高考物理二轮复习高分突破专题八振动和波光电磁波第26课时机械振动机械波课件.ppt

1、第26课时机械振动机械波,知识点一简谐运动简谐运动的回复力和能量(/b) 1对简谐运动的回复力公式Fkx的理解，正确的是() Ak只表示弹簧的劲度系数 B式中的负号表示回复力总是负值 C位移x是相对平衡位置的位移 D回复力只随位移变化，不随时间变化 解析位移x是相对平衡位置的位移；Fkx中的负号表示回复力总是与振动物体的位移方向相反。 答案C,2沿水平方向振动的弹簧振子在做简谐运动的过程中，下列说法正确的是() A在平衡位置，它的机械能最大 B在最大位移处，它的弹性势能最大 C从平衡位置向最大位移处运动过程中，它的弹性势能减小 D从最大位移处向平衡位置运动的过程中，它的机械能减小 解析弹簧振子

2、在振动过程中机械能守恒，故A、D错误；位移越大，弹簧的形变量越大，弹性势能越大，故B正确，C错误。 答案B,知识点二简谐运动的描述(/c) 3(多选)一质点做简谐运动，其位移x与时间t的关系图象如图1所示，由图可知(),图1,A质点振动的频率是4 Hz B质点振动的振幅是2 cm Ct3 s时，质点的速度最大 D在t3 s时，质点的振幅为零,解析由题图可以直接看出振幅为2 cm，周期为4 s，所以频率为0.25 Hz，所以选项A错误，B正确；t3 s时，质点经过平衡位置，速度最大，所以选项C正确；振幅等于质点偏离平衡位置的最大位移，与质点的位移有着本质的区别，t3 s时，质点的位移为零，但振幅

3、仍为2 cm，所以选项D错误。 答案BC,4(多选)物体A做简谐运动的振动方程是xA3sin 100t(m)，物体B做简谐运动的振动方程是xB5sin 100t(m)。比较A、B的运动() A振幅是矢量，A的振幅是6 m，B的振幅是10 m B周期是标量，A、B周期相等，都为100 s CA振动的频率fA等于B振动的频率fB DA、B的周期都为6.28102 s,答案CD,知识点三单摆(/c) 5对于单摆振动，以下说法中正确的是() A单摆振动时，摆球受到的向心力大小处处相等 B单摆运动的回复力就是摆球受到的合力 C摆球经过平衡位置时所受回复力为零 D摆球经过平衡位置时所受合外力为零,答案C,

4、6发生下列哪一种情况时，单摆周期会增大() A增大摆球质量 B缩短摆长 C减小单摆振幅 D将单摆由山下移至山顶,答案D,知识点四外力作用下的振动(/b) 7.如图2所示的装置，弹簧振子的固有频率是4 Hz。现匀速转动把手，给弹簧振子以周期性的驱动力，测得弹簧振子振动达到稳定时的频率为1 Hz，则把手转动的频率为(),图2,A1 Hz B3 Hz C4 Hz D5 Hz 解析因把手每转动一周，驱动力完成一次周期性变化，把手转动频率即为驱动力的频率。弹簧振子做受迫振动，而受迫振动的频率等于驱动力的频率，与振动系统的固有频率无关，故A正确。 答案A,8(多选)如图3所示，在一根张紧的水平绳上悬挂五个

5、摆，其中A、E的摆长为l，B的摆长为0.5l，C的摆长为1.5l，D的摆长为2l，先使A振动起来，其他各摆随后也振动起来，则摆球振动稳定后(),图3,AD的振幅一定最大 BE的振幅一定最大 CB的周期一定最短 D四个摆的周期相同 解析A振动起来后，使得B、C、D、E做受迫振动，振动的频率都等于A振动的频率，即各摆振动的周期都相等，选项C错误，D正确；由于D与A的摆长相差最大，E与A的摆长相等，所以D的振幅最小，E发生共振，振幅最大，选项A错误，B正确。 答案BD,知识点五波的形成和传播波的图象(/b) 9(多选)关于机械波的以下说法中，正确的是() A发生波动需要两个条件：波源和介质 B波动过

6、程是介质质点由近及远移动的过程 C波动过程是能量由近及远传递的过程 D波源与介质质点的振动都是自由振动,解析波源(即振源)振动时，依靠介质中的相互作用力带动周围各部分质点振动起来，形成机械波。各质点只在平衡位置附近做振动，并不随波向外迁移，仅把振源的振动和能量传播开来。波源和介质质点之间的相互作用力阻碍波源的振动，是一种阻力，所以波源的振动不可能是自由振动。相邻的介质质点间存在相互作用，故介质质点也不是自由振动。 答案AC,10(多选)(2016浙江联考)简谐横波某时刻波形图如图4所示。a为介质中的一个质点，由图象可知(),A质点a加速度方向一定沿y轴负方向 B质点a的速度方向一定沿y轴负方向

7、 C经过半个周期，质点a的位移一定为负值 D经过半个周期，质点a通过的路程一定为2A,图4,解析质点a做简谐运动，其回复力指向平衡位置，故其加速度一定沿y轴负方向。速度方向与波的传播方向有关，若波向右传播，则质点a向y轴正方向运动；若波向左传播，则质点a向y轴负方向运动。经半个周期后，质点a到了x轴下方对称点，故A、C、D项都正确。 答案ACD,知识点六波长频率和波速(/c) 11(20169月绍兴适应性考试)一列沿x轴正方向传播的简谐横波，在t0时刻的波形如图5所示。已知波的传播速度为1 m/s，下列说法正确的是(),图5,A此时P质点正向y轴正方向运动 B经过0.1 s，P、Q两质点的位移

8、可能相同 C经过0.2 s，Q质点运动的路程为30 cm D经过0.4 s，P质点向x轴正方向移动了40 cm,答案AC,12(多选)一列简谐横波在某时刻的波形图如图6所示，已知图中质点b的起振时刻比质点a延迟了0.5 s，b和c之间的距离是5 m，以下说法正确的是(),图6,A此列波的波长为2.5 m B此列波的频率为2 Hz C此列波的波速为5 m/s D此列波的传播方向为沿x轴正方向传播,答案CD,知识点七波的干涉和衍射多普勒效应 惠更斯原理(/b) 13下列物理现象： 在春天里一次闪电过后，有时雷声轰鸣不绝；“闻其声而不见其人”；学生围绕振动的音叉转一圈会听到忽强忽弱的声音；当正在鸣笛

9、的火车向着我们疾驶而来时，我们听到汽笛声的音调变高。 分别属于波的() A反射、衍射、干涉、多普勒效应 B折射、衍射、多普勒效应、干涉 C反射、折射、干涉、多普勒效应 D衍射、折射、干涉、多普勒效应,解析在春天里一次闪电过后，有时雷声轰鸣不绝，属于声波的反射；“闻其声而不见其人”属于声波的衍射；学生围绕振动的音叉转一圈会听到忽强忽弱的声音属于声波的干涉；当正在鸣笛的火车向着我们疾驶而来时，我们听到汽笛声的音调变高属于多普勒效应。正确选项是A。 答案A,14(多选)如图7所示是两个完全相同的波源在介质中形成的波相叠加而发生的干涉的示意图，实线表示波峰，虚线表示波谷，则下列说法正确的是(),图7,

10、AA点为振动加强点，经过半个周期，这一点振动仍加强 BB点为振动减弱点，经过半个周期，这一点振动加强 CC点为振动加强点，经过半个周期，这一点振动仍加强 DD点为振动减弱点，经过半个周期，这一点振动加强,解析A、C连线所在区域为振动加强区域，经过任意时间，该区域仍然是振动加强区域，选项A、C正确；B、D连线所在区域为振动减弱区域，经过任意时间，该区域仍然是振动减弱区域，选项B、D错误。 答案AC,易错点一简谐运动的五个特征 1动力学特征：Fkx，“”表示回复力的方向与位移方向相反，k是比例系数，不一定是弹簧的劲度系数。 2运动学特征：简谐运动的加速度与物体偏离平衡位置的位移成正比，而方向相反，

11、为变加速运动，远离平衡位置时，x、F、a、Ep均增大，v、Ek均减小，靠近平衡位置时则相反。 3运动的周期性特征：相隔T或nT的两个时刻振子处于同一位置且振动状态相同。,(2)如图8所示，振子经过关于平衡位置O对称的两点P、P(OPOP)时，速度的大小、动能、势能相等，相对于平衡位置的位移大小相等。,图8,(3)振子由P到O所用时间等于由O到P所用时间，即tPOtOP。 (4)振子往复过程中通过同一段路程(如OP段)所用时间相等，即tOPtPO。 5能量特征：振动的能量包括动能Ek和势能Ep，简谐运动过程中，系统动能与势能相互转化，系统的机械能守恒。,【练1】 如图9，一轻弹簧一端固定，另一端

12、连接一物块构成弹簧振子，该物块是由a、b两个小物块粘在一起组成的。物块在光滑水平面上左右振动，振幅为A0，周期为T0。当物块向右通过平衡位置时，a、b之间的粘胶脱开；以后小物块a振动的振幅和周期分别为A和T，则(),图9,AAA0TT0 BAA0TT0 CAA0TT0 DAA0TT0,答案 D,易错点二不能正确运用简谐运动的规律及图象处理问题 1简谐运动的数学表达式：xAsin(t) 2振动图象提供的信息 (1)由图象可以看出质点振动的振幅、周期。 (2)可以确定某时刻质点离开平衡位置的位移。 (3)可以确定各时刻质点的振动方向。 (4)可以确定某时刻质点的回复力、加速度和速度的方向。 (5)

13、比较不同时刻质点的速度、加速度的大小。,【练2】 (多选)(2016浙江瑞安测试)一水平弹簧振子做简谐运动的振动图象如图10所示，已知弹簧的劲度系数为20 N/cm，则 (),图10,A图中A点对应的时刻振子所受的回复力大小为5 N，方向指向x轴的负方向 B图中A点对应的时刻振子的速度方向指向x轴的正方向 C在04 s内振子做了1.75次全振动 D在04 s内振子通过的路程为3.5 cm,解析 由简谐运动的特点和弹簧弹力与伸长量的关系可知，图中A点对应的时刻振子所受的回复力大小为Fkx200.25 N5 N，方向指向x轴的负方向，并且现在正在远离O点向x轴的正方向运动，A、B正确；由图可读出周

14、期为2 s，4 s内振子做两次全振动，通过的路程是s24A240.5 cm4 cm，C、D错误。 答案AB,【练3】 (多选)某单摆做小角度摆动，其振动图象如图11所示，则以下说法正确的是(),At1时刻摆球速度最大，摆球向心加速度最大 Bt2时刻摆球速度最大，悬线对它的拉力最大 Ct3时刻摆球速度为零，摆球所受回复力最大 Dt4时刻摆球速度为零，摆球处于平衡状态,图11,解析在t1、t3时刻，摆球位于最大位移处，摆球的速度为零，所受的回复力最大，向心加速度为零，A错误，C正确；在t2、t4时刻，摆球位于平衡位置，速度最大，向心加速度最大，悬线对摆球的拉力最大，B正确，D错误。 答案BC,易错

15、点四波动图象与波速公式的应用 1波动图象的信息(如图12所示) (1)直接读取振幅A和波长，以及该时刻各质点的位移。 (2)确定某时刻各质点加速度的方向，并能比较其大小。 (3)结合波的传播方向可确定各质点的振动方向或由各质点的振动方向确定波的传播方向。,图12,【练4】 一列沿x轴正方向传播的简谐机械横波，波速为4 m/s。某时刻波形如图13所示，下列说法正确的是(),A这列波的振幅为4 cm B这列波的周期为2 s C此时x4 m处质点沿y轴负方向运动 D此时x4 m处质点的加速度为0,图13,答案BD,易错点五波的多解问题 1造成波动问题多解的主要因素有 (1)周期性 时间周期性：时间间

16、隔t与周期T的关系不明确。 空间周期性：波传播距离x与波长的关系不明确。 (2)双向性 传播方向双向性：波的传播方向不确定。 振动方向双向性：质点振动方向不确定。,【练5】 (多选)一列横波在x轴上沿x轴正方向传播，其中t时刻和t0.4 s时刻在x轴上3 m至3 m区间内的波形图如图14中同一条图线所示，则下列说法中正确的是(),图14,A质点振动周期一定为0.4 s B该波最小波速为10 m/s C从t时刻开始计时，x2 m处的质点比x2.5 m处的质点先回到平衡位置 D在t0.8 s时刻，x2 m处的质点位移为零,答案BC,真题示例,图15,答案ABC,【例2】 (多选)(201510月浙

17、江选考)沿x轴正方向传播的简谐横波，振幅为5 cm，质点A、B的平衡位置离O点的距离分别为1.8 m和3.0 m。t0时的波形如图16所示，t0.6 s时质点A恰好第二次到达波峰。下列说法正确的是(),图16,A波速为3 m/s B频率为2 Hz C质点B在00.6 s内路程为25 cm D质点B在t0.6 s时沿y轴正方向运动 答案BD,【例3】 (多选)(20164月浙江选考)摆球质量相等的甲、乙两单摆悬挂点高度相同，其振动图象如图所示。选悬挂点所在水平面为重力势能的参考面，由图17可知(),图17,答案AC,冲刺训练,1平静湖面传播着一列水面波(横波)，在波的传播方向上有相距3 m的甲、

18、乙两小木块随波上下运动，测得两小木块每分钟都上下30次，甲在波谷时，乙在波峰，且两木块之间有一个波峰。这列水面波() A频率是30 Hz B波长是3 m C波速是1 m/s D周期是0.1 s,答案C,2一位游客在千岛湖边欲乘坐游船，当日风浪较大，游船上下浮动。可把游船浮动简化成竖直方向的简谐运动，振幅为20 cm，周期为3.0 s。当船上升到最高点时，甲板刚好与码头地面平齐。地面与甲板的高度差不超过10 cm时，游客能舒服地登船。在一个周期内，游客能舒服登船的时间是() A0.5 s B0.75 s C1.0 s D1.5 s,解析游船的振动图象如图所示。,答案C,3(多选)如图18所示，沿x轴正方向传播的一列横波在某时刻的波形图为一正弦曲线，其波速为200 m/s，则下列说法正确的是(),图18,A图中质点