高中物理圆周运动与波.doc

高中物理圆周运动与波高中物理机械振动与机械振动的传播公式1.简谐振动F-kx F:回复力，k:比例系数，x:位移，负号表示F的方向与x始终反向 2.单摆周期T2(l/g)1/2 l:摆长(m)，g:当地重力加速度值，成立条件:摆角r 3.受迫振动频率特点：ff驱动力 4.发生共振条件:f驱动力f固，Amax，共振的防止和应用见第一册P175 5.机械波、横波、纵波见第二册P2 6.波速vs/tf/T波传播过程中，一个周期向前传播一个波长；波速大小由介质本身所决定 7.声波的波速(在空气中）0：332m/s；20:344m/s；30:349m/s；(声波是纵波) 8.波发生明显衍射（波绕过障碍物或孔继续传播）条件：障碍物或孔的尺寸比波长小，或者相差不大 9.波的干涉条件：两列波频率相同(相差恒定、振幅相近、振动方向相同) 10.多普勒效应:由于波源与观测者间的相互运动，导致波源发射频率与接收频率不同相互接近，接收频率增大，反之，减小见第二册P21 注： （1）物体的固有频率与振幅、驱动力频率无关，取决于振动系统本身； （2）加强区是波峰与波峰或波谷与波谷相遇处，减弱区则是波峰与波谷相遇处； （3）波只是传播了振动，介质本身不随波发生迁移,是传递能量的一种方式； （4）干涉与衍射是波特有的； (5)振动图象与波动图象； (6)其它相关内容：超声波及其应用见第二册P22/振动中的能量转化见第一册P173。高中物理万有引力公式1.开普勒第三定律：T2/R3K(42/GM)R:轨道半径，T:周期，K:常量(与行星质量无关，取决于中心天体的质量) 2.万有引力定律：FGm1m2/r2 （G6.6710-11Nm2/kg2，方向在它们的连线上） 3.天体上的重力和重力加速度：GMm/R2mg；gGM/R2 R:天体半径(m)，M：天体质量（kg） 4.卫星绕行速度、角速度、周期：V(GM/r)1/2；(GM/r3)1/2；T2(r3/GM)1/2M：中心天体质量 5.第一(二、三)宇宙速度V1(g地r地)1/2(GM/r地)1/27.9km/s；V211.2km/s；V3 16.7km/s 6.地球同步卫星GMm/(r地+h)2m42(r地+h)/T2h36000km，h:距地球表面的高度，r地:地球的半径 注: (1)天体运动所需的向心力由万有引力提供,F向F万； (2)应用万有引力定律可估算天体的质量密度等； (3)地球同步卫星只能运行于赤道上空，运行周期和地球自转周期相同； (4)卫星轨道半径变小时,势能变小、动能变大、速度变大、周期变小（一同三反）； (5)地球卫星的最大环绕速度和最小发射速度均为7.9km/s。 高中物理匀速圆周运动公式1.线速度Vs/t2r/T 2.角速度/t2/T2f 3.向心加速度aV2/r2r(2/T)2r 4.向心力F心mV2/rm2rmr(2/T)2mv=F合 5.周期与频率：T1/f 6.角速度与线速度的关系：Vr 7.角速度与转速的关系2n(此处频率与转速意义相同) 8.主要物理量及单位：弧长(s):米(m)；角度()：弧度（rad）；频率（f）：赫（Hz）；周期（T）：秒（s）；转速（n）：r/s；半径(r):米（m）；线速度（V）：m/s；角速度（）：rad/s；向心加速度：m/s2。 注： （1）向心力可以由某个具体力提供，也可以由合力提供，还可以由分力提供，方向始终与速度方向垂直，指向圆心； （2）做匀速圆周运动的物体，其向心力等于合力，并且向心力只改变速度的方向，不改变速度的大小，因此物体的动能保持不变，向心力不做功，但动量不断改变。 一、机械波的形成及特性1、机械波形成的条件是：要有波源及介质。2、机械波的特点是：（1）机械波传播的是振动形式及能量。质点只在各自的平衡位置附近振动，并不随波迁移；（2）介质中各质点的起振有先后，离波源近的质点带动离波源远的质点依次振动；（3）波在时间上具有周期性，在空间上具有重复性。 二、描述波的物理量1、波长的定义：两个相邻的且在振动过程中对平衡位置的位移总是相等的质点间的距离叫波长。在一个周期内振动形式在介质中传播的距离等于一个波长。2、频率f和周期T：波的频率和周期就是质点振动的频率和周期。波的频率和周期由波源决定，与介质无关（有关或无关），波从一种介质传入另一种介质时，频率和周期不变。3、波速v：波的振动形式（以波峰或波谷作为标志）在介质中的推进速度。机械波在介质中的传播速度由介质的性质决定。三、波的图象当波做简谐运动时，它在介质中形成简谐波，简谐波的图象为正弦或余弦曲线。（一）波的形成和描述1、波的特点（1）每一质点都以它的平衡位置为中心做振动，后一质点的振动总是滞后于前一质点的振动。（2）波传播的是振动的形式，质点并不随波而迁移。（3）波是传递能量、信息的一种方式。2、描述波的物理量（1）波长波的传播实质就是波形的平移，波形在一个周期内向前平移的距离等于一个波长。（2）频率f波源的振动频率，亦即波的频率。当波从一种介质进入另一种介质时，波的频率不变。（3）波速v波速由介质决定，同类波在同一种均匀介质中，波速是一个定值。（二）波的图象和振动图象1、波动图象与振动图象的区别研究对象不同：一个质点和所有质点；图象及图象的物理意义不同；一质点在各时刻的位移，某时刻各质点的位移；图象变化不同；一是延续，二是推移。2、画波的图象的题型有两种：一是由题意画出特定时刻的波形；二是已知某时刻的波形，要求画出其他时刻的波形（如要画出再经t时间的波形图）。画第一种的波形图时要注意以下知识点的掌握：明确波的特征量，如振幅A、波长等；知道振源的起振方向及各质点的起振方向与波源的起振方向相同；知道在n个周期内波向外传播n个波长。四、波的衍射 干涉 多普勒效应（一）波的叠加原理及应用波的叠加原理：在两列波相遇的区域里，每个质点都将参与两列波引起的振动，其位移是两列波分别引起位移的矢量和。相遇后仍保持原来的运动状态。波在相遇区域里，互不干扰，有独立性。两列波在空间相遇，分离时都保持其原来的特性沿原来的方向传播而不相干扰，在两列波重叠的区域里任何一个质点同时参与两个运动，其振动位移等于这两列波分别引起的位移的矢量和，当两列波的振动方向在同一条直线上时，这种位移的矢量和简化为代数和。 （二）波的干涉1、条件：频率相同的两列同性质的波相遇。2、现象：某些地方的振动加强，某些地方的振动减弱，并且加强和减弱的区域间隔出现，加强的地方始终加强，减弱的地方始终减弱，形成的图样是稳定的干涉图样。加强处和减弱处都是两列波引起的位移的矢量和，质点的位移都随时间变化，各质点仍围绕平衡位置振动，与振源振动周期相同。（三）利用叠加区域中某点到两波源的路程差s，判断振动加强点和振动减弱点1、加强和减弱点的判断波峰与波峰（波谷与波谷）相遇处一定是加强的，并且用一条直线将以上加强点连接起来，这条直线上的点都是加强的；而波峰与波谷