专题01 振动与波 光学（期末复习课件）高二物理下学期粤教版

这是一份专题01 振动与波 光学（期末复习课件）高二物理下学期粤教版，共59页。PPT课件主要包含了考点解读，目标引领，机械振动，机械波，知识梳理·技巧点拨，简谐运动，知识点三多普勒效应，光的折射和全反射，知识点一折射定律，知识点二折射率等内容，欢迎下载使用。
能够掌握和理解描述简谐运动的物理量，会处理有关的简谐运动图像问题，以及有关弹簧振子和单摆模型的相关问题。
掌握理解描述机械波的物理，会处理波动图像和振动图像的有关问题，理解机械波的干涉问题。
利用折射定律和全反射定律处理有关的几何光学问题，能够处理有关双缝干涉和薄膜干涉问题。
(1)定义：如果物体的位移与时间的关系遵从正弦函数的规律，即它的振动图像(x-t图像)是一条正弦曲线，这样的振动是一种简谐运动。(2)条件：如果物体在运动方向上所受的力与它偏离平衡位置位移的大小成正比，并且总是指向平衡位置，质点的运动就是简谐运动。
知识点一：简谐运动的基本规律
(3)平衡位置：物体在振动过程中回复力为零的位置。(4)回复力①定义：使物体返回到平衡位置的力。②方向：总是指向平衡位置。③来源：属于效果力，可以是某一个力，也可以是几个力的合力或某个力的分力。
知识点二：简谐运动的五个特征
知识点三：简谐运动图像
1．简谐运动的表达式(1)动力学表达式：F＝-kx，其中“－”表示回复力与位移的方向相反。(2)运动学表达式：x＝Asin(ωt＋φ)，其中A代表振幅，ω＝2πf表示简谐运动的快慢。2．对简谐运动图像的认识(1)简谐运动的图像是一条正弦或余弦曲线，如图所示。
4.判定振动的振幅A和周期T。(如图所示)
5.判定振动物体在某一时刻的位移。6.判定某时刻质点的振动方向：①下一时刻位移若增加，质点的振动方向是远离平衡位置；②下一时刻位移如果减小，质点的振动方向指向平衡位置。
7.判定某时刻质点的加速度(回复力)的大小和方向。
8.比较不同时刻质点的势能和动能的大小。质点的位移越大，它所具有的势能越大，动能则越小。
二、弹簧振子和单摆模型
三、机械波的图像及多解
知识点一：根据波的图像、波的传播方向判定质点的振动方向的方法
知识点二：波动图像和振动图像的比较
知识点三：波的图像与振动图像综合应用的步骤
知识点四：波的多解因素及解决思路
1.造成波动问题多解的主要因素(1)周期性：①时间周期性:时间间隔Δt与周期T的关系不明确; ②空间周期性:波传播距离Δx与波长λ的关系不明确。(2)双向性：①传播方向双向性:波的传播方向不确定; ②振动方向双向性:质点振动方向不确定。(3)波形的隐含性 在波动问题中,往往只给出完整波形的一部分,或给出几个特殊点,而其余信息均处于隐含状态。这样,波形就有多种情况,形成波动问题的多解性。
四、波的干涉、衍射和多普勒效应
知识点一：机械波的干涉
知识点二：机械波的衍射
波的衍射现象是指波能绕过障碍物继续传播的现象,产生明显衍射现象的条件是缝、孔的宽度或障碍物的尺寸跟波长相差不大或者小于波长。
1.定义：光从光密介质射入光疏介质，当入射角增大到某一角度时，折射光线将全部消失，只剩下反射光线的现象。2.条件： (1)光从光密介质射入光疏介质；(2)入射角大于或等于临界角。
知识点四：应用光的折射定律解题的一般思路
1.根据入射角、折射角及反射角之间的关系，作出比较完整的光路图。2.充分利用光路图中的几何关系，确定各角之间的联系，根据折射定律求解相关的物理量：折射角、折射率等。3.注意在折射现象中，光路是可逆的。
知识点五：光全反射问题的解题要点
六、光的干涉、衍射和偏振
1．发生明显衍射的条件：只有当障碍物的尺寸与光的波长相差不多，甚至比光的波长还小的时候，衍射现象才会明显。2．衍射条纹的特点：
1．偏振：光波只沿某一特定的方向振动。2．自然光：太阳以及日光灯、发光二极管等普通光源发出的光，包含着在垂直于传播方向上沿一切方向振动的光，而且沿各个方向振动的光波的强度都相同，这种光叫作自然光。3．偏振光：在垂直于传播方向的平面上，只沿某个特定方向振动的光。光的偏振证明光是横波。自然光通过偏振片后，就得到了偏振光。4．偏振光的应用：应用于照相机镜头、立体电影、消除车灯眩光等。
【例1】（24-25高二下·吉林长春·期末）一弹簧振子做简谐运动，下列说法正确的是（　　）A．若振子的位移为正值，则其加速度一定为负值，速度不一定为负值B．振子在某段时间内位移越来越大，则振子正在靠近平衡位置C．振子通过同一位置时，加速度相同，速度也相同D．一次全振动指的是弹簧振子的动能第一次恢复到原来的大小所经历的过程
【变式1】（24-25高二下·安徽宿州·期末）如图所示为甲、乙两弹簧振子的振动图像，由图像可知，下列说法正确的是（　　）A．甲、乙两弹簧振子的振动频率之比为2：1B．甲、乙两弹簧振子的速度方向总是相同C．甲的加速度为零时，乙的加速度也为零D．甲的速度为零时，乙的速度也为零
【例2】（24-25高二下·浙江金华·期末）如图甲所示，斜坡MN与光滑水平面的夹角α=37°，可视为质点的物块上固定一激光器，激光器始终发出一束竖直向上的红色激光，激光照在斜坡MN形成的光点为O′。物块和激光器整体以O点为平衡位置，在A、B两点之间做简谐运动，已知物块和激光器的总质量m=0.2kg，A、B两点距离为0.8m，圆周率π≈3。取向右为正方向，物块的速度v随时间t的变化如图乙所示，则（　　）A．t1=0.5s时，物块的位移为0.4mB．t1=0.5s时，光点O′的速度大小为0.96m/sC．t2=1.0s时，弹簧对物块的弹力大小为0.72ND．t3=2.0s时，光点 O′的加速度大小为6.0m/s2
【变式2】（24-25高二下·四川内江·期末）如图，老式摆钟的摆锤可视为单摆，摆长为l，当地的重力加速度为g。摆钟的秒针、分针、时针均绕中心做匀速圆周运动，摆锤的最大摆角小于5°。下列说法正确的是（　　）A．秒针的角速度是时针的360倍B．若将摆钟移到月球上，摆钟走得更慢，需把摆锤上调至合适位置即可校准摆钟C．摆锤在最低点时速度最大，加速度为零D．若把摆钟置于加速上升的电梯中，摆钟走得更慢
三、波动图像和振动图像
【例3】（24-25高二下·安徽芜湖·期末）“战绳”健身爱好者通过手握水平伸直绳的一端，抖动绳端在绳上形成机械波从而达到训练力量的目的。若将绳上形成的机械波视为简谐横波，如图所示，图甲为沿x轴传播的一列简谐波在t=0.01s时刻的波动图像，P、Q分别是x轴上x1=15cm和x2=45cm处的两质点，其中图乙为质点P的振动图像，下列说法正确的是（　　）A．该波沿x轴正方向传播，波速为15m/sB．t=0.16s时刻，质点Q的加速度方向沿y轴正方向C．质点P经0.01s的时间将沿x轴方向移动15cmD．该波与另一列频率为2.5Hz的波相遇时，可能发生稳定的干涉
六、波的衍射、多普勒效应
【例8】（24-25高二下·湖南永州·期末）如图1所示，该装置可用于观察光的干涉、衍射现象，其中P为某光学元件，且P到光屏的距离保持不变。某同学利用该装置分别观察红光与绿光的干涉与衍射现象，在光屏上得到了如图2所示的甲、乙、丙、丁四种图样。下列说法正确的是（　　）A．丁对应的P是单缝，入射光为红光B．丙对应的P是双缝，入射光为绿光C．乙对应的P是单缝，入射光为红光D．甲对应的P是双缝，入射光为绿光
【变式8】（24-25高二下·吉林·期末）将一顶角极大的圆锥形玻璃体倒立在表面平整的标准板上，其截面如图所示。一束单色光从上方垂直玻璃上表面射向玻璃体，下列说法正确的是（　　）A．观察者应从玻璃体右侧观察干涉图样B．产生干涉的两束光是来自圆锥形玻璃体上下表面的反射光C．若换用频率更大的单色光照射，条纹间距将变大D．产生的干涉条纹是以顶点为圆心的同心圆，且疏密均匀
【例9】（25-26高二上·湖北荆州·期末）光学相关知识的四幅实验观测图样如图所示，根据图样的特点分析下列说法正确的是（　　）A．甲图是牛顿环，是反射光互相干涉产生的现象B．乙图的亮斑是圆盘衍射的“泊松亮斑”，圆板中心这个亮斑最早是由泊松发现的C．丙图是小孔成像，能产生倒立的像，说明光具有波动性D．丁图是圆孔衍射，中央亮圆亮度大，外面是明暗相间的等距圆环