機(jī)械振動和機(jī)械波知識點(diǎn)的歸納

朱慶林

機(jī)械振動和機(jī)械波是高中物理的重要專題，高考涉及的知識有簡諧運(yùn)動、單擺、周期公式、機(jī)械波、橫波和縱波、波的干涉和衍射現(xiàn)象、簡諧運(yùn)動的公式和圖象、橫波的圖象、波速波長和頻率（周期）的關(guān)系.下面對這些知識點(diǎn)進(jìn)行歸納和總結(jié).

1.機(jī)械振動概念

（1）回復(fù)力.振動物體所受的總是指向平衡位置的合外力，屬于效果力，在具體問題中要能分析出是什么力提供了回復(fù)力.

（2）位移.由平衡位置指向振動質(zhì)點(diǎn)所在位置的有向線段，其最大值等于振幅.

（3）振幅.振動物體離開平衡位置的最大距離，反映振動的強(qiáng)弱.

（4）周期和頻率.振動物體經(jīng)過一次全振動所需時(shí)問叫周期，振動物體在單位時(shí)問內(nèi)完成全振動的次數(shù)叫頻率，二者互為倒數(shù)關(guān)系，反映振動的快慢.

2.簡諧運(yùn)動

3.單擺

4.簡諧運(yùn)動的圖象

（1）簡諧運(yùn)動的圖象就是振動物體對平衡位置的位移隨時(shí)問變化的圖象，表示振動物體的位移隨時(shí)問變化的規(guī)律.

（2）簡諧運(yùn)動圖象的應(yīng)用：①直接從圖象上讀出周期和振幅；②確定任一時(shí)刻質(zhì)點(diǎn)相對平衡位置的位移；③判斷任意時(shí)刻質(zhì)點(diǎn)的速度方向和加速度方向；④判斷某段時(shí)問內(nèi)振動物體的速度、加速度、動能及勢能大小變化情況.

5.機(jī)械波的形成和傳播

（1）產(chǎn)生條件：①做機(jī)械振動的物體作為波源；②傳播機(jī)械振動的介質(zhì).

（2）形成過程：介質(zhì)可以看成是由大量質(zhì)點(diǎn)構(gòu)成的物質(zhì)，相鄰質(zhì)點(diǎn)之問存在相互作用.前面的點(diǎn)總帶動它相鄰的后面的點(diǎn)做受迫振動，后一質(zhì)點(diǎn)的振動總是滯后于帶動它的前一質(zhì)點(diǎn)的振動，故介質(zhì)中各點(diǎn)的振動周期、頻率完全相同.

（3）波的傳播特點(diǎn)：①波傳播的是振動的形式，質(zhì)點(diǎn)并不隨波而遷移；②波是傳遞能量的一種方式；③波可以傳遞信息，波相當(dāng)于是載體.

（4）分類：①橫波：質(zhì)點(diǎn)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）和凹部（波谷），常見的抖動繩子一端而在繩子上形成的波就是橫波；②縱波：質(zhì)點(diǎn)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，聲波是最常見的縱波，地震所產(chǎn)生的波既有橫波又有縱波.

6.機(jī)械波的描述

7.波的圖象的意義

（1）表示在波的傳播方向上，某時(shí)刻各質(zhì)點(diǎn)離開平衡位置的位移.

（2）由波的圖象可直接獲取的信息：①該時(shí)刻各質(zhì)點(diǎn)的位移；②該時(shí)刻各質(zhì)點(diǎn)的加速度方向；③質(zhì)點(diǎn)振動的振幅A；④波長 ；⑤若知道速度、的方向，可知各質(zhì)點(diǎn)的振動方向；⑥若知道該時(shí)刻某質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動方向，可判斷波的傳播方向.

8.波的衍射、干涉

（1）波的疊加原理：幾列波在空問相遇時(shí)，互不干擾，仍以各自的運(yùn)動特征向前傳播，只是在重疊區(qū)域里，任一質(zhì)點(diǎn)的總位移，等于各列波引起的位移的矢量和.

（2）波的衍射：可以繞過障礙物繼續(xù)傳播，這種現(xiàn)象叫波的衍射. 衍射現(xiàn)象的本質(zhì)是波在遇到小孔或障礙物時(shí)，偏離了直線傳播，使波所涉及的范圍擴(kuò)大，將振動形式（或能量）傳到陰影區(qū)，任何波都能發(fā)生衍射，衍射總是存在的，只是有的衍射明顯，有的衍射不明顯，實(shí)驗(yàn)證明只有當(dāng)小孔（縫）或障礙物的尺寸跟波長相差不多，或者比波長更小時(shí)，才能觀察到明顯的衍射現(xiàn)象.衍射是波所特有的現(xiàn)象之一.

（3）波的干涉：頻率相同（振動方向平行）的兩列波疊加，使某些區(qū)域的振動加強(qiáng)，某些區(qū)域的振動減弱，而且振動加強(qiáng)的區(qū)域和振動減弱的區(qū)域相互問隔，這種現(xiàn)象叫做波的干涉，形成的圖樣是穩(wěn)定的，叫干涉圖樣.產(chǎn)生穩(wěn)定干涉的條件：兩列波的頻率必須相同，產(chǎn)生這樣波的波源叫相干波源一切波都能發(fā)生干涉，干涉也是波特有的現(xiàn)象.

機(jī)械振動和機(jī)械波是高中物理的重要專題，高考涉及的知識有簡諧運(yùn)動、單擺、周期公式、機(jī)械波、橫波和縱波、波的干涉和衍射現(xiàn)象、簡諧運(yùn)動的公式和圖象、橫波的圖象、波速波長和頻率（周期）的關(guān)系.下面對這些知識點(diǎn)進(jìn)行歸納和總結(jié).

1.機(jī)械振動概念

（1）回復(fù)力.振動物體所受的總是指向平衡位置的合外力，屬于效果力，在具體問題中要能分析出是什么力提供了回復(fù)力.

（2）位移.由平衡位置指向振動質(zhì)點(diǎn)所在位置的有向線段，其最大值等于振幅.

（3）振幅.振動物體離開平衡位置的最大距離，反映振動的強(qiáng)弱.

（4）周期和頻率.振動物體經(jīng)過一次全振動所需時(shí)問叫周期，振動物體在單位時(shí)問內(nèi)完成全振動的次數(shù)叫頻率，二者互為倒數(shù)關(guān)系，反映振動的快慢.

2.簡諧運(yùn)動

3.單擺

4.簡諧運(yùn)動的圖象

（1）簡諧運(yùn)動的圖象就是振動物體對平衡位置的位移隨時(shí)問變化的圖象，表示振動物體的位移隨時(shí)問變化的規(guī)律.

（2）簡諧運(yùn)動圖象的應(yīng)用：①直接從圖象上讀出周期和振幅；②確定任一時(shí)刻質(zhì)點(diǎn)相對平衡位置的位移；③判斷任意時(shí)刻質(zhì)點(diǎn)的速度方向和加速度方向；④判斷某段時(shí)問內(nèi)振動物體的速度、加速度、動能及勢能大小變化情況.

5.機(jī)械波的形成和傳播

（1）產(chǎn)生條件：①做機(jī)械振動的物體作為波源；②傳播機(jī)械振動的介質(zhì).

（2）形成過程：介質(zhì)可以看成是由大量質(zhì)點(diǎn)構(gòu)成的物質(zhì)，相鄰質(zhì)點(diǎn)之問存在相互作用.前面的點(diǎn)總帶動它相鄰的后面的點(diǎn)做受迫振動，后一質(zhì)點(diǎn)的振動總是滯后于帶動它的前一質(zhì)點(diǎn)的振動，故介質(zhì)中各點(diǎn)的振動周期、頻率完全相同.

（3）波的傳播特點(diǎn)：①波傳播的是振動的形式，質(zhì)點(diǎn)并不隨波而遷移；②波是傳遞能量的一種方式；③波可以傳遞信息，波相當(dāng)于是載體.

（4）分類：①橫波：質(zhì)點(diǎn)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）和凹部（波谷），常見的抖動繩子一端而在繩子上形成的波就是橫波；②縱波：質(zhì)點(diǎn)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，聲波是最常見的縱波，地震所產(chǎn)生的波既有橫波又有縱波.

6.機(jī)械波的描述

7.波的圖象的意義

（1）表示在波的傳播方向上，某時(shí)刻各質(zhì)點(diǎn)離開平衡位置的位移.

（2）由波的圖象可直接獲取的信息：①該時(shí)刻各質(zhì)點(diǎn)的位移；②該時(shí)刻各質(zhì)點(diǎn)的加速度方向；③質(zhì)點(diǎn)振動的振幅A；④波長 ；⑤若知道速度、的方向，可知各質(zhì)點(diǎn)的振動方向；⑥若知道該時(shí)刻某質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動方向，可判斷波的傳播方向.

8.波的衍射、干涉

（1）波的疊加原理：幾列波在空問相遇時(shí)，互不干擾，仍以各自的運(yùn)動特征向前傳播，只是在重疊區(qū)域里，任一質(zhì)點(diǎn)的總位移，等于各列波引起的位移的矢量和.

（2）波的衍射：可以繞過障礙物繼續(xù)傳播，這種現(xiàn)象叫波的衍射. 衍射現(xiàn)象的本質(zhì)是波在遇到小孔或障礙物時(shí)，偏離了直線傳播，使波所涉及的范圍擴(kuò)大，將振動形式（或能量）傳到陰影區(qū)，任何波都能發(fā)生衍射，衍射總是存在的，只是有的衍射明顯，有的衍射不明顯，實(shí)驗(yàn)證明只有當(dāng)小孔（縫）或障礙物的尺寸跟波長相差不多，或者比波長更小時(shí)，才能觀察到明顯的衍射現(xiàn)象.衍射是波所特有的現(xiàn)象之一.

（3）波的干涉：頻率相同（振動方向平行）的兩列波疊加，使某些區(qū)域的振動加強(qiáng)，某些區(qū)域的振動減弱，而且振動加強(qiáng)的區(qū)域和振動減弱的區(qū)域相互問隔，這種現(xiàn)象叫做波的干涉，形成的圖樣是穩(wěn)定的，叫干涉圖樣.產(chǎn)生穩(wěn)定干涉的條件：兩列波的頻率必須相同，產(chǎn)生這樣波的波源叫相干波源一切波都能發(fā)生干涉，干涉也是波特有的現(xiàn)象.

機(jī)械振動和機(jī)械波是高中物理的重要專題，高考涉及的知識有簡諧運(yùn)動、單擺、周期公式、機(jī)械波、橫波和縱波、波的干涉和衍射現(xiàn)象、簡諧運(yùn)動的公式和圖象、橫波的圖象、波速波長和頻率（周期）的關(guān)系.下面對這些知識點(diǎn)進(jìn)行歸納和總結(jié).

1.機(jī)械振動概念

（1）回復(fù)力.振動物體所受的總是指向平衡位置的合外力，屬于效果力，在具體問題中要能分析出是什么力提供了回復(fù)力.

（2）位移.由平衡位置指向振動質(zhì)點(diǎn)所在位置的有向線段，其最大值等于振幅.

（3）振幅.振動物體離開平衡位置的最大距離，反映振動的強(qiáng)弱.

（4）周期和頻率.振動物體經(jīng)過一次全振動所需時(shí)問叫周期，振動物體在單位時(shí)問內(nèi)完成全振動的次數(shù)叫頻率，二者互為倒數(shù)關(guān)系，反映振動的快慢.

2.簡諧運(yùn)動

3.單擺

4.簡諧運(yùn)動的圖象

（1）簡諧運(yùn)動的圖象就是振動物體對平衡位置的位移隨時(shí)問變化的圖象，表示振動物體的位移隨時(shí)問變化的規(guī)律.

（2）簡諧運(yùn)動圖象的應(yīng)用：①直接從圖象上讀出周期和振幅；②確定任一時(shí)刻質(zhì)點(diǎn)相對平衡位置的位移；③判斷任意時(shí)刻質(zhì)點(diǎn)的速度方向和加速度方向；④判斷某段時(shí)問內(nèi)振動物體的速度、加速度、動能及勢能大小變化情況.

5.機(jī)械波的形成和傳播

（1）產(chǎn)生條件：①做機(jī)械振動的物體作為波源；②傳播機(jī)械振動的介質(zhì).

（2）形成過程：介質(zhì)可以看成是由大量質(zhì)點(diǎn)構(gòu)成的物質(zhì)，相鄰質(zhì)點(diǎn)之問存在相互作用.前面的點(diǎn)總帶動它相鄰的后面的點(diǎn)做受迫振動，后一質(zhì)點(diǎn)的振動總是滯后于帶動它的前一質(zhì)點(diǎn)的振動，故介質(zhì)中各點(diǎn)的振動周期、頻率完全相同.

（3）波的傳播特點(diǎn)：①波傳播的是振動的形式，質(zhì)點(diǎn)并不隨波而遷移；②波是傳遞能量的一種方式；③波可以傳遞信息，波相當(dāng)于是載體.

（4）分類：①橫波：質(zhì)點(diǎn)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）和凹部（波谷），常見的抖動繩子一端而在繩子上形成的波就是橫波；②縱波：質(zhì)點(diǎn)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，聲波是最常見的縱波，地震所產(chǎn)生的波既有橫波又有縱波.

6.機(jī)械波的描述

7.波的圖象的意義

（1）表示在波的傳播方向上，某時(shí)刻各質(zhì)點(diǎn)離開平衡位置的位移.

（2）由波的圖象可直接獲取的信息：①該時(shí)刻各質(zhì)點(diǎn)的位移；②該時(shí)刻各質(zhì)點(diǎn)的加速度方向；③質(zhì)點(diǎn)振動的振幅A；④波長 ；⑤若知道速度、的方向，可知各質(zhì)點(diǎn)的振動方向；⑥若知道該時(shí)刻某質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動方向，可判斷波的傳播方向.

8.波的衍射、干涉

（1）波的疊加原理：幾列波在空問相遇時(shí)，互不干擾，仍以各自的運(yùn)動特征向前傳播，只是在重疊區(qū)域里，任一質(zhì)點(diǎn)的總位移，等于各列波引起的位移的矢量和.

（2）波的衍射：可以繞過障礙物繼續(xù)傳播，這種現(xiàn)象叫波的衍射. 衍射現(xiàn)象的本質(zhì)是波在遇到小孔或障礙物時(shí)，偏離了直線傳播，使波所涉及的范圍擴(kuò)大，將振動形式（或能量）傳到陰影區(qū)，任何波都能發(fā)生衍射，衍射總是存在的，只是有的衍射明顯，有的衍射不明顯，實(shí)驗(yàn)證明只有當(dāng)小孔（縫）或障礙物的尺寸跟波長相差不多，或者比波長更小時(shí)，才能觀察到明顯的衍射現(xiàn)象.衍射是波所特有的現(xiàn)象之一.

（3）波的干涉：頻率相同（振動方向平行）的兩列波疊加，使某些區(qū)域的振動加強(qiáng)，某些區(qū)域的振動減弱，而且振動加強(qiáng)的區(qū)域和振動減弱的區(qū)域相互問隔，這種現(xiàn)象叫做波的干涉，形成的圖樣是穩(wěn)定的，叫干涉圖樣.產(chǎn)生穩(wěn)定干涉的條件：兩列波的頻率必須相同，產(chǎn)生這樣波的波源叫相干波源一切波都能發(fā)生干涉，干涉也是波特有的現(xiàn)象.