高中物理關(guān)于機(jī)械振動與機(jī)械波的知識點(diǎn)總結(jié)！
1. 簡諧運(yùn)動
1.定義：物體在與離開平衡位置的位移成比例的恢復(fù)力作用下，始終指向平衡位置的振動叫做簡諧運(yùn)動，又稱簡單諧振動。
2、簡諧運(yùn)動的特點(diǎn)：恢復(fù)力F=-kx，加速度a=-kx/m，方向與位移方向相反，且始終指向平衡位置。
簡諧運(yùn)動是變加速度的運(yùn)動，在平衡位置時速度最大，加速度為零；在最大位移時速度為零，加速度最大。
3.描述簡諧運(yùn)動的物理量 （1）位移x：從平衡位置到振動質(zhì)點(diǎn)位置的有向線段，是一個矢量，其最大值等于振幅。 （2）振幅A：振動物體移離平衡位置的最大距離。 ，是一個標(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。二者互為反比，即T=1/f。 4.簡諧運(yùn)動圖像 （1）意義：表示振動物體的位移隨時間變化的規(guī)律，注意振動圖像不是質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動軌跡。 （2）特點(diǎn)：簡諧運(yùn)動的圖像是一條正弦（或余弦）曲線
（3）應(yīng)用：可以直觀地讀出每一時刻的振幅A、周期T、位移x，確定恢復(fù)力和加速度方向，確定位移、恢復(fù)力、加速度、速度、動能、勢能等在一段時間內(nèi)的變化情況。
2、彈簧振子定義：周期和頻率只取決于彈簧剛度系數(shù)和振子的質(zhì)量，與放置環(huán)境和放置方法無關(guān)。例如，做簡諧運(yùn)動的彈簧振子的周期為T，無論它放在地球上、月球上還是人造衛(wèi)星中；無論它放的位置是水平的、傾斜的還是垂直的；無論振幅是大還是小，它的周期總是T。忽略不計，不作拉伸，擺球的直徑比擺線的長度小得多，擺球可以看作一個點(diǎn)質(zhì)量，單擺是一個理想化的模型。2、單擺的振動可以看作簡諧運(yùn)動的條件是：最大擺角α
4.單擺做簡諧運(yùn)動的周期公式為：T=2π
（1）當(dāng)振幅很小時，單擺的振動周期與振幅無關(guān)。
（2）單擺的振動周期與擺球的質(zhì)量無關(guān)，只與擺長L和當(dāng)?shù)刂亓铀俣萭有關(guān)。
（3）擺長L是指懸掛點(diǎn)到擺球重心的距離。在一些修正的單擺中，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（一般來說，等效重力加速度g'等于擺球靜止在平衡位置時，擺線張力與擺球質(zhì)量之比）。
四、受迫振動 1.受迫振動：振動系統(tǒng)在周期性驅(qū)動力作用下進(jìn)行的振動稱為受迫振動。
2、受迫振動的特點(diǎn)：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，與系統(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)象叫共振。共振發(fā)生的條件：驅(qū)動力的頻率等于振動系統(tǒng)的固有頻率。
5.機(jī)械波 1.定義：機(jī)械振動在介質(zhì)中傳播，形成機(jī)械波。 2.機(jī)械波產(chǎn)生的條件： （1）波源 （2）介質(zhì) 3.機(jī)械波的分類： （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。橫波有凸起的部分（波峰），也有凹陷的部分（波谷）。 （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。縱波有密集的部分和疏密的部分。
注：氣體、液體、固體都能傳播縱波，但氣體和液體不能傳播橫波。4、機(jī)械波的特點(diǎn)：
（1）機(jī)械波傳遞振動形式和能量。粒子只在各自的平衡位置附近振動，不隨波遷移。（2）介質(zhì)中每個粒子的振動周期和頻率與波源的振動周期和頻率相同。3）靠近波源的粒子帶動遠(yuǎn)離波源的粒子依次振動。
6.波長、波速和頻率及其關(guān)系
1、波長：振動時，兩個相鄰粒子相對于平衡位置的位移始終相等，它們之間的距離叫波長。振動在介質(zhì)中傳播一個周期的距離等于一個波長。
2、波速：波和機(jī)械波的傳播速率由介質(zhì)決定，與波源無關(guān)。
3、頻率：波的頻率永遠(yuǎn)等于波源的振動頻率，與介質(zhì)無關(guān)。
4.三者之間的關(guān)系：v=入口f
七、波像 1.定義：表示介質(zhì)中各質(zhì)點(diǎn)在波傳播方向上相對于同一時刻平衡位置的位移。當(dāng)波源做簡諧運(yùn)動時，在介質(zhì)中形成簡諧波，其波像為正弦或余弦曲線。 （1）從波像中可得到的信息： ①可從圖像中直接讀出振幅（注意單位） ②可從圖像中直接讀出波長（注意單位）
③ 能計算出時刻任一點(diǎn)相對于平衡位置的位移（包括大小和方向）。
④當(dāng)已知波速方向（或已知波源位置）時貝語網(wǎng)校，便可確定此刻各質(zhì)點(diǎn)的振動方向。 ⑤可確定各質(zhì)點(diǎn)振動的加速度方向（加速度永遠(yuǎn)指向平衡位置） （2）波像與振動像對比：
8、波問題的多解性 波傳播在時間、空間和方向上的周期性是波問題有多種解的主要原因，無窮多個解的級數(shù)轉(zhuǎn)化成有限個或唯一解。 9、波的衍射 波在傳播過程中偏離直線傳播、繞過障礙物的現(xiàn)象。衍射總是存在的高中物理振動和波，只有明顯與不明顯的差別。發(fā)生現(xiàn)象的條件是障礙物（或小孔）的尺寸小于波的波長或可以與波長相近。 10、波的疊加 當(dāng)幾束波相遇時，各束波都能保持自己的狀態(tài)，互相不干擾地繼續(xù)傳播，但在重疊區(qū)內(nèi)，任何一個質(zhì)點(diǎn)的總位移都等于各束波引起的位移的矢量和。兩波相遇前、相遇中和相遇后，它們各自的運(yùn)動狀態(tài)均不變。這就是波獨(dú)立性原理。
11.波的干涉 相同頻率的兩波疊加在一起時，有的地方振動加強(qiáng)高中物理振動和波，有的地方振動減弱，而且振動加強(qiáng)和減弱的區(qū)域相互隔開。這種現(xiàn)象叫波的干涉。條件：兩波頻率相同，振動穩(wěn)定。
注：①干涉時，振動增強(qiáng)區(qū)或振動減弱區(qū)的空間位置不變，增強(qiáng)區(qū)中心的質(zhì)點(diǎn)的振幅等于兩波振幅之和，減弱區(qū)中心的質(zhì)點(diǎn)的振幅等于兩波振幅之差。
②兩波在空間相遇，互相干涉，兩波波峰交匯處為加強(qiáng)點(diǎn)，波峰與波谷交匯處為減弱點(diǎn)。加強(qiáng)點(diǎn)只是振幅較大的點(diǎn)，并不是任一時刻位移較大的點(diǎn)；減弱點(diǎn)只是振幅小，并不是任一時刻位移最小。如圖所示，設(shè)S1、S2為振動方向同步的相干波源，當(dāng)PS1-PS2=nλ時，振動加強(qiáng)；當(dāng)PS1-PS2=（2n+ 1）λ/2時，振動減弱。 12、聲波 1.空氣中的聲波是縱波，傳播速度為340m/s。 2.能引起人耳感覺的聲波頻率范圍為：20～。
3、超聲波：頻率高于的聲波。 ①超聲波的重要特性是：波長短，不易繞射，基本上能沿直線傳播，因而能量具有定向性和集中性；穿透能力強(qiáng)。 ②超聲波的用途：用聲納探測潛艇、魚群，探查金屬內(nèi)部的缺陷；用超聲波碎石術(shù)治療膽結(jié)石、腎結(jié)石等；用“B超”探查人體內(nèi)的病變。
13.多普勒效應(yīng)
1.定義：由于波源與觀察者之間的相對運(yùn)動，使觀察者感覺到頻率變化的現(xiàn)象。
2、特點(diǎn)：當(dāng)波源與觀察者有相對運(yùn)動時，當(dāng)二者相距同一個年以內(nèi)時，觀察者接收到的頻率增大；當(dāng)二者相距較遠(yuǎn)時，觀察者接收到的頻率減小。