高中物理选修3-4知识点整理汇总

选 修 3—4

一、知识网络

物理量：振幅、周期、频率 运动规律

简谐运动图象

简谐运动

弹簧振子： F= - kx

机械振动

受迫振动 阻尼振动

受力特点

共振

回复力： F= - kx

单摆：

F

mg x L

L g

形成和传播特点

周期：

T 2

类型

机械波

描述方法

横波 纵波 波的图象

波的公式：

特性 实例

vT

x=vt

波的叠加 干涉 衍射 多普勒效应

声波，超声波及其应用

电磁波的发现：麦克斯韦电磁场理论：变化的磁场产生电场，变化的电场

产生磁场→预言电磁波的存在

赫兹证实电磁波的存在

电磁波

电磁振荡：周期性变化的电场能与磁场能周期性变化，周期和频率 电磁波的发射和接收

电磁波与信息化社会：电视、雷达等

电磁波谱：无线电波、红外线、可见光、紫外线、

x 射线、 ν射线

1

相对论的诞生：伽利略相对性原理

狭义相对论的两个基本假设：狭义相对性原理；光速不变原理 时间和空间的相对性： “同时”的相对性

长度的相对性：

l

v l 0 1 ( ) c

t

v 1 (

c

2

时间间隔的相对性：

2

)

相对论的时空观

相对论简介

狭义相对论的其他结论：相对论速度变换公式：

u

1

v u u

c v

2

相对论质量：

m

m 0

v 2

1 ( c

)

2

E mc 质能方程

广义相对论简介：广义相对性原理；等效原理 广义相对论的几个结论：物质的引力使光线弯曲

引力场的存在使得空间不同位置的时间进程出现差别

二、考点解析 考点 80

简谐运动

简谐运动的表达式和图象

要求： I

1）如果质点所受的力与它偏离平衡位置位移的大小成正比，并且总是指向平衡位置，质 点的运动就是简谐运动。

简谐运动的回复力：即 F = –kx

注意：其中 x 都是相对平衡位置的位移。

区分：某一位置的位移（相对平衡位置）和某一过程的位移（相对起点） ⑴回复力始终指向平衡位置，始终与位移方向相反

⑵“k”对一般的简谐运动， k 只是一个比例系数，而不能理解为劲度系数 ⑶F ＝－kx 是证明物体是否做简谐运动的依据

回

2）简谐运动的表达式： “x= A sin (ωt＋φ) ”

3）简谐运动的图象：描述振子离开平衡位置的位移随时间遵从正弦（余弦）函数的规律 变化的，要求能将图象与恰当的模型对应分析。可根据简谐运动的图象的斜率判别速度 的方向，注意在振幅处速度无方向。 A、简谐运动（关于平衡位置）对称、相等

①同一位置：速度大小相等、方向可同可不同，位移、回复力、加速度大小相等、方 向相同 .

②对称点：速度大小相等、方向可同可不同，位移、回复力、加速度大小相等、方向

相反.

2

③对称段：经历时间相同 ④一个周期内，振子的路程一定为 半个周期内，振子的路程一定为

4A （A 为振幅）； 2A ；

A

四分之一周期内，振子的路程不一定为 位置的对称点，且速度方向一定相反 B、振幅与位移的区别：

每经一个周期，振子一定回到原出发点；每经半个周期一定到达另一侧的关于平衡

⑴位移是矢量，振幅是标量，等于最大位移的数值

⑵对于一个给定的简谐运动，振子的位移始终变化，而振幅不变 思考：

1、平衡位置的合力一定为

0 吗？

（单摆）

（竖直弹簧振子）

要求：Ⅰ

2、弹簧振子在对称位置弹性势能相等吗？ 考点 81

3、人的来回走动、拍皮球时皮球的运动是振动吗？

单摆的周期与摆长的关系（实验、探究）

l

（l 为摆线长度与摆球半径之和；周期测量：测 g

N

1）单摆的等时性（伽利略） ；即周期与摆球质量无关，在振幅较小时与振幅无关

2）单摆的周期公式（惠更斯） T 2 次全振动所用时间 t，则 T=t/N ）

2 为纵横坐标，作出

g

2

3）数据处理： （1）平均值法； （2）图象法：以 l 和 T 图象（变非线性关系为线性关系） ；

4）振动周期是 2 秒的单摆叫秒摆

摆钟原理：钟面显示时间与钟摆摆动次数成正比 考点 82 受迫振动和共振

要求：Ⅰ

l

2

T 的 4

受迫振动：在周期性外力作用下、使振幅保持不变的振动，又叫无阻尼振动或等幅振动。 f 迫 = f 策，与 f 固无关。 A 迫 与∣f 策—f 固∣有关，∣ f 策—f 固∣越大， A 迫越小，∣ f 策—f

固∣越小， A 迫越大。

当驱动力频率等于固有频率时，受迫振动的振幅最大（共振） 共振的防止与应用

考点 83 机械波 横波和纵波 横波的图象 1）机械波

⑴产生机械波的条件：振源，介质

—— 有机械振动不一定形成机械波

有机械波一定有机械振动

⑵机械波的波速由介质决定，同一类的不同机械波在同一介质中波速相等。与振源 振动的快慢无关

⑶机械波传递的是振动形式（由振源决定） 2）机械波可分为横波与纵波

3

要求：Ⅰ

、能量（由振幅体现） 、信息