①在振幅很小的條件下,單擺的振動周期 跟振幅無關(guān). 、趩螖[的振動周期跟擺球的質(zhì)量無關(guān),只與擺長L和當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣萭有關(guān). ③擺長L是指懸點(diǎn)到擺球重心間的距離,在某些變形單擺中,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(一般情況下,等效重力加速度g'等于擺球靜止在平衡位置時擺線的張力與擺球質(zhì)量的比值). 4.受迫振動 (1)受迫振動:振動系統(tǒng)在周期性驅(qū)動力作用下的振動叫受迫振動. (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,跟系統(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)象叫做共振. 共振的條件:驅(qū)動力的頻率等于振動系統(tǒng)的固有頻率. .5.機(jī)械波:機(jī)械振動在介質(zhì)中的傳播形成機(jī)械波.
(1)機(jī)械波產(chǎn)生的條件:①波源;②介質(zhì)
(2)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.橫波有凸部(波峰)和凹部(波谷). 、诳v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.縱波有密部和疏部. [注意]氣體、液體、固體都能傳播縱波,但氣體、液體不能傳播橫波.
(3)機(jī)械波的特點(diǎn) ①機(jī)械波傳播的是振動形式和能量.質(zhì)點(diǎn)只在各自的平衡位置附近振動,并不隨波遷移. ②介質(zhì)中各質(zhì)點(diǎn)的振動周期和頻率都與波源的振動周期和頻率相同.③離波源近的質(zhì)點(diǎn)帶動離波源遠(yuǎn)的 質(zhì)點(diǎn)依次振動. 6.波長、波速和頻率及其關(guān)系 (1)波長:兩個相鄰的且在振動過程中對平衡位置的位移總是相等的質(zhì)點(diǎn)間的距離叫波長.振動在一個周期里在介質(zhì)中傳播的距離等于一個波長.
(2)波速:波的傳播速率.機(jī)械波的傳播速率由介質(zhì)決定,與波源無關(guān).
(3)頻率:波的頻率始終等于波源的振動頻率,與介質(zhì)無關(guān).
(4)三者關(guān)系:v=λf 7. ★波動圖像:表示波的傳播方向上,介質(zhì)中的各個質(zhì)點(diǎn)在同一時刻相對平衡位置的位移.當(dāng)波源作簡諧運(yùn)動時,它在介質(zhì)中形成簡諧波,其波動圖像為正弦或余弦曲線. (1)由波的圖像可獲取的信息 ①從圖像可以直接讀出振幅(注意單位).②從圖像可以直接讀出波長(注意單位). ③可求任一點(diǎn)在該時刻相對平衡位置的位移(包括大小和方向) ④在波速方向已知(或已知波源方位)時可確定各質(zhì)點(diǎn)在該時刻的振動方向.⑤可以確定各質(zhì)點(diǎn)振動的加速度方向(加速度總是指向平衡位置)
(2)波動圖像與振動圖像的比較:
|
振動圖象 |
波動圖象 |
研究對象 |
一個振動質(zhì)點(diǎn) |
沿波傳播方向所有的質(zhì)點(diǎn) |
研究內(nèi)容 |
一個質(zhì)點(diǎn)的位移隨時間變化規(guī)律 |
某時刻所有質(zhì)點(diǎn)的空間分布規(guī)律 |
圖象 |
|
|
物理意義 |
表示一質(zhì)點(diǎn)在各時刻的位移 |
表示某時刻各質(zhì)點(diǎn)的位移 |
圖象變化 |
隨時間推移圖象延續(xù),但已有形狀不變 |
隨時間推移,圖象沿傳播方向平移 |
一個完整曲線占橫坐標(biāo)距離 |
表示一個周期 |
表示一個波長 |
8.波動問題多解性 波的傳播過程中時間上的周期性、空間上的周期性以及傳播方向上的雙向性是導(dǎo)致“波動問題多解性”的主要原因.若題目假設(shè)一定的條件,可使無限系列解轉(zhuǎn)化為有限或惟一解
12.(文)已知向量m=(cos,cos),n=(cos,sin),且x∈[0,π],令函數(shù)f(x)=2a m·n+b.
(1)當(dāng)a=1時,求f(x)的遞增區(qū)間;
(2)當(dāng)a<0時,f(x)的值域是[3,4],求a、b.
解:f(x)=2a m·n+b
=2a(cos2+sinx)+b
=2a(cosx+sinx+)+b
=a(sinx+cosx)+a+b
=asin(x+)+a+b.
(1)當(dāng)a=1時,f(x)=sin(x+)+1+b.
令-+2kπ≤x+≤+2kπ,
得-π+2kπ≤x≤+2kπ(k∈Z),
又x∈[0,π],∴f(x)的遞增區(qū)間為[0,].
(2)當(dāng)a<0時,∵x∈[0,π],
∴x+∈[,],∴sin(x+)∈[-,1].
當(dāng)sin(x+)=-時,f(x)=-a+a+b=b,
∴f(x)的最大值為b.
當(dāng)sin(x+)=1時,f(x)=a+a+b=(1+)a+b.
∴f(x)的最小值為(1+)a+b.
∴解得a=1-,b=4.
(理)已知△ABC的外接圓半徑為1,角A,B,C的對邊分別為a,b,c.向量m=(a,4cosB),n=(cosA,b)滿足m∥n.
(1)求sinA+sinB的取值范圍;
(2)若實數(shù)x滿足abx=a+b,試確定x的取值范圍.
解:(1)因為m∥n,所以=,即ab=4cosAcosB.
因為△ABC的外接圓半徑為1,由正弦定理,得
ab=4sinAsinB.
于是cosAcosB-sinAsinB=0,即cos(A+B)=0.
因為0<A+B<π.所以A+B=.故△ABC為直角三角形.
sinA+sinB=sinA+cosA=sin(A+),
因為<A+<,
所以<sin(A+)≤1,故1<sinA+sinB≤.
(2)x===.
設(shè)t=sinA+cosA(1<t≤),則2sinAcosA=t2-1,
x=,因為x′=<0,
故x=在(1,]上是單調(diào)遞減函數(shù).
所以≥.所以實數(shù)x的取值范圍是[,+∞).
11.(2009·浙江高考)設(shè)向量a,b滿足:|a|=3,|b|=4,a·b=0,以a,b,a-b的模為邊長構(gòu)成三角形,則它的邊與半徑為1的圓的公共點(diǎn)個數(shù)最多為 ( )
A.3 B.4 C.5 D.6
解析:當(dāng)圓與三角形兩邊都相交時,有4個交點(diǎn),本題新構(gòu)造的三角形是直角三角形,其內(nèi)切圓半徑恰好為1.故它與半徑為1的圓最多有4個交點(diǎn).
答案:B
10.(2010·長郡模擬)已知| |=1,||=,·=0,
點(diǎn)C在∠AOB內(nèi),且∠AOC=30°,設(shè)=m+n
(m,n∈R),則等于 ( )
A. B.3 C. D.
解析:| |=1,| |=,·=0,
∴OA⊥OB,且∠OBC=30°,
又∵∠AOC=30°,∴⊥.
∴(m+n)·(-)=0,
∴-m2+n2=0,
∴3n-m=0,
即m=3n,∴=3.
答案:B
9.已知平面向量a=(1,x),b=(2x+3,-x),x∈R.
(1)若a⊥b,求x的值;
(2)若a∥b,求|a-b|.
解:(1)若a⊥b,
則a·b=(1,x)·(2x+3,-x)
=1×(2x+3)+x(-x)=0.
整理得x2-2x-3=0,解得x=-1或x=3.
(2)若a∥b,則有1×(-x)-x(2x+3)=0,
即x(2x+4)=0,解得x=0或x=-2.
當(dāng)x=0時,a=(1,0),b=(3,0),
∴|a-b|=|(1,0)-(3,0)|=|(-2,0)|
==2.
當(dāng)x=-2時,a=(1,-2),b=(-1,2),
∴|a-b|=|(1,-2)-(-1,2)|=|(2,-4)|
==2.
題組四 |
平面向量數(shù)量積的綜合應(yīng)用 |
8.(2009·廣東高考)若平面向量a,b滿足|a+b|=1,a+b平行于x軸,b=(2,-1),則a=________.
解析:設(shè)a=(x,y),則a+b=(x+2,y-1)
由題意⇒
∴a=(-1,1)或a=(-3,1).
答案:(-1,1)或(-3,1)
7.已知向量a=(1,2),向量b=(x,-2),且a⊥(a-b),則實數(shù)x等于 ( )
A.-4 B.4 C.0 D.9
解析:∵a=(1,2),b=(x,-2),∴a-b=(1-x,4),
∵a⊥(a-b),∴a·(a-b)=0,∴1-x+8=0,∴x=9.
答案:D
6.設(shè)兩個向量e1、e2滿足|e1|=2,|e2|=1,e1、e2的夾角為60°,若向量2te1+7e2與向量e1+te2的夾角為鈍角,求實數(shù)t的取值范圍.
解:由已知,=|e1|2=4,=|e2|2=1,
e1·e2=2×1×cos60°=1.
∴(2te1+7e2)·(e1+te2)=2t+(2t2+7)e1·e2+7t
=2t2+15t+7.
由2t2+15t+7<0,得-7<t<-.
由2te1+7e2=λ(e1+te2)(λ<0),得,
∴.由于2te1+7e2與e1+te2的夾角為鈍角,
故(2te1+7e2)·(e1+te2)<0且2te1+7e2≠λ(e1+te2)(λ<0),故t的取值范圍是(-7,-)∪(-,-).
題組三 |
兩向量的平行與垂直 |
5.在△ABC中,·=3,△ABC的面積S∈[,],則與夾角的取值范圍是 ( )
A.[,] B.[,] C.[,] D.[,]
解析:設(shè)〈·〉=θ,由·=| || |cosθ=3,得| || |=,
∴S=| || |sinθ=××sinθ=tanθ.
由≤tanθ≤,得≤tanθ≤1,
∴≤θ≤.
答案:B
4.(2009·全國卷Ⅰ)設(shè)非零向量a、b、c滿足|a|=|b|=|c|,a+b=c,則〈a,b〉=( )
A.150° B.120° C.60° D.30°
解析:(a+b)2=c2,a·b=-,cos〈a,b〉==-,〈a,b〉=120°.
答案:B
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