【文章內(nèi)容簡介】 的功等于物體機(jī)械能的變化 :W F =E 2 E 1 12 動量與能量的綜合問題，是高中力學(xué)最重要的綜合問題，也是難度較大的問題 .分析這類問題時，應(yīng)首先建立清晰的物理圖景，抽象出物理模型，選擇物理規(guī)律，建立方程進(jìn)行求解 .這一部分的主要模型是碰撞 .而碰撞過程，一般都遵從動量守恒定律，但機(jī)械能不一定守恒，對彈性碰撞就守恒，非彈性碰撞就不守恒，總的能量是守恒的，對于碰撞過程的能量 要分析物體間的轉(zhuǎn)移和轉(zhuǎn)換 .從而建立碰撞過程的能量關(guān)系方程 .根據(jù)動量守恒定律和能量關(guān)系分別建立方程，兩者聯(lián)立進(jìn)行求解，是這一部分常用的解決物理問題的方法 . 13 七、機(jī)械振動和機(jī)械波 （ 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，叫做簡諧運動 . （ 2）簡諧運動的特征 :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 . 簡諧運 動是一種 變加速 運動，在平衡位置時，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）描述簡諧運動的物理量 ① 位移 x:由平衡位置指向振動質(zhì)點所在位置的有向線段，是矢量，其最大值等于振幅 . ② 振幅 A:振動物體離開平衡位置的最大距離，是標(biāo)量，表示振動的強(qiáng)弱 . ③ 周期 T和頻率 f:表示振動快慢的物理量，二者互為倒數(shù)關(guān)系，即 T=1/f. （ 4）簡諧運動的圖像 ① 意義 :表示振動物體位移隨時間變化的規(guī)律，注意振動圖像不是質(zhì)點的運動軌跡 . ② 特點 :簡諧運動的圖像是正弦 （或余弦）曲線 . ③ 應(yīng)用 :可直觀地讀取振幅 A、周期 T 以及各時刻的位移 x，判定回復(fù)力、加速度方向，判定某段時間內(nèi)位移、回復(fù)力、加速度、速度、動能、勢能的變化情況 . :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)境和放置的方式無任何關(guān)系 .如某一彈簧振子做簡諧運動時的周期為 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. :擺線的質(zhì)量不計且不可伸長，擺球的直徑比擺線的長度小得多，擺球可視為質(zhì)點 .單擺是 一種理想化模型 . （ 1）單擺的振動可看作簡諧運動的條件是 :最大擺角 α5176。. （ 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 . （ 3） 作簡諧運動的單擺的周期公式為 :T=2πg(shù)L ① 在振幅很小的條件下，單擺的振動周期 跟振幅無關(guān) . ② 單擺的振動周期跟擺球的質(zhì)量無關(guān)，只與擺長 L和當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣?g有關(guān) . ③ 擺長 L 是指懸點到擺球重心間 的距離，在某些變形單擺中，擺長 L 應(yīng)理解為等效擺長，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 g39。等于擺球靜止在平衡位置時擺線的張力與擺球質(zhì)量的比值 ） . （ 1）受迫振動 :振動系統(tǒng)在周期性驅(qū)動力作用下的振動叫受迫振動 . （ 2）受迫振動的特點 :受迫振動穩(wěn)定時，系統(tǒng)振動的頻率等于驅(qū)動力的頻率，跟系統(tǒng)的固有頻率無關(guān) . （ 3）共振 :當(dāng)驅(qū)動力的頻率等于振動系統(tǒng)的固有頻率時，振動物體的振幅最大，這種現(xiàn)象叫做共振 . 共振的條件 :驅(qū)動力的頻率等于 振動系統(tǒng)的固有頻率 . . :機(jī)械振動在介質(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)點振動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 14 部（波谷） . ② 縱波 :質(zhì)點振動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 ① 機(jī)械波傳播的是振動形式和能量 .質(zhì)點只在各自的平衡位置附近振動，并不隨波遷移 . ② 介質(zhì)中各質(zhì)點的振動周期和頻率都與波源的振動周期和頻率相同 .③ 離波源近的質(zhì)點帶動離波源遠(yuǎn)的 質(zhì)點依次振動 . 、波速和頻率及其關(guān)系 （ 1）波長 :兩個 相鄰 的且在振動過程中對平衡位置的位移 總是相等 的質(zhì)點間的距離叫波長 .振動在一個周期里在介質(zhì)中傳播的距離等于一個波長 . （ 2）波速 :波的傳播速率 .機(jī)械波的傳播速率由介質(zhì)決定，與波源無關(guān) . （ 3）頻率 :波的頻率始終等于波源的振動頻率，與介質(zhì)無關(guān) . （ 4）三者關(guān)系 :v=λf 7. ★ 波動圖像 :表示波的傳播方向上，介質(zhì)中的各個質(zhì)點在同一時刻相對平衡位置的位移 .當(dāng)波源作簡諧運動時，它在介質(zhì)中形成簡諧波，其波動圖像為正弦或余弦曲線 . （ 1）由波的圖像可獲取的信息 ① 從圖像可以直接讀出振幅（注意單位） .② 從圖像可以直接讀出波長（注意單位） . ③ 可求任一點在該時刻相對平衡位置的位移（包括大小和方向） ④ 在波速方向已知（或已知波源方位）時可確定各質(zhì)點在該時刻的振動方向 .⑤ 可以確定各質(zhì)點振動的加速度方向（加速度總是指向平衡位置） （ 2）波動圖像與振動圖像的比較 ： 振動圖象 波動圖象 研究對象 一個振動質(zhì)點 沿波傳播方向所有的質(zhì)點 研究內(nèi)容 一個質(zhì)點的位移隨時間變化規(guī)律 某時刻所有質(zhì)點的空間分布規(guī)律 圖象 物理意義 表示一質(zhì)點在各時刻的位移 表示某時刻各質(zhì)點的位移 圖象變化 隨時間推移圖象延續(xù)，但已有形狀不變 隨時間推移，圖象沿傳播方向平移 一個完整曲線占橫坐標(biāo)距離 表示一個周期 表示一個波長 波的傳播過程中時間上的周期性、空間上的周期性以及傳播方 向上的雙向性是導(dǎo)致 “ 波動問題多解性 ” 的主要原因 .若題目假設(shè)一定的條件，可使無限系列解轉(zhuǎn)化為有限或惟一解 波在傳播過程中偏離直線傳播，繞過障礙物的現(xiàn)象 .衍射現(xiàn)象總是存在的，只有明顯與不明顯的差異 .波發(fā)生明顯衍射現(xiàn)象的條件是 :障礙物（或小孔）的尺寸比波的波長小或能夠與波長差不多 . 15 幾列波相遇時，每列波能夠保持各自的狀態(tài)繼續(xù)傳播而不互相干擾，只是在重疊的區(qū)域里，任一質(zhì)點的總位移等于各列波分別引起的位移的矢量和 .兩列波相遇前、相遇過程中、相遇后，各自的運動狀態(tài)不發(fā)生 任何變化，這是波的獨立性原理 . : 頻率相同的兩列波疊加，某些區(qū)域的振動加強(qiáng)，某些區(qū)域的振動減弱，并且振動加強(qiáng)和振動減弱的區(qū)域相互間隔的現(xiàn)象，叫波的干涉 .產(chǎn)生干涉現(xiàn)象的條件 :兩列波的頻率相同，振動情況穩(wěn)定 . ［注意］ ① 干涉時，振動加強(qiáng)區(qū)域或振動減弱區(qū)域的空間位置是不變的，加強(qiáng)區(qū)域中心質(zhì)點的振幅等于兩列波的振幅之和，減弱區(qū)域中心質(zhì)點的振幅等于兩列波的振幅之差 . ② 兩列波在空間相遇發(fā)生干涉，兩列波的波峰相遇點為加強(qiáng)點，波峰和波谷的相遇點是減弱的點，加強(qiáng)的點只是振幅大了，并非 任一時刻的位移都大 。減弱的點只是振幅小了，也并非任一時刻的位移都最小 . 如圖若 S S2為振動方向同步的相干波源，當(dāng) PS1PS2=nλ 時，振動加強(qiáng)；當(dāng) PS1PS2=（ 2n+1） λ /2時，振動減弱。 （ 1）空氣中的聲波是縱波，傳播速度為 340m/s. （ 2）能夠引起人耳感覺的聲波頻率范圍是 :20～ 20200Hz. （ 3）超聲波 :頻率高于 20200Hz的聲波 . ① 超聲波的重要性質(zhì)有 :波長短，不容易發(fā)生衍射，基本上能直線傳播，因此可以使能量定向集中傳播 。穿透能力強(qiáng) . ② 對 超聲波的利用 :用聲納探測潛艇、魚群，探察金屬內(nèi)部的缺陷 。利用超聲波碎石治療膽結(jié)石、腎結(jié)石等 。利用 “B 超 ” 探察人體內(nèi)病變 . :由于波源和觀察者之間有相對運動使觀察者感到頻率發(fā)生變化的現(xiàn)象 .其特點是 :當(dāng)波源與觀察者有相對運動，兩者相互接近時，觀察者接收到的頻率增大 。兩者相互遠(yuǎn)離時，觀察者接收到的頻率減小 . 16 九、電場 （ 1）自然界中存在兩種電荷 :正電荷與負(fù)電荷 . （ 2）電荷守恒定律 : 2. ★ 庫侖定律 （ 1）內(nèi)容 :在真空中兩個點電荷間的作用力跟它們的電荷量的乘積成正比，跟它們之間的距離的平方成反比，作用力的方向在它們的連線上 . （ 2）公式 : （ 3）適用條件 :真空中的點電荷 . 點電荷是一種理想化的模型 .如果帶電體本身的線度比相互作用的帶電體之間的距離小得 多，以致帶電體的體積和形狀對相互作用力的影響可以忽略不計時，這種帶電體就可以看成點電荷，但點電荷自身不一定很小，所帶電荷量也不一定很少 . 、電場線 （ 1）電場 :帶電體周圍存在的一種物質(zhì)，是電荷間相互作用的媒體 .電場是客觀存在的，電場具有力的特性和能的特性 . （ 2）電場強(qiáng)度 :放入電場中某一點的電荷受到的電場力跟它的電荷量的比值，叫做這一點的電場強(qiáng)度 .定義式 : E=F/q 方向 :正電荷在該點受力方向 . （ 3）電場線 :在電場中畫出一系列的從正電荷出發(fā)到負(fù)電荷終止的曲線 ，使曲線上每一點的切線方向都跟該點的場強(qiáng)方向一致，這些曲線叫做電場線 .電場線的性質(zhì) :① 電場線是起始于正電荷（或無窮遠(yuǎn)處），終止于負(fù)電荷（或無窮遠(yuǎn)處） 。② 電場線的疏密反映電場的強(qiáng)弱 。③ 電場線不相交 。④ 電場線不是真實存在的 。⑤ 電場線不一定是電荷運動軌跡 . （ 4）勻強(qiáng)電場 :在電場中，如果各點的場強(qiáng)的大小和方向都相同，這樣的電場叫勻強(qiáng)電場 .勻強(qiáng)電場中的電場線是間距相等且互相平行的直線 . （ 5）電場強(qiáng)度的疊加 :電場強(qiáng)度是矢量，當(dāng)空間的電場是由幾個點電荷共同激發(fā)的時候，空間某點的電場強(qiáng)度等于每個點電荷單獨存 在時所激發(fā)的電場在該點的場強(qiáng)的矢量和 . U:電荷在電場中由一點 A移動到另一點 B時，電場力所做的功 W AB 與電荷量 q 的比值 WAB/q叫做 AB兩點間的電勢差 .公式 :U AB =W AB /q 電勢差有正負(fù) :U AB =U BA ，一般常取絕對值，寫成 U. φ: 電場中某點的電勢等于該點相對零電勢點的電勢差 . （ 1）電勢是個相對的量，某點的電勢與零電勢點的選取有關(guān)（通常取離電場無窮遠(yuǎn)處或大地的電勢為零電勢） .因此電勢有正、負(fù)，電勢的正負(fù)表示該點電勢比零電勢點高還是低 . （ 2） 沿著電場線的方向，電勢越來越低 . :電荷在電場中某點的電勢能在數(shù)值上等于把電荷從這點移到電勢能為零處（電勢為零處）電場力所做的功 ε=qU :電場中電勢相等的點構(gòu)成的面叫做等勢面 . （ 1）等勢面上各點電勢相等，在等勢面上移動電荷電場力不做功 . （ 2）等勢面一定跟電場線垂直，而且電場線總是由電勢較高的等勢面指向電勢較低的等勢面 . （ 3）畫等勢面（線）時，一般相鄰兩等勢面（或線）間的電勢差相等 .這樣，在等勢面（線）密處場強(qiáng)大，等勢面（線）疏處場強(qiáng)小 . 17 （ 1）電場力做功與路徑無關(guān)，只與初、末位置有關(guān) . 計算方法有 :由公式 W=qEcosθ 計算（此公式只適合于勻強(qiáng)電場中），或由動能定理計算 . （ 2）只有電場力做功，電勢能和電荷的動能之和保持不變 . （ 3）只有電場力和重力做功，電勢能、重力勢能、動能三者之和保持不變 . :處于電場中的空腔導(dǎo)體或金屬網(wǎng)罩，其空腔部分的場強(qiáng)處處為零，即能把外電場遮住，使內(nèi)部不受外電場的影響，這就是靜電屏蔽 . 10. ★★★★ 帶電粒子在電場中的運動 （ 1）帶電粒子在電場中加速 帶電粒子在電場中加速，若不計粒子的重力，則電場力對帶電粒子做功等于帶電粒子動能的增量 . （ 2）帶電粒子在電場中的偏轉(zhuǎn) 帶電粒子以垂直勻強(qiáng)電場的場強(qiáng)方向進(jìn)入電場后，做類平拋運動 .垂直于場強(qiáng)方向做勻速直線運動 :Vx =V0 ， L=V0 : （ 3）是否考慮帶電粒子的重力要根據(jù)具體情況而定 .一般說來 : ① 基本粒子 :如電子、質(zhì)子、 α 粒子、離子等除有說明或明確的暗示以外，一般都不考慮重力（但不能忽略質(zhì)量） . ② 帶電顆粒 :如液滴、油滴、塵埃、小球等，除有說明或明確的暗示以外，一般都不能忽略重力 . （ 4）帶電粒子在勻強(qiáng)電場與重力場的復(fù)合場中運動 由于帶電粒子在勻強(qiáng)電場中所受電場力與重力都是恒力，因此可以用兩種方法處理 :① 正交分解法 。②等效 “ 重力 ” 法 . :示波管由電子槍，偏轉(zhuǎn)電極和熒光屏組成，管內(nèi)抽成真空 .如果在偏轉(zhuǎn)電極 XX′ 上加掃描電壓，同時加在偏轉(zhuǎn)電極 YY′ 上所要研究的信號電壓，其 周期與掃描電壓的