1.簡諧運動
1定義:物體在與離開平衡位置的位移成正比並始終指向平衡位置的恢復力作用下的振動稱為簡諧運動。
簡諧運動的特點:恢復力F=-kx，加速度a=-kx/m，方向與位移方向相反，始終指向平衡位置。
簡諧振動是壹種變加速度運動。在平衡位置，速度最大，加速度為零。在最大位移時，速度為零，加速度最大。
3描述簡諧振動的物理量。
①位移x:從平衡位置到振動質點位置的有向線段是壹個矢量，其最大值等於振幅。
②振幅A:距離振動物體平衡位置的最大距離，它是壹個標量，表示振動的強度。
③周期t和頻率f:表示振動速度的物理量，它們互為倒數，即t = 1/f。
4簡諧振動的圖像
①含義:表示振動動物* * *隨時間運動的規律。請註意，振動圖像不是粒子的軌跡。
特點:簡諧運動的圖像是正弦或余弦曲線。
③應用:可直觀地讀出各時刻的振幅a、周期t和位移x，並可確定恢復力和加速度的方向，確定壹定時間內位移、恢復力、加速度、速度、動能和勢能的變化。
2.彈簧振子:周期和頻率只取決於彈簧的剛度系數和振子的質量，與環境和放置方式無關。例如，當壹個彈簧振子做簡諧振動時，無論是放在地球、月球還是衛星上，周期都是t；無論是水平放置、傾斜放置還是垂直放置；無論振幅是大還是小，其周期都是t。
3.單擺:擺線的質量忽略不計，不能延伸。擺球的直徑比擺線的長度小得多，擺球可以看作壹個質點。單擺是壹種理想化的模型。
在下列條件下，1單擺的振動可視為簡諧振動:最大擺角α
單擺的回復力是重力沿圓弧切線方向指向平衡位置的分量。
3簡諧振動單擺的周期公式為:
①在小振幅條件下，單擺的振動周期與振幅無關。
②單擺的振動周期與擺球質量無關，只與擺長L和局部重力加速度g有關。
③擺長L是指擺球的懸掛點與重心之間的距離。在壹些變形單擺中，擺長L應理解為等效擺長，重力加速度應理解為等效重力加速度。壹般來說，等效重力加速度G’等於擺球靜止時擺線的張力與擺球質量之比。
4.強制振動
1的強迫振動:振動系統在周期性驅動力作用下的振動稱為強迫振動。
受迫振動的特點:當受迫振動穩定時，系統振動的頻率等於驅動力的頻率，與系統的固有頻率無關。
3***振動:當驅動力的頻率等於振動系統的固有頻率時，振動物體的振幅最大，稱為***振動。
* * *振動條件:驅動力的頻率等於振動系統的固有頻率。
5.機械波:機械振動在介質中的傳播形成機械波。
1機械波產生的條件:①波源；②中等
2機械波的分類
①橫波:質點振動方向與波傳播方向垂直的波稱為橫波，有凸峰和凹谷。
②縱波:質點振動方向與波傳播方向在同壹直線上的波稱為縱波，有密集和稀疏兩部分。
註:氣體、液體和固體可以傳播縱波，但氣體和液體不能傳播橫波。
3機械波的特征
①機械波傳播振動形式和能量。粒子只在各自的平衡位置附近振動，不隨波遷移。
②介質中每個質點的振動周期和頻率與波源相同。
③靠近波源的粒子帶動遠離波源的粒子依次振動。
6.波長、波速和頻率及其相互關系
1波長:振動時兩個相鄰質點到平衡位置的位移始終相等的距離稱為波長。振動在壹個周期內傳播的距離等於壹個波長。
波速:波的傳播速度。機械波的傳播速度由介質決定，與波源無關。
頻率:無論介質如何，波的頻率始終等於波源的振動頻率。
4它們之間的關系:v=λf
7.波像:表示介質中每個質點在同壹時刻在波的傳播方向上的位移。當波源為簡諧振動時，在介質中形成簡諧波，其波像為正弦或余弦曲線。
可以從波的圖像中獲得的信息。
①振幅註意單位可以直接從圖像中讀取。
②波長註意單位可直接從圖像上讀取。
③可以求出任壹點相對於該時刻平衡位置的位移，包括大小和方向。
④當波速方向已知或波源方向已知時，可以確定每個質點在該時刻的振動方向。
⑤可以確定每個質點振動的加速度方向總是指向平衡位置。
8.波動問題的多重性
時間上的周期性、空間上的周期性和傳播方向上的雙向性是“波動問題多解”的主要原因。如果題目假設某些條件，無窮級數的解可以轉化為有限解或唯壹解。
9.波的衍射
波在傳播過程中偏離直線並繞過障礙物的現象。衍射總是存在的，只有明顯和不明顯的差異。波發生明顯衍射的條件是障礙物或孔隙的尺寸小於波的波長或與波長相近。
10.波疊加
當幾個波相遇時，每個波都可以保持自己的狀態並繼續傳播而互不幹擾，但在重疊區域中，任何粒子的總位移都等於每個波引起的位移的矢量和。在兩波相遇之前、之中和之後，它們各自的運動狀態不變，這就是波的獨立性原理。
11.波的幹擾:
兩列頻率相同的波疊加，某些區域的振動加強，某些區域的振動減弱，振動加強和減弱的區域相互分離的現象稱為波幹涉。幹涉現象的條件是兩列波具有相同的頻率並且振動情況穩定。
【註】①幹涉過程中，振動加強區或振動減弱區的空間位置不變，加強區中心質點的振幅等於兩波振幅之和，而減弱區中心質點的振幅等於兩波振幅之差。
（2）當兩個波在空間相遇時，它們會相互幹涉。兩個波的波峰交匯點是加強點，波峰和波谷交匯點是削弱點。加強點只有很大的振幅，在任何時刻都沒有很大的位移；削弱的點只是幅度小，任何時刻的位移都不是最小的。如圖所示，如果S1和S2是振動方向同步的相幹波源，則當PS1-PS2=nλ時振動會增強；當PS1-PS2=2n+1λ/2時，振動減弱。
12.音波
1空氣中的聲波是縱波，其傳播速度為340米/秒。
能引起人耳感覺的聲波頻率範圍為:20 ~ 20~20000Hz。
超聲波:頻率高於20000赫茲的聲波。
①超聲波的重要特性是:波長短，不易衍射，基本上可以直線傳播，因此能量可以定向集中傳播；突防能力強。
（2）超聲波的使用:聲納用於探測潛艇和魚群，並探測金屬內部的缺陷；超聲碎石術治療膽結石和腎結石:用“b超”探查人體的病理變化。
13.多普勒效應:由於波源和觀察者之間的相對運動，觀察者感覺到頻率變化的現象。其特點是:當波源和觀測者有相對運動且相互靠近時，觀測者接收到的頻率增加；當它們彼此遠離時，觀察者接收到的頻率會降低。
高中物理機械振動和機械波的命題特點
1.以教科書演示實驗為背景，研究描述機械運動和機械波的物理量。
2.以振動圖像和波形為載體，研究描述機械運動和機械波的物理量以及波的特性。
3.以簡諧振動為載體，研究了能量轉換問題。
4.從學生的心態出發提出建議。
高中物理機械振動和機械波考點分析
1.從生活題的題型來看，選擇題是該部分的主要高考題型，大部分題型都以這種形式呈現，其次是填空題。除新課改實驗區外，計算題或證明題出現的概率最低，而且它們的綜合性極強，與動態規律的聯系相當普遍。“機械振動和機械波”的知識只占真題的壹小部分。
2.從命題數量及其分值占比來看，“機械振動與機械波”僅在每套高考綜合試卷或高考物理試卷中占有壹席之地，命題數量最多不超過兩道。
3.從命題難度來看:由於波的形象不同於套路，涉及多解，略顯困難，命題整體難度不高。今年“機械振動與機械波”所有高考命題的難度都在易題和中級題之間徘徊。
4.從命題涉及的知識點來看，高考“機械振動與機械波”的命題涉及範圍較廣。在參與統計的試卷中，* *涉及簡諧振動和簡諧振動的特例、簡諧振動的圖像、外力作用下的振動、機械波和橫波的圖像等六大知識點，特別註重重點知識點的考查，其中橫波的圖像考查頻率最高，其次是簡諧振動的圖像命題和機械。
5.從命題知識點的考查形式來看，“機械振動與機械波”命題的壹個顯著特點是考查全面，知識點之間的聯系突出。主要表現在兩個方面:壹是“機械振動與機械波”板塊的知識點融合，壹個命題往往涉及振動或波動的多個方面，很多題目同時涉及機械振動和機械波的知識點，特別是振動圖像與波動圖像的融合，進而是振動圖像與描述波動的物理量的融合；第二大方面是與區塊外知識點的整合，主要體現在與動力學規律的整合。
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