3. 描述简谐振动的物理量

(1)位移x：从平衡位置指向振动质点位置的有向线段是矢量，其最大值等于振幅。

(2)振幅A：振动物体距其平衡位置的最大距离。 它是一个标量，代表振动的强度。

(3)周期T和频率f：表示振动速度的物理量。 它们互为倒数，即T=1/f。

4. 简谐振动图像

(1)含义：表示振动物体的位移随时间变化的规律。 请注意，振动图像不是粒子的运动轨迹。

（2）特点：简谐振动的图像是一条正弦（或余弦）曲线。

（3）应用：可以直观地读取各时刻的振幅A、周期T和位移x，确定恢复力和加速度方向，确定位移、恢复力、加速度、速度、动能、势能的变化在一定时间内。

2.弹簧振动器

定义：周期和频率仅取决于弹簧的刚度系数和振荡器的质量，与放置的环境和放置方式无关。 例如，弹簧振子做简谐振动时的周期为T。无论放在地球、月球还是卫星上； 是否水平、倾斜或垂直放置； 无论振幅大还是小，其周期都是T。

3、单摆

1、定义：摆线的质量可以忽略不计，不能延伸。 摆球的直径远小于摆线的长度。 摆球可以看作一个质点。 摆是一个理想化的模型。

2、简摆的振动可视为简谐振动的条件是：最大摆角α

3、单摆的恢复力是重力沿圆弧切线方向指向平衡位置的分力。

4、简谐振动简摆的周期公式为：T=2π

(1) 在小振幅条件下，单摆的振动周期与振幅无关。

(2)单摆的振动周期与摆球的质量无关，只与摆长L和局部重力加速度g有关。

(3)摆长L是指悬挂点到摆球重心的距离。 在某些变形摆中，摆长L应理解为等效摆长，重力加速度应理解为等效重力加速度（一般来说，等效重力加速度g'等于当摆球静止在平衡位置时，摆线与摆球质量的比值）。

4、强制振动

1、受迫振动：振动系统在周期性驱动力作用下的振动称为受迫振动。

2、受迫振动的特点：受迫振动稳定时，系统振动的频率等于驱动力的频率，与系统的固有频率无关。

3、共振：当驱动力的频率等于振动系统的固有频率时，振动物体的振幅最大。 这种现象称为共振。 产生共振的条件：驱动力的频率等于振动系统的固有频率。

5.机械波

1、定义：机械振动在介质中传播形成机械波。

2、机械波的产生条件：

(1)波源

(2)媒体

3、机械波的分类：

(1)横波：质点振动方向与波的传播方向垂直的波称为横波。 横波有凸部（波峰）和凹部（波谷）。

(2)纵波：质点的振动方向与波的传播方向在同一直线上的波称为纵波。 纵波有密集部分和稀疏部分。

注意：气体、液体和固体都可以传播纵波，但气体和液体不能传播横波。

4、机械波的特点：

(1)机械波传播振动形式和能量。 粒子仅在各自的平衡位置附近振动，并且不随波迁移。

(2)介质中各质点的振动周期和频率与波源的振动周期和频率相同。

(3)靠近波源的粒子依次带动远离波源的粒子振动。

7. 波动图像

1、定义：表示介质中各质点在波传播方向上同时相对于平衡位置的位移。 当波源做简谐振动时，在介质中形成简谐振动，其波像是正弦或余弦曲线。

(1) 从波浪图像中可获得的信息：

①可直接从图像中读取幅度（注意单位）

②可直接从图像中读取波长（注意单位）

③求出该时刻任意点相对于平衡位置的位移（包括大小和方向）

④ 当波速方向已知（或波源方向已知）时，即可确定该时刻各质点的振动方向。

⑤可以确定每个质点振动的加速度方向（加速度总是指向平衡位置）

(2)波动图像与振动图像对比：

8. 波动问题的多种解决方案

波的传播过程中时间上的周期性、空间上的周期性以及波传播方向上的双向性是“波动问题多解”的主要原因。 如果问题假设一定的条件，无限系列的解可以转化为有限或唯一的解。

9.波的衍射

波在传播过程中偏离直线并绕过障碍物的现象。 衍射现象始终存在，只有明显和不明显的区别。

波发生明显衍射的条件是障碍物（或小孔）的尺寸小于波的波长或可以与波长相近。

10.波的叠加

当多个波相遇时，每个波都可以保持自己的状态并继续传播，而不会互相干扰。 然而，在重叠区域中，任何粒子的总位移等于每个波引起的位移的矢量和。 在两个波相遇之前、期间和之后，它们各自的运动状态都不会改变。 这就是波的独立性原理。

11. 波干扰

当两个频率相同的波叠加时，某些区域的振动增强，某些区域的振动减弱。 振动增强的区域和振动减弱的区域彼此间隔开的现象称为波干涉。

干涉现象发生的条件：两波频率相同且振动稳定。

注意：

① 干涉时，振动加强区域或振动减弱区域的空间位置不变。 强化区域中心质点的振幅等于两个波的振幅之和，弱化区域中心质点的振幅等于两个波的振幅之差。

② 两个波在空间相遇并干涉。 两个波浪的波峰交汇点为加强点，波峰与波谷交汇点为削弱点。 强化点在任何时刻只有较大的振幅，而没有较大的位移； 弱化只是该点的振幅变小，并不意味着任何时刻的位移都是最小的。 如图所示，若S1、S2为振动方向同步的相干波源，则当PS1-PS2=nλ时，振动加强； 当PS1-PS2=(2n+1)λ/2时，振动减弱。

12.声波

1、声波在空气中为纵波，传播速度为340m/s。

2、能引起人耳感觉的声波频率范围为：20~20000Hz。

3、超声波：频率高于20000Hz的声波。

①超声波的重要性质是：波长短，不易发生衍射，基本能沿直线传播，因此能量可以定向和集中； 穿透能力强。

②超声波的利用：利用声纳探测潜艇、鱼群、金属内部的缺陷； 采用超声碎石治疗胆结石、肾结石等； 利用“B超”来检测人体的病变。

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