约21970字。

　　高考综合复习——机械振动 机械波专题复习总体感知
　　知识网络
　　考纲要求
　　考点 要求
　　简谐运动
　　简谐运动的公式和图象
　　单摆、周期公式
　　受迫振动和共振
　　机械波
　　横波和纵波
　　横波的图象
　　波速、波长和频率（周期）的关系
　　波的干涉和衍射现象 Ⅰ
　　Ⅱ
　　Ⅰ
　　Ⅰ
　　Ⅰ
　　Ⅰ
　　Ⅱ
　　Ⅱ
　　Ⅰ
　　实验：用单摆测定重力加速度 　
　　命题规律
　　1．从近几年的高考试题可以看出，本专题内容是历年高考的必考内容，其中命题频率较高的是简谐运动的特点和图象、波的图象以及波长、频率和波速的关系。试题信息容量大、综合性强，一道题往往考查多个概念和规律，特别是通过波的图象综合考查理解能力、推理能力和空间想象能力。
　　2．本专题的题型较多，既有选择题，也有实验填空题，还有计算论述题。
　　复习策略
　　1．在复习振动时，应在理解概念和规律上多下工夫。
　　在复习振动时，注意该部分问题高中阶段要求虽不太高，但该部分知识比较琐碎、概念较多，且振动的规律与同学们熟知的直线运动规律存在很大差异，应在理解概念和规律上多下工夫。重点是简谐振动的四个过程，在振动过程中回复力、位移、速度、加速度的变化规律。单摆的振动以及单摆的周期公式是本章的一个重点，注意钟的快慢的调节，复合场中单摆周期的变化等问题是学习中典型的难点问题，应注意多做练习加以突破。周期性和对称性是振动的特征，充分利用这些特点可为解决振动问题提供很大的帮助。
　　2．在波动问题中，深刻理解波的形成过程、先后振动的质点间的关系是关键。
　　波动中各质点都在平衡位置附近做周期性振动，后一质点的振动总是落后于带动它的前一质点的振动，波动是全部质点联合起来共同呈现的现象。只有把波的形成过程弄清楚了，才能针对实际问题进行分析判断。应注意频率由振源决定，波速由介质决定这一关键概念。多解性是该部分题目的又一个特征，应多结合例题反复练习，真正理解和掌握这一问题。
　　3．波动和振动都呈周期性，且图象完全相似，这正是易于将两者混淆的原因所在。
　　在复习中应注意分清两者物理意义上的差别：振动讨论的是某一质点的运动规律，而波动则是参与振动的一系列质点的“群体效应”。振动图象是直观、形象地反映振动规律的有用工具，在复习中应结合具体的振动模型的振动情况加深对其物理意义的理解。而波动图象则直观、形象地解释了较为抽象的波动规律。复习中，在弄清其物理意义的基础上，应注意利用其特殊作用，应能熟练地应用一些基本方法，如“微平移法”、“振动步调比较法”（即带动法）等，用它们图象上某一质点的振动方向和波的传播方向等问题。相对于振动图象，波动图象理解起来会感到难度更大一些，难就难在“静”（图象描述某一时刻所有质点的空间分布规律）和“动”（某一段时间后图象沿传播方向平移）的联系上，这是复习中应首要解决的问题。有关图象的问题，要真正理解两个图象的物理意义，在理解图象的物理意义上多下功夫。
　　4．波的干涉问题不是本部分的重点，是一个难点。
　　在知道波的干涉现象的基础上，更应从理论上透彻分析把握实质，特别应强调以下两点：
　　（1）在干涉中，振动加强点与减弱点是固定的，不随时间的延伸而变化，即加强点始终加强，减弱点始终减弱。
　　（2）加强和减弱指的是质点振动的剧烈程度的差异，或者是振幅大小的区别；加强点振幅大，减弱点振幅小（特殊情况下可以为零—即不振）。但是它们的位移都是随时间而变化的，某一时刻加强点的位移完全可以小于减弱点的位移，当然也可以为零。
　　第一部分 机械振动
　　知识要点梳理
　　知识点一——简谐运动
　　▲知识梳理
　　1．定义
　　物体在跟偏离平衡位置的位移大小成正比，并且总指向平衡位置的回复力的作用下的振动，叫简谐运动。
　　表达式为：F=－kx，是判断一个振动是不是简谐运动的充分必要条件。凡是简谐运动沿振动方向的合力必须满足该条件；反之，只要沿振动方向的合力满足该条件，那么该振动一定是简谐运动。
　　（1）简谐运动的位移必须是指偏离平衡位置的位移。也就是说，在研究简谐运动时所说的位移的起点都必须在平衡位置处。
　　（2）回复力是一种效果力，是振动物体在沿振动方向上所受的合力。
　　（3）“平衡位置”不等于“平衡状态”。平衡位置是指回复力为零的位置，物体在该位置所受的合外力不一定为零。（如单摆摆到最低点时，沿振动方向的合力为零，但在指向悬点方向上的合力却不等于零，所以并不处于平衡状态。）
　　特别提醒：简谐运动的位移大小和方向都是相对平衡位置来说的，是从平衡位置指向所在位置的矢量。
　　2．几个重要的物理量间的关系
　　要熟练掌握做简谐运动的物体在某一时刻（或某一位置）的位移x、回复力F、加速度a、速度v这四个矢量的相互关系。
　　（1）由定义知：F x，方向与位移方向相反。
　　（2）由牛顿第二定律知：a F，方向与F方向相同。
　　（3）由以上两条可知：a x，方向与位移方向相反。
　　（4）v和x、F、a之间的关系最复杂：当v、a同向（即 v、 F同向，也就是v、x反向）时v一定增大；
　　当v、a反向（即 v、 F反向，也就是v、x同向）时，v一定减小。
　　3．从总体上描述简谐运动的物理量
　　振动的最大特点是往复性或者说是周期性。因此振动物体在空间的运动有一定的范围，用振幅A来描述；在时间上则用周期T来描述完成一次全振动所需的时间。
　　（1）振幅A是描述振动强弱的物理量。（一定要将振幅跟位移相区别，在简谐运动的振动过程中，振幅是不变的而位移是时刻在改变的）
　　（2）周期T是描述振动快慢的物理量。周期由振动系统本身的因素决定，叫固有周期。任何简谐运动都有共同的周期公式： （其中m是振动物体的质量，k是回复力系数，即简谐运动的判定式F=－kx中的比例系数，对于弹簧振子k就是弹簧的劲度，对其它简谐运动它就不再是弹簧的劲度了）。
　　（3）频率也是描述振动快慢的物理量。周期与频率的关系是 。
　　4．表达式
　　，其中A是振幅， 是t=0时的相位，即初相位或初相。
　　5．简谐运动的能量特征
　　振动过程是一个动能和势能不断转化的过程，振动物体总的机械能的大小与振幅有关，振幅越大，振动的能量越大。简谐运动的振幅不变，总的机械能守恒。