高中生物一輪復(fù)習(xí)教案
發(fā)表時間:2021-01-2520xx高考物理第一輪復(fù)習(xí)必備知識點(diǎn)一。
作為杰出的教學(xué)工作者,能夠保證教課的順利開展,教師要準(zhǔn)備好教案,這是老師職責(zé)的一部分。教案可以讓學(xué)生能夠聽懂教師所講的內(nèi)容,幫助教師有計劃有步驟有質(zhì)量的完成教學(xué)任務(wù)。關(guān)于好的教案要怎么樣去寫呢?下面的內(nèi)容是小編為大家整理的20xx高考物理第一輪復(fù)習(xí)必備知識點(diǎn)一,大家不妨來參考。希望您能喜歡!
20xx高考物理第一輪復(fù)習(xí)必備知識點(diǎn)一
一、電場知識點(diǎn)總結(jié)
1.兩種電荷、電荷守恒定律、元電荷:(e=1.60×10-19C);帶電體電荷量等于元電荷的整數(shù)倍
2.庫侖定律:F=kQ1Q2/r2(在真空中){F:點(diǎn)電荷間的作用力(N),k:靜電力常量k=9.0×109N?m2/C2,Q1、Q2:兩點(diǎn)電荷的電量(C),r:兩點(diǎn)電荷間的距離(m),方向在它們的連線上,作用力與反作用力,同種電荷互相排斥,異種電荷互相吸引}
3.電場強(qiáng)度:E=F/q(定義式、計算式){E:電場強(qiáng)度(N/C),是矢量(電場的疊加原理),q:檢驗(yàn)電荷的電量(C)}
4.真空點(diǎn)(源)電荷形成的電場E=kQ/r2{r:源電荷到該位置的距離(m),Q:源電荷的電量}
5.勻強(qiáng)電場的場強(qiáng)E=UAB/d{UAB:AB兩點(diǎn)間的電壓(V),d:AB兩點(diǎn)在場強(qiáng)方向的距離(m)}
6.電場力:F=qE{F:電場力(N),q:受到電場力的電荷的電量(C),E:電場強(qiáng)度(N/C)}
7.電勢與電勢差:UAB=φA-φB,UAB=WAB/q=-ΔEAB/q
8.電場力做功:WAB=qUAB=Eqd{WAB:帶電體由A到B時電場力所做的功(J),q:帶電量(C),UAB:電場中A、B兩點(diǎn)間的電勢差(V)(電場力做功與路徑無關(guān)),E:勻強(qiáng)電場強(qiáng)度,d:兩點(diǎn)沿場強(qiáng)方向的距離(m)}
9.電勢能:EA=qφA{EA:帶電體在A點(diǎn)的電勢能(J),q:電量(C),φA:A點(diǎn)的電勢(V)}
10.電勢能的變化ΔEAB=EB-EA{帶電體在電場中從A位置到B位置時電勢能的差值}
11.電場力做功與電勢能變化ΔEAB=-WAB=-qUAB(電勢能的增量等于電場力做功的負(fù)值)
12.電容C=Q/U(定義式,計算式){C:電容(F),Q:電量(C),U:電壓(兩極板電勢差)(V)}
13.平行板電容器的電容C=εS/4πkd(S:兩極板正對面積,d:兩極板間的垂直距離,ω:介電常數(shù))
常見電容器〔見第二冊P111〕
14.帶電粒子在電場中的加速(Vo=0):W=ΔEK或qU=mVt2/2,Vt=(2qU/m)1/2
15.帶電粒子沿垂直電場方向以速度Vo進(jìn)入勻強(qiáng)電場時的偏轉(zhuǎn)(不考慮重力作用的情況下)
類平垂直電場方向:勻速直線運(yùn)動L=Vot(在帶等量異種電荷的平行極板中:E=U/d)
拋運(yùn)動平行電場方向:初速度為零的勻加速直線運(yùn)動d=at2/2,a=F/m=qE/m
注:
(1)兩個完全相同的帶電金屬小球接觸時,電量分配規(guī)律:原帶異種電荷的先中和后平分,原帶同種電荷的總量平分;
(2)電場線從正電荷出發(fā)終止于負(fù)電荷,電場線不相交,切線方向?yàn)閳鰪?qiáng)方向,電場線密處場強(qiáng)大,順著電場線電勢越來越低,電場線與等勢線垂直;
(3)常見電場的電場線分布要求熟記〔見圖[第二冊P98];
(4)電場強(qiáng)度(矢量)與電勢(標(biāo)量)均由電場本身決定,而電場力與電勢能還與帶電體帶的電量多少和電荷正負(fù)有關(guān);
(5)處于靜電平衡導(dǎo)體是個等勢體,表面是個等勢面,導(dǎo)體外表面附近的電場線垂直于導(dǎo)體表面,導(dǎo)體內(nèi)部合場強(qiáng)為零,導(dǎo)體內(nèi)部沒有凈電荷,凈電荷只分布于導(dǎo)體外表面;
(6)電容單位換算:1F=106μF=1012PF;
(7)電子伏(eV)是能量的單位,1eV=1.60×10-19J;
(8)其它相關(guān)內(nèi)容:靜電屏蔽〔見第二冊P101〕/示波管、示波器及其應(yīng)用〔見第二冊P114〕等勢面〔見第二冊P105〕.
電場知識點(diǎn)就為大家介紹到這里,希望對你有所幫助。
二、恒定電流知識點(diǎn)
電荷的定向移動形成電流。大小、方向都不隨時間變化的電流稱為恒定電流。精品小編準(zhǔn)備了恒定電流知識點(diǎn),具體請看以下內(nèi)容。
恒定電流
1.電流強(qiáng)度:I=q/t{I:電流強(qiáng)度(A),q:在時間t內(nèi)通過導(dǎo)體橫載面的電量(C),t:時間(s)}
2.歐姆定律:I=U/R{I:導(dǎo)體電流強(qiáng)度(A),U:導(dǎo)體兩端電壓(V),R:導(dǎo)體阻值(Ω)}
3.電阻、電阻定律:R=ρL/S{ρ:電阻率(Ω?m),L:導(dǎo)體的長度(m),S:導(dǎo)體橫截面積(m2)}
4.閉合電路歐姆定律:I=E/(r+R)或E=Ir+IR也可以是E=U內(nèi)+U外
{I:電路中的總電流(A),E:電源電動勢(V),R:外電路電阻(Ω),r:電源內(nèi)阻(Ω)}
5.電功與電功率:W=UIt,P=UI{W:電功(J),U:電壓(V),I:電流(A),t:時間(s),P:電功率(W)}
6.焦耳定律:Q=I2Rt{Q:電熱(J),I:通過導(dǎo)體的電流(A),R:導(dǎo)體的電阻值(Ω),t:通電時間(s)}
7.純電阻電路中:由于I=U/R,W=Q,因此W=Q=UIt=I2Rt=U2t/R
8.電源總動率、電源輸出功率、電源效率:P總=IE,P出=IU,η=P出/P總{I:電路總電流(A),E:電源電動勢(V),U:路端電壓(V),η:電源效率}
9.電路的串/并聯(lián)串聯(lián)電路(P、U與R成正比)并聯(lián)電路(P、I與R成反比)
電阻關(guān)系(串同并反)R串=R1+R2+R3+1/R并=1/R1+1/R2+1/R3+
電流關(guān)系I總=I1=I2=I3I并=I1+I2+I3+
電壓關(guān)系U總=U1+U2+U3+U總=U1=U2=U3
功率分配P總=P1+P2+P3+P總=P1+P2+P3+
10.歐姆表測電阻
(1)電路組成(2)測量原理
兩表筆短接后,調(diào)節(jié)Ro使電表指針滿偏,得
Ig=E/(r+Rg+Ro)
接入被測電阻Rx后通過電表的電流為
Ix=E/(r+Rg+Ro+Rx)=E/(R中+Rx)
由于Ix與Rx對應(yīng),因此可指示被測電阻大小
(3)使用方法:機(jī)械調(diào)零、選擇量程、歐姆調(diào)零、測量讀數(shù){注意擋位(倍率)}、撥off擋.
(4)注意:測量電阻時,要與原電路斷開,選擇量程使指針在中央附近,每次換擋要重新短接歐姆調(diào)零.
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三、勻變速直線運(yùn)動的規(guī)律知識點(diǎn)
勻變速直線運(yùn)動,速度均勻變化的直線運(yùn)動,即加速度不變的直線運(yùn)動。以下是勻變速直線運(yùn)動的規(guī)律知識點(diǎn),請大家參考。
(一)勻變速直線運(yùn)動的規(guī)律
1.條件:物體受到的合外力恒定,且與運(yùn)動方向在一條直線上.
2.特點(diǎn):a恒定,即相等時間內(nèi)速度的變化量恒定.
3.規(guī)律:
(1)vt=v0+at
(2)s=v0t+at2
(3)vt2-v02=2as
4.推論:
(1)勻變速直線運(yùn)動的物體,在任意兩個連續(xù)相等的時間里的位移之差是個恒量,即
Δs=si+1-si=aT2=恒量.
(2)勻變速直線運(yùn)動的物體,在某段時間內(nèi)的平均速度等于該段時間的中間時刻的瞬時速度,即vt/2==
以上兩個推論在測定勻變速直線運(yùn)動的加速度等學(xué)生實(shí)驗(yàn)中經(jīng)常用到,要熟練掌握.
(3)初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(設(shè)T為等分時間間隔):
①1T末、2T末、3T末……瞬時速度的比為:
v1∶v2∶v3∶……∶vN=1∶2∶3∶…∶n
②1T內(nèi)、2T內(nèi)、3T內(nèi)……位移的比為:
s1∶s2∶s3∶…∶sN=12∶22∶32∶…∶n2
③第一個T內(nèi)、第二個T內(nèi)、第三個T內(nèi)……位移的比為:
sⅠ∶sⅡ∶sⅢ∶…∶sN=1∶3∶5∶…∶(2n-1)
④從靜止開始通過連續(xù)相等的位移所用時間的比:
t1∶t2∶t3∶…∶tN=1∶(-1)∶(-)∶…∶(-)
5.自由落體運(yùn)動是初速度為0、加速度為g的勻加速直線運(yùn)動,初速度為零的勻加速運(yùn)動的所有規(guī)律和比例關(guān)系均適用于自由落體運(yùn)動
(二)解題方法指導(dǎo)
(1)要養(yǎng)成根據(jù)題意畫出物體運(yùn)動示意圖的習(xí)慣.特別對較復(fù)雜的運(yùn)動,畫出草圖可使運(yùn)動過程直觀,物理圖景清晰,便于分析研究。
(2)要注意分析研究對象的運(yùn)動過程,搞清整個運(yùn)動過程按運(yùn)動性質(zhì)的轉(zhuǎn)換可分為哪幾個運(yùn)動階段,各個階段遵循什么規(guī)律,各個階段間存在什么聯(lián)系。
(3)由于本章公式較多,且各公式間有相互聯(lián)系,因此,本章的題目??梢活}多解。解題時要思路開闊,聯(lián)想比較,篩選最簡捷的解題方案。解題時除采用常規(guī)的公式解析法外,圖象法、比例法、極值法、逆向轉(zhuǎn)換法(如將一勻減速直線運(yùn)動視為反向的勻加速直線運(yùn)動)等也是本章解題中常用的方法。
四、自由落體運(yùn)動知識點(diǎn)總結(jié)
只在重力的作用下,初速度為零的運(yùn)動,叫做自由落體運(yùn)動。以下是自由落體運(yùn)動知識點(diǎn),請大家參考。
(一)自由落體運(yùn)動。
1、什么是自由落體運(yùn)動。
任何一個物體在重力作用下下落時都會受到空氣阻力的作用,從而使運(yùn)動情況變的復(fù)雜。若想辦法排除空氣阻力的影響(如:改變物體形狀和大小,也可以把下落的物體置于真空的環(huán)境之中),讓物體下落時之受重力的作用,那么物體的下落運(yùn)動就是自由落體運(yùn)動。
物體只在重力作用下,從靜止開始下落的運(yùn)動叫做自由落體運(yùn)動。
2、自由落體運(yùn)動的特點(diǎn)。
從自由落體運(yùn)動的定義出發(fā),顯然自由落體運(yùn)動是初速度為零的直線運(yùn)動;因?yàn)橄侣湮矬w只受重力的作用,而對于每一個物體它所受的重力在地面附近是恒定不變的,因此它在下落過程中的加速度也是保持恒定的。而且,對不同的物體在同一個地點(diǎn)下落時的加速度也是相同的。關(guān)于這一點(diǎn)各種實(shí)驗(yàn)都可以證明,如課本上介紹的“牛頓管實(shí)驗(yàn)”以及同學(xué)們會做的打點(diǎn)計時器的實(shí)驗(yàn)等。綜上所述,自由落體運(yùn)動是初速度為零的豎直向下的勻加速直線運(yùn)動。
(二)自由落體加速度。
1、在同一地點(diǎn),一切物體在自由落體運(yùn)動中加速度都相同。這個加速度叫自由落體加速度。因?yàn)檫@個加速度是在重力作用下產(chǎn)生的,所以自由落體加速度也叫做重力加速度。通常不用“a”表示,而用符號“g”來表示自由落體加速度。
2、重力加速度的大小和方向。
同學(xué)們可以參看課本或其他讀物就會發(fā)現(xiàn)在不同的地點(diǎn)自由落體加速度一般是不一樣的。如:廣州的自由落體加速度是9.788m/s2,杭州是9.793m/s2,上海是9.794m/s2,華盛頓是9.801m/s2,北京是9.80122m/s2,巴黎是9.809m/s2,莫斯科是9.816m/s2。即使在同一位置在不同的高度加速度的值也是不一樣的。如在北京海拔4km時自由落體加速度是9.789m/s2,海拔8km時是9.777m/s2,海拔12km時是9.765m/s2,海拔16km時是9.752m/s2,海拔20km時是9.740m/s2。
盡管在地球上不同的地點(diǎn)和不同的高度自由落體加速度的值一般都不相同,但從以上數(shù)據(jù)不難看出在精度要求不高的情況下可以近似地認(rèn)為在地面附近(不管什么地點(diǎn)和有限的高度內(nèi))的自由落體加速度的值為:g=9.765m/s2。在粗略的計算中有時也可以認(rèn)為重力加速度g=10m/s2。重力加速度的方向總是豎直向下的。
五、速度和時間的關(guān)系知識點(diǎn)
時速論即宇宙定律與背景無關(guān),任何定律在宇宙里面都是一樣的。以下是速度和時間的關(guān)系知識點(diǎn),請大家認(rèn)真掌握。
1.速度——時間圖象速度——時間圖象描述了物體運(yùn)動的速度隨時間變化規(guī)律,由圖象可以作出下列判斷:
(1)讀出物體在某時刻的速度或具有某一速度在哪一時刻如圖7—1所示,0t時刻速度為v。速度2vv則在2t時刻。
(2)求出物體在某一段時間內(nèi)速度的變化量,如圖7—1,在1t~2t時間內(nèi)速度變化量12vvv
(3)判斷運(yùn)動方向。若速度為正值(橫軸以上)表示物體沿規(guī)定的正方向運(yùn)動,若速度為負(fù)則運(yùn)動方向與規(guī)定的正方向相反。如圖7—2所示,20t時間內(nèi)速度為正,雖然速度大小改變,運(yùn)動方向沒變,與規(guī)定正方向相同,在21tt時間內(nèi)速度減小但位移還是增大的。32tt時間內(nèi)速度為負(fù)與2t前運(yùn)動方向相反,位移減小。
(4)可判斷運(yùn)動性質(zhì)tv圖象是傾斜的,變速運(yùn)動、傾斜的直線則表示勻變速直線運(yùn)動,圖象是平行于橫軸的直線則表示勻速直線運(yùn)動。見圖1207t時間內(nèi)物體做勻加速直線運(yùn)動,21tt則是勻減速直線運(yùn)動。
32tt是負(fù)向勻加速運(yùn)動。
(5)比較速度變化快慢。tv圖象若是直線則直線的傾斜程度表示速度變化快慢。圖象與t軸角越大則速度變化越快。見圖7—2,10t速度圖象與橫軸夾角比21tt圖象與橫軸夾角小,10t時間內(nèi)速度增加得慢
21tt時間內(nèi)速度減小得快。
(6)求位移,速度圖象與橫軸或兩軸所圍面積就是給定時間內(nèi)的位移,在橫軸以上位移為正,橫軸以下位移為負(fù)。
兩物體相遇時它們的速度——時間圖象與坐標(biāo)軸所圍面積相等,不是圖象的交點(diǎn)。
六、時間和位移知識點(diǎn)
1、時刻和時間間隔
(1)時刻和時間間隔可以在時間軸上表示出來。時間軸上的每一點(diǎn)都表示一個不同的時刻,時間軸上一段線段表示的是一段時間間隔(畫出一個時間軸加以說明)。
(2)在學(xué)校實(shí)驗(yàn)室里常用秒表,電磁打點(diǎn)計時器或頻閃照相的方法測量時間。
2、路程和位移
(1)路程:質(zhì)點(diǎn)實(shí)際運(yùn)動軌跡的長度,它只有大小沒有方向,是標(biāo)量。
(2)位移:是表示質(zhì)點(diǎn)位置變動的物理量,有大小和方向,是矢量。它是用一條自初始位置指向末位置的有向線段來表示,位移的大小等于質(zhì)點(diǎn)始、末位置間的距離,位移的方向由初位置指向末位置,位移只取決于初、末位置,與運(yùn)動路徑無關(guān)。
(3)位移和路程的區(qū)別:
(4)一般來說,位移的大小不等于路程。只有質(zhì)點(diǎn)做方向不變的無往返的直線運(yùn)動時位移大小才等于路程。
3、矢量和標(biāo)量
(1)矢量:既有大小、又有方向的物理量。
(2)標(biāo)量:只有大小,沒有方向的物理量。
4、直線運(yùn)動的位置和位移:在直線運(yùn)動中,兩點(diǎn)的位置坐標(biāo)之差值就表示物體的位移。
常見考點(diǎn)考法
這部分知識難度也不大,在平時的練習(xí)中可能出現(xiàn),且往往以選擇題的形式出現(xiàn),但是高考中單獨(dú)出現(xiàn)的幾率比較小。
常見誤區(qū)提醒
時間與時刻:時間表示一個積累過程它是由無數(shù)個連續(xù)時刻即時間點(diǎn)累積的結(jié)果,包含了物體運(yùn)動、發(fā)展所經(jīng)歷的過程,對應(yīng)的是一個運(yùn)動過程。而時刻則表示某一個時間點(diǎn)沒有延續(xù)更不能累積,是物體運(yùn)動、發(fā)展過程中到達(dá)的某一個狀態(tài)。如果我們把時間當(dāng)成一個錄像過程,那么時刻就只能是一張照片.
位移與路程:路程是學(xué)生在初中甚至小學(xué)就接觸到的一個概念,在同學(xué)們的意識中根深蒂固,難以改變。然而為了物理的學(xué)習(xí)我們大家不得不去強(qiáng)迫自己接受位移這一概念。路程很容易理解也就是我們所走過的路徑的總長度,而位移則表示是物體始末位置的改變,表示為始末位置之間的線段長度。在物理中路程需要考慮物體的具體運(yùn)動過程,而位移則不需要考慮這些。例如:小明從家走到學(xué)校有5公里的路程,我們就要具體考慮小明的運(yùn)動路線,但要考慮小明的位移,我們只需要從小明的起始位置(家)到小明的末位置(學(xué)校)之間做一條有向線段,線段的長度就表示位移的大小,線段的方向就是位移的方向,而不必再考慮具體小明走的什么路線.
矢量與標(biāo)量:由于標(biāo)量只有大小沒有方向,因此對與標(biāo)量只需直接對其進(jìn)行代數(shù)運(yùn)算即可,而矢量由于存在方向性,因此對矢量進(jìn)行運(yùn)算時應(yīng)當(dāng)遵循平行四邊形法則.
20xx高考物理第一輪復(fù)習(xí)必備知識點(diǎn):公式歸納
20xx高考物理第一輪復(fù)習(xí)必備知識點(diǎn):公式歸納
1.平均速度V平=s/t(定義式)2.有用推論Vt2-Vo2=2as
3.中間時刻速度Vt/2=V平=(Vt+Vo)/24.末速度Vt=Vo+at
5.中間位置速度Vs/2=[(Vo2+Vt2)/2]1/26.位移s=V平t=Vot+at2/2=Vt/2t
7.加速度a=(Vt-Vo)/t{以Vo為正方向,a與Vo同向(加速)a0;反向則a0}
8.實(shí)驗(yàn)用推論Δs=aT2{Δs為連續(xù)相鄰相等時間(T)內(nèi)位移之差}
9.主要物理量及單位:初速度(Vo):m/s;加速度(a):m/s2;末速度(Vt):m/s;時間(t)秒(s)位移(s):;米(m);路程:米;速度單位換算:1m/s=3.6km/h。
2)自由落體運(yùn)動
1.初速度Vo=02.末速度Vt=gt
3.下落高度h=gt2/2(從Vo位置向下計算)4.推論Vt2=2gh
(1)自由落體運(yùn)動是初速度為零的勻加速直線運(yùn)動,遵循勻變速直線運(yùn)動規(guī)律;
(2)a=g=9.8m/s2≈10m/s2(重力加速度在赤道附近較小,在高山處比平地小,方向豎直向下)。
(3)豎直上拋運(yùn)動
1.位移s=Vot-gt2/22.末速度Vt=Vo-gt(g=9.8m/s2≈10m/s2)
3.有用推論Vt2-Vo2=-2gs4.上升最大高度Hm=Vo2/2g(拋出點(diǎn)算起)
5.往返時間t=2Vo/g(從拋出落回原位置的時間)
(1)全過程處理:是勻減速直線運(yùn)動,以向上為正方向,加速度取負(fù)值;
(2)分段處理:向上為勻減速直線運(yùn)動,向下為自由落體運(yùn)動,具有對稱性;
(3)上升與下落過程具有對稱性,如在同點(diǎn)速度等值反向等。
20xx高考物理第一輪復(fù)習(xí)必備知識點(diǎn):曲線運(yùn)動
20xx高考物理第一輪復(fù)習(xí)必備知識點(diǎn):曲線運(yùn)動
曲線運(yùn)動
一、知識點(diǎn)
(一)曲線運(yùn)動的條件:合外力與運(yùn)動方向不在一條直線上
(二)曲線運(yùn)動的研究方法:運(yùn)動的合成與分解(平行四邊形定則、三角形法則)
(三)曲線運(yùn)動的分類:合力的性質(zhì)(勻變速:平拋運(yùn)動、非勻變速曲線:勻速圓周運(yùn)動)
(四)勻速圓周運(yùn)動
1受力分析,所受合力的特點(diǎn):向心力大小、方向
2向心加速度、線速度、角速度的定義(文字、定義式)
3向心力的公式(多角度的:線速度、角速度、周期、頻率、轉(zhuǎn))
(五)平拋運(yùn)動
1受力分析,只受重力
2速度,水平、豎直方向分速度的表達(dá)式;位移,水平、豎直方向位移的表達(dá)式
3速度與水平方向的夾角、位移與水平方向的夾角
(五)離心運(yùn)動的定義、條件
二、考察內(nèi)容、要求及方式
1曲線運(yùn)動性質(zhì)的判斷:明確曲線運(yùn)動的條件、牛二定律(選擇題)
2勻速圓周運(yùn)動中的動態(tài)變化:熟練掌握勻速圓周運(yùn)動各物理量之間的關(guān)系式(選擇、填空)
3勻速圓周運(yùn)動中物理量的計算:受力分析、向心加速度的幾種表示方式、合力提供向心力(計算題)
3運(yùn)動的合成與分解:分運(yùn)動與和運(yùn)動的等時性、等效性(選擇、填空)
4平拋運(yùn)動相關(guān):平拋運(yùn)動中速度、位移、夾角的計算,分運(yùn)動與和運(yùn)動的等時性、等效性(選擇、填空、計算)
5離心運(yùn)動:臨界條件、最大靜摩擦力、勻速圓周運(yùn)動相關(guān)計算(選擇、計算)
20xx高考物理第一輪復(fù)習(xí)必備知識點(diǎn):機(jī)械波
20xx高考物理第一輪復(fù)習(xí)必備知識點(diǎn):機(jī)械波
機(jī)械振動在介質(zhì)中的傳播稱為機(jī)械波(mechanicalwave)。機(jī)械波與電磁波既有相似之處又有不同之處,機(jī)械波由機(jī)械振動產(chǎn)生,電磁波由電磁振蕩產(chǎn)生;機(jī)械波的傳播需要特定的介質(zhì),在不同介質(zhì)中的傳播速度也不同,在真空中根本不能傳播,而電磁波(例如光波)可以在真空中傳播;機(jī)械波可以是橫波和縱波,但電磁波只能是橫波;機(jī)械波與電磁波的許多物理性質(zhì),如:折射、反射等是一致的,描述它們的物理量也是相同的。常見的機(jī)械波有:水波、聲波、地震波。
機(jī)械振動產(chǎn)生機(jī)械波,機(jī)械波的傳遞一定要有介質(zhì),有機(jī)械振動但不一定有機(jī)械波產(chǎn)生。
形成條件
波源
波源也稱振源,指能夠維持振動的傳播,不間斷的輸入能量,并能發(fā)出波的物體或物體所在的初始位置。波源即是機(jī)械波形成的必要條件,也是電磁波形成的必要條件。
波源可以認(rèn)為是第一個開始振動的質(zhì)點(diǎn),波源開始振動后,介質(zhì)中的其他質(zhì)點(diǎn)就以波源的頻率做受迫振動,波源的頻率等于波的頻率。
介質(zhì)
廣義的介質(zhì)可以是包含一種物質(zhì)的另一種物質(zhì)。在機(jī)械波中,介質(zhì)特指機(jī)械波借以傳播的物質(zhì)。僅有波源而沒有介質(zhì)時,機(jī)械波不會產(chǎn)生,例如,真空中的鬧鐘無法發(fā)出聲音。機(jī)械波在介質(zhì)中的傳播速率是由介質(zhì)本身的固有性質(zhì)決定的。在不同介質(zhì)中,波速是不同的。
下表給出了0℃時,聲波在不同介質(zhì)的傳播速度,數(shù)據(jù)取自《普通高中課程標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)教科書-物理(選修3-4)》(2005年)[1]。單位v/m·s^-1
傳播方式與特點(diǎn)
質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動
機(jī)械波在傳播過程中,每一個質(zhì)點(diǎn)都只做上下(左右)的簡諧振動,即,質(zhì)點(diǎn)本身并不隨著機(jī)械波的傳播而前進(jìn),也就是說,機(jī)械波的一質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動是沿一水平直線進(jìn)行的。例如:人的聲帶不會隨著聲波的傳播而離開口腔。簡諧振動做等幅震動,理想狀態(tài)下可看作做能量守恒的運(yùn)動.阻尼振動為能量逐漸損失的運(yùn)動.
為了說明機(jī)械波在傳播時質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動的特點(diǎn),現(xiàn)已繩波(右下圖)為例進(jìn)行介紹,其他形式的機(jī)械波同理[1]。
繩波是一種簡單的橫波,在日常生活中,我們拿起一根繩子的一端進(jìn)行一次抖動,就可以看見一個波形在繩子上傳播,如果連續(xù)不斷地進(jìn)行周期性上下抖動,就形成了繩波[1]。
把繩分成許多小部分,每一小部分都看成一個質(zhì)點(diǎn),相鄰兩個質(zhì)點(diǎn)間,有彈力的相互作用。第一個質(zhì)點(diǎn)在外力作用下振動后,就會帶動第二個質(zhì)點(diǎn)振動,只是質(zhì)點(diǎn)二的振動比前者落后。這樣,前一個質(zhì)點(diǎn)的振動帶動后一個質(zhì)點(diǎn)的振動,依次帶動下去,振動也就發(fā)生區(qū)域向遠(yuǎn)處的傳播,從而形成了繩波。如果在繩子上任取一點(diǎn)系上紅布條,我們還可以發(fā)現(xiàn),紅布條只是在上下振動,并沒有隨波前進(jìn)[1]。
由此,我們可以發(fā)現(xiàn),介質(zhì)中的每個質(zhì)點(diǎn),在波傳播時,都只做簡諧振動(可以是上下,也可以是左右),機(jī)械波可以看成是一種運(yùn)動形式的傳播,質(zhì)點(diǎn)本身不會沿著波的傳播方向移動。
對質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動方向的判定有很多方法,比如對比前一個質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動;還可以用上坡下,下坡上進(jìn)行判定,即沿著波的傳播方向,向上遠(yuǎn)離平衡位置的質(zhì)點(diǎn)向下運(yùn)動,向下遠(yuǎn)離平衡位置的質(zhì)點(diǎn)向上運(yùn)動。
機(jī)械波傳播的本質(zhì)
在機(jī)械波傳播的過程中,介質(zhì)里本來相對靜止的質(zhì)點(diǎn),隨著機(jī)械波的傳播而發(fā)生振動,這表明這些質(zhì)點(diǎn)獲得了能量,這個能量是從波源通過前面的質(zhì)點(diǎn)依次傳來的。所以,機(jī)械波傳播的實(shí)質(zhì)是能量的傳播,這種能量可以很小,也可以很大,海洋的潮汐能甚至可以用來發(fā)電,這是維持機(jī)械波(水波)傳播的能量轉(zhuǎn)化成了電能。
機(jī)械波
機(jī)械振動在介質(zhì)中的傳播稱為機(jī)械波。機(jī)械波與電磁波既有相似之處又有不同之處,機(jī)械波由機(jī)械振動產(chǎn)生,電磁波由電磁振蕩產(chǎn)生;機(jī)械波的傳播需要特定的介質(zhì),在不同介質(zhì)中的傳播速度也不同,在真空中根本不能傳播,而電磁波,例如光波,可以在真空中傳播;機(jī)械波可以是橫波和縱波,但電磁波只能是橫波;機(jī)械波與電磁波的許多物理性質(zhì),如:折射、反射等是一致的,描述它們的物理量也是相同的。常見的機(jī)械波有:水波、聲波、地震波。