高中物理选修3-4知识点总结

二、单摆的周期与摆长的关系（实验、探究）

单摆周期公式：T 2 l

g

上述公式是高考要考查的重点内容之一。对周期公式的理解和应用注意以下几个问题：①简谐振动物体的周期和频率是由振动系统本身的条件决定的。②单摆周期公式中的l是指摆动圆弧的圆心到摆球重心的距离，一般也叫等效摆长。单摆周期公式中的g，由单摆所在的空间位置决定，还由单摆系统的运动状态决定。所以g也叫等效重力加速度。由可知，地球表面不同位置、不同高度，不同星球表面g值都不相同，因此应求出单摆所在地的等效g 值代入公式，即g不一定等于9.8m/s2。单摆系统运动状态不同g值也不相同。例如单摆在向上加速发射的航天飞机内，设加速度为a，此时摆球处于超重状态，沿圆弧切线的回复力变大，摆球质量不变，则重力加速度等效值g = g + a。再比如在轨道上运行的航天飞机内的单摆、摆球完全失重，回复力为零，则重力加速度等效值g = 0，周期无穷大，即单摆不摆动了。g还由单摆所处的物理环境决定。如带小电球做成的单摆在竖直方向的匀强电场中，回复力应是重力和竖直的电场合力在圆弧切向方向的分力，所以也有－g 的问题。一般情况下g 值等于摆球静止在平衡位置时，摆线张力与摆球质量的比

值。

三、受迫振动和共振

物体在周期性外力作用下的振动叫受迫振动。受迫振动的规律是：

物体做受迫振动的频率等于策动力的频率，而跟物体固有频率无关。当

策动力的频率跟物体固有频率相等时，受迫振动的振幅最大，这种现象 叫共振。共振是受迫振动的一种特殊情况。 共振曲线，当驱动力的频率

等于系统的固有频率时，振四、机械波 横波和纵波 横波的图象 动的振幅最大

1、机械波：机械振动在介质中的传播过程叫机械波，机械波产生

的条件有两个：一是要有做机械振动的物体作为波源，二是要有能够传

播机械振动的介质。

2、横波和纵波：质点的振动方向与波的传播方向垂直的叫横波。质点的振动方向与波的传播方向在同一直线上的叫纵波。气体、液体、固体都能传播纵波，但气体和液体不能传播横波，声波在空气中是纵波，声波的频率从20到2万赫兹。

3、机械波的特点：⑴每一质点都以它的平衡位置为中心做简振振动；后一质点的振动总是落后于带动它的前一质点的振动。⑵波只是传播运动形式（振动）和振动能量，介质并不随波迁移。

4、横波的图象：用横坐标x表示在波的传播方向上

各质点的平衡位置，纵坐标y表示某一时刻各质点偏离平

衡位置的位移。简谐波的图象是正弦曲线，也叫正弦波。

简谐波的波形曲线与质点的振动图象都是正弦曲线，但他

们的意义是不同的。波形曲线表示介质中的“各个质点”在

“某一时刻”的位移，振动图象则表示介质中“某个质点”在“各个时刻”的位移。

五、描述机械波的物理量——波长、波速和频率（周期）的关系

⑴波长λ：两个相邻的、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。振动在一个周期内在介质中传播的距离等于波长。

⑵频率f：波的频率由波源决定，在任何介质中频率保持不变。

⑶波速v：单位时间内振动向外传播的距离。波速的大小由介质决定。 波速与波长和频率的关系：v

六、波的干涉和衍射

T，v=λf.