頻率的兩簡諧振動的合成，仍為簡諧振動。合振動的振幅最小合振動的振幅最大☆(2)同頻率、相互垂直的兩簡諧振動的合成，一般為橢圓運動?！?3)同方向、頻率相近的兩簡諧振動的合成不再是簡諧振動合振動的振幅隨時間緩慢地周期性變化，稱之為“拍