高考物理知識(shí)點(diǎn)：機(jī)械振動(dòng)和機(jī)械波

　　1.簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)

　　（1）定義：物體在跟偏離平衡位置的位移大小成正比，并且總是指向平衡位置的回復(fù)力的作用下的振動(dòng)，叫做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)。

　　（2）簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的特征：回復(fù)力F=-kx，加速度a=-kx/m，方向與位移方向相反，總指向平衡位置。

　　簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)是一種變加速運(yùn)動(dòng)，在平衡位置時(shí)，速度最大，加速度為零；在最大位移處，速度為零，加速度最大。

　　（3）描述簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的物理量

　　①位移x：由平衡位置指向振動(dòng)質(zhì)點(diǎn)所在位置的有向線段，是矢量，其最大值等于振幅。

　　②振幅A：振動(dòng)物體離開(kāi)平衡位置的最大距離，是標(biāo)量，表示振動(dòng)的強(qiáng)弱。

　　③周期T和頻率f：表示振動(dòng)快慢的物理量，二者互為倒數(shù)關(guān)系，即T=1/f。

　　（4）簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的圖像

　　①意義：表示振動(dòng)物體位移隨時(shí)間變化的規(guī)律，注意振動(dòng)圖像不是質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)軌跡。

　　②特點(diǎn)：簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的圖像是正弦（或余弦）曲線。

　　③應(yīng)用：可直觀地讀取振幅A、周期T以及各時(shí)刻的位移x，判定回復(fù)力、加速度方向，判定某段時(shí)間內(nèi)位移、回復(fù)力、加速度、速度、動(dòng)能、勢(shì)能的變化情況。

　　2.彈簧振子：周期和頻率只取決于彈簧的勁度系數(shù)和振子的質(zhì)量，與其放置的環(huán)境和放置的方式無(wú)任何關(guān)系。如某一彈簧振子做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)時(shí)的周期為T，不管把它放在地球上、月球上還是衛(wèi)星中；是水平放置、傾斜放置還是豎直放置；振幅是大還是小，它的周期就都是T。

　　3.單擺：擺線的質(zhì)量不計(jì)且不可伸長(zhǎng)，擺球的直徑比擺線的長(zhǎng)度小得多，擺球可視為質(zhì)點(diǎn)。單擺是一種理想化模型。

    （1）單擺的振動(dòng)可看作簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的條件是：最大擺角α<5°。

　　（2）單擺的回復(fù)力是重力沿圓弧切線方向并且指向平衡位置的分力。

　　①在振幅很小的條件下，單擺的振動(dòng)周期跟振幅無(wú)關(guān)。

　　②單擺的振動(dòng)周期跟擺球的質(zhì)量無(wú)關(guān)，只與擺長(zhǎng)L和當(dāng)?shù)氐闹亓�加速度g有關(guān)。

　　③擺長(zhǎng)L是指懸點(diǎn)到擺球重心間的距離，在某些變形單擺中，擺長(zhǎng)L應(yīng)理解為等效擺長(zhǎng)，重力加速度應(yīng)理解為等效重力加速度（一般情況下，等效重力加速度g‘等于擺球靜止在平衡位置時(shí)擺線的張力與擺球質(zhì)量的比值）。

　　4.受迫振動(dòng)

　　（1）受迫振動(dòng)：振動(dòng)系統(tǒng)在周期性驅(qū)動(dòng)力作用下的振動(dòng)叫受迫振動(dòng)。

　　（2）受迫振動(dòng)的特點(diǎn)：受迫振動(dòng)穩(wěn)定時(shí)，系統(tǒng)振動(dòng)的頻率等于驅(qū)動(dòng)力的頻率，跟系統(tǒng)的固有頻率無(wú)關(guān)。

　　（3）共振：當(dāng)驅(qū)動(dòng)力的頻率等于振動(dòng)系統(tǒng)的固有頻率時(shí)，振動(dòng)物體的振幅最大，這種現(xiàn)象叫做共振。

　　共振的條件：驅(qū)動(dòng)力的頻率等于振動(dòng)系統(tǒng)的固有頻率。

　　5.機(jī)械波：機(jī)械振動(dòng)在介質(zhì)中的傳播形成機(jī)械波。

　　（1）機(jī)械波產(chǎn)生的條件：①波源；②介質(zhì)

　　（2）機(jī)械波的分類①橫波：質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)方向與波的傳播方向垂直的波叫橫波。橫波有凸部（波峰）和凹部（波谷）。

　　②縱波：質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)方向與波的傳播方向在同一直線上的波叫縱波。縱波有密部和疏部。

　　［注意］氣體、液體、固體都能傳播縱波，但氣體、液體不能傳播橫波。

　　（3）機(jī)械波的特點(diǎn)

　　①機(jī)械波傳播的是振動(dòng)形式和能量。質(zhì)點(diǎn)只在各自的平衡位置附近振動(dòng)，并不隨波遷移。

　　②介質(zhì)中各質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)周期和頻率都與波源的振動(dòng)周期和頻率相同。③離波源近的質(zhì)點(diǎn)帶動(dòng)離波源遠(yuǎn)的質(zhì)點(diǎn)依次振動(dòng)。