2012年高考专题复习第7单元-机械振动与机械波-物理-大纲

1、第七单元机械振动与机械波第七单元机械振动与机械波 知识框架第七单元第七单元 知识框架知识框架第七单元第七单元 知识框架知识框架考纲展示第七单元第七单元 考纲展示考纲展示内容内容 要求要求1.1.弹簧振子简谐运动简谐运动的振幅、周期和频率，简谐运动的位移弹簧振子简谐运动简谐运动的振幅、周期和频率，简谐运动的位移时间图象时间图象 2.2.单摆，在小振幅条件下单摆做简谐运动单摆周期公式单摆，在小振幅条件下单摆做简谐运动单摆周期公式 3.3.振动中的能量转化振动中的能量转化 4.4.自由振动和受迫振动受迫振动的振动频率共振及其常见的应用自由振动和受迫振动受迫振动的振动频率共振及其常见的应用 5.5.振

2、动在介质中的传播振动在介质中的传播波横波和纵波横波的图象波长、频率和波波横波和纵波横波的图象波长、频率和波速的关系速的关系 6.6.波的叠加波的干涉、衍射现象波的叠加波的干涉、衍射现象 第七单元第七单元 考纲展示考纲展示7.7.声波超声波及其应用声波超声波及其应用 8.8.多普勒效应多普勒效应 实验实验8.8.用单摆测定重力加速度用单摆测定重力加速度 命题趋势第七单元第七单元 命题趋势命题趋势高考对简谐运动部分的考查有两种类型，其一是将振动图象、振动过程高考对简谐运动部分的考查有两种类型，其一是将振动图象、振动过程的分析与运动、力、能量等知识综合考查；其二是通过波的图象考查对质点的分析与运动、

3、力、能量等知识综合考查；其二是通过波的图象考查对质点振动情况的分析，考题通常以选择题的形式出现此外，单摆易于和其他章振动情况的分析，考题通常以选择题的形式出现此外，单摆易于和其他章节的知识综合，复习时不能忽视节的知识综合，复习时不能忽视机械波部分是高考命题热点考查内容主要是与波的图象相关的问题，机械波部分是高考命题热点考查内容主要是与波的图象相关的问题，如波的图象中质点振动情况的分析、波的传播过程的分析、波速公式、波形如波的图象中质点振动情况的分析、波的传播过程的分析、波速公式、波形变换、波的多解问题等，有时还渗透作图，考题多为选择题另外，对于超变换、波的多解问题等，有时还渗透作图，考题多为选

4、择题另外，对于超声波、多普勒效应、波的干涉、波的叠加等，在高考试题中也偶有涉及，不声波、多普勒效应、波的干涉、波的叠加等，在高考试题中也偶有涉及，不容忽视容忽视复习策略第七单元第七单元 复习策略复习策略1.1.机械振动部分主要应掌握一个方法机械振动部分主要应掌握一个方法( (运用振动图象描述简运用振动图象描述简谐运动谐运动) )、两类振动、两类振动( (简谐运动、受迫振动简谐运动、受迫振动) )、两个模型、两个模型( (弹簧振弹簧振子模型、单摆模型子模型、单摆模型) )；机械波部分主要应掌握机械波的产生过程；机械波部分主要应掌握机械波的产生过程及其传播规律，并了解波的几个特有现象及其传播规律，

5、并了解波的几个特有现象2 2建议复习时突破以下重点或难点：建议复习时突破以下重点或难点：(1) (1) 会分析处理与波的图象相关的问题，如波的图象与振动会分析处理与波的图象相关的问题，如波的图象与振动图象的综合、确定波的传播方向与振动方向、波速计算、波形图象的综合、确定波的传播方向与振动方向、波速计算、波形变换、波的多解问题等变换、波的多解问题等. . 第七单元第七单元 复习策略复习策略(2) (2) 理解简谐运动及全振动过程中的规律与特点；理解振动理解简谐运动及全振动过程中的规律与特点；理解振动图象意义，能将振动过程与振动图象融为一体，能从振动图象图象意义，能将振动过程与振动图象融为一体，能

6、从振动图象中获得振动的相关信息中获得振动的相关信息(3) (3) 会处理振动与动力学综合的问题如单摆的周期公式中会处理振动与动力学综合的问题如单摆的周期公式中重力加速度重力加速度g g与万有引力定律、复合场等的综合，振动中的连接与万有引力定律、复合场等的综合，振动中的连接体问题，振动图象与动力学的综合等体问题，振动图象与动力学的综合等(4) (4) 理解自由振动、受迫振动、共振、波的反射、干涉、衍理解自由振动、受迫振动、共振、波的反射、干涉、衍射、多普勒效应、声音的共鸣、超声波等射、多普勒效应、声音的共鸣、超声波等 使用建议第七单元第七单元 使用建议使用建议1 1机械振动与机械波的问题是高考命

7、题热点，对本单元来讲，理解与识机械振动与机械波的问题是高考命题热点，对本单元来讲，理解与识记概念并领悟处理主要题型的分析方法是非常重要的，复习时应注意各个基记概念并领悟处理主要题型的分析方法是非常重要的，复习时应注意各个基本概念的确切含义要掌握简谐运动过程中回复力、位移、路程、速度、加本概念的确切含义要掌握简谐运动过程中回复力、位移、路程、速度、加速度、动能、势能、动量的周期性变化规律，并在单摆、弹簧振子等实际问速度、动能、势能、动量的周期性变化规律，并在单摆、弹簧振子等实际问题中熟练应用；通过受迫振动理解共振现象；要掌握机械波波速、波长、周题中熟练应用；通过受迫振动理解共振现象；要掌握机械波

8、波速、波长、周期和频率的关系，并理解由于时间和空间上的周期性而导致波的图象问题存期和频率的关系，并理解由于时间和空间上的周期性而导致波的图象问题存在多解；另外，波的叠加、干涉、衍射、多普勒效应等问题在高考中偶有出在多解；另外，波的叠加、干涉、衍射、多普勒效应等问题在高考中偶有出现，也应引起足够的重视现，也应引起足够的重视2 2本单元建议安排本单元建议安排6 6课时：第课时：第2727、2828讲各讲各2 2课时，第课时，第2929讲、单元训练各讲、单元训练各1 1课时课时第第2727讲讲 机械振动机械振动 编读互动第第2727讲讲 编读互动编读互动 1 1本讲复习要求学生掌握简谐运动的规律及特

9、点，重点掌本讲复习要求学生掌握简谐运动的规律及特点，重点掌握简谐运动的两个特例：单摆和弹簧振子对简谐运动过程的握简谐运动的两个特例：单摆和弹簧振子对简谐运动过程的复习要抓住两个阵容复习要抓住两个阵容( (x x、a a、F F、E Ep p与与v v、p p、E Ek)k)和三个特点和三个特点 ( (对对称性、守恒性、周期性称性、守恒性、周期性) )；对振动图象的复习要注意振动图象与；对振动图象的复习要注意振动图象与振动过程的对应性；对简谐运动与动力学综合问题的分析要抓振动过程的对应性；对简谐运动与动力学综合问题的分析要抓住振动中的三个位置住振动中的三个位置( (平衡位置、原长位置、端点位置平

10、衡位置、原长位置、端点位置) )；对单；对单摆的复习要注意建立单摆模型摆的复习要注意建立单摆模型 第第2727讲讲 编读互动编读互动 2.2.本讲例题分类安排思路本讲例题分类安排思路(1)(1)简谐运动过程及其规律简谐运动过程及其规律(2)(2)振动图象的理解和应用振动图象的理解和应用(3)(3)单摆模型单摆模型(4)(4)受迫振动与共振问题分析受迫振动与共振问题分析3 3本讲课时安排本讲课时安排第一课时：简谐运动的过程及规律、振动中的动力学分析、第一课时：简谐运动的过程及规律、振动中的动力学分析、振动图象振动图象第二课时：单摆周期公式、受迫振动与共振第二课时：单摆周期公式、受迫振动与共振.

11、. 考点整合第第2727讲讲 考点整合考点整合位移位移 平衡位置平衡位置 kxkx 平衡平衡 第第2727讲讲 考点整合考点整合相反相反 平衡位置平衡位置 机械机械 振幅振幅 振幅振幅 强弱强弱 快慢快慢 第第2727讲讲 考点整合考点整合第第2727讲讲 考点整合考点整合直径直径 振幅振幅 质量质量 球心球心 时间时间 振幅振幅 第第2727讲讲 考点整合考点整合驱动力驱动力 第第2727讲讲 考点整合考点整合2 2特例：共振：在受迫振动中，当驱动力的频率和物特例：共振：在受迫振动中，当驱动力的频率和物体的体的_频率相等时，频率相等时，最大，这种特殊的受迫振动称最大，这种特殊的受迫振动称之为

12、共振其规律可由共振曲线反映，如图之为共振其规律可由共振曲线反映，如图27272 2所示共振所示共振的应用有转速计、共振筛等的应用有转速计、共振筛等固有固有 振幅振幅 要点探究 探究点一简谐运动过程及其规律探究点一简谐运动过程及其规律 第第2727讲讲 要点探究要点探究1. 1. 振动过程中各物理量的变化情况振动过程中各物理量的变化情况振动体位置振动体位置 位移位移x x回复为回复为F F加速度加速度a a速度速度v v势能势能动能动能方向方向大小大小方向方向大小大小方向方向大小大小方方向向大小大小平衡位置平衡位置O O0 00 00 0最大最大最小最小最大最大最大位移最大位移A A处处指向指向

13、A A最大最大指向指向O O最大最大指向指向O O最大最大0 0最大最大最小最小平衡位置平衡位置OO最大位移最大位移A A处处指向指向A A00最大最大指向指向O O00最大最大指向指向O O00最大最大OOA A最大最大0 0最小最小最大最大最大最大最小最小最大位移处最大位移处A A平衡位置平衡位置O O指向指向A A最大最大0 0指向指向O O最大最大0 0指向指向O O最大最大0 0AAO O00最大最大最大最大最小最小最小最小最大最大第第2727讲讲 要点探究要点探究第第2727讲讲 要点探究要点探究ACD 第第2727讲讲 要点探究要点探究第第2727讲讲 要点探究要点探究第第272

14、7讲讲 要点探究要点探究 点评点评 本题考查简谐运动的特征，主要表现在对称性考本题考查简谐运动的特征，主要表现在对称性考查和周期性的考查，也是这两个性质使得本题存在多解查和周期性的考查，也是这两个性质使得本题存在多解 命题意图命题意图 通过本题提高学生对简谐运动周期性和对称通过本题提高学生对简谐运动周期性和对称性的理解和应用能力性的理解和应用能力第第2727讲讲 要点探究要点探究BD BD 第第2727讲讲 要点探究要点探究第第2727讲讲 要点探究要点探究第第2727讲讲 要点探究要点探究第第2727讲讲 要点探究要点探究 探究点二振动图象的理解和应用探究点二振动图象的理解和应用 振动图象反

15、映某一个质点相对平衡位置的位移随时间变化振动图象反映某一个质点相对平衡位置的位移随时间变化的规律的规律1 1从简谐运动图象可直接读出某质点在不同时刻的位移值，从简谐运动图象可直接读出某质点在不同时刻的位移值，位移位移x x随时间随时间t t的变化情况；的变化情况；2 2可以确定振幅，如图可以确定振幅，如图27274 4所示；所示；第第2727讲讲 要点探究要点探究3 3可以确定振动的周期和频率，如图可以确定振动的周期和频率，如图27274 4所示；所示；4 4可以通过作曲线上某点切线的办法确定各时刻质点的速可以通过作曲线上某点切线的办法确定各时刻质点的速度的大小和方向；度的大小和方向；5 5由

16、于简谐运动的加速度与位移大小成正比，方向相反，由于简谐运动的加速度与位移大小成正比，方向相反，故可以根据图象上各时刻的位移变化情况确定质点加速度的变故可以根据图象上各时刻的位移变化情况确定质点加速度的变化情况化情况第第2727讲讲 要点探究要点探究例例2 220102010西城模拟西城模拟 图图27275 5甲是演示简谐运动图象的装置，它由甲是演示简谐运动图象的装置，它由一根较长的细线和一个较小的沙漏组成当沙漏摆动时，若将沙漏下方的木一根较长的细线和一个较小的沙漏组成当沙漏摆动时，若将沙漏下方的木板匀速拉出，漏出的沙在板上会形成一条曲线通过对曲线的分析，可以确板匀速拉出，漏出的沙在板上会形成一

17、条曲线通过对曲线的分析，可以确定沙漏的位移随时间变化的规律图乙是同一个沙漏分别在两块木板上形成定沙漏的位移随时间变化的规律图乙是同一个沙漏分别在两块木板上形成的曲线的曲线第第2727讲讲 要点探究要点探究等于等于 C C 第第2727讲讲 要点探究要点探究 点评点评 本题给出了两个振动图象的得出过程，本题中单摆周期本题给出了两个振动图象的得出过程，本题中单摆周期恒定不变是一个隐含条件，注意合理应用恒定不变是一个隐含条件，注意合理应用 命题意图命题意图 对于振动图象问题首先要清楚其实质对于振动图象问题首先要清楚其实质描述某一描述某一个质点在各个时刻相对自己平衡位置的位移情况，然后结合振动图象个质

18、点在各个时刻相对自己平衡位置的位移情况，然后结合振动图象的得出过程准确挖掘图象所包含的有效信息的得出过程准确挖掘图象所包含的有效信息第第2727讲讲 要点探究要点探究B B 第第2727讲讲 要点探究要点探究第第2727讲讲 要点探究要点探究 探究点三单摆模型探究点三单摆模型 一、单摆做简谐运动的回复力一、单摆做简谐运动的回复力如图如图27277 7所示，摆球受重力所示，摆球受重力mgmg和绳子拉力和绳子拉力F F两个力的作用，将重两个力的作用，将重力按切线方向和径向方向正交分解，力按切线方向和径向方向正交分解，则绳子的拉力则绳子的拉力F F与重力的径向分力与重力的径向分力的合力提供了摆球做圆

19、周运动所需的的合力提供了摆球做圆周运动所需的向心力，而重力的切向分力向心力，而重力的切向分力F F提供了提供了摆球振动所需的回复力摆球振动所需的回复力F Fmgmgsinsin. .第第2727讲讲 要点探究要点探究第第2727讲讲 要点探究要点探究第第2727讲讲 要点探究要点探究第第2727讲讲 要点探究要点探究A A 第第2727讲讲 要点探究要点探究 点评点评 本题中滑块的运动实质是单摆运动，只不过研究质点本题中滑块的运动实质是单摆运动，只不过研究质点的受力形式有所差异而已对此类问题的分析，只要看清其单摆运的受力形式有所差异而已对此类问题的分析，只要看清其单摆运动实质，其他问题一般容易

20、解决动实质，其他问题一般容易解决 命题意图命题意图 本题意在提示学生：要在生活中善于观察，善于本题意在提示学生：要在生活中善于观察，善于发现所面临问题的物理本质，从而应用相应规律求解否则会感觉发现所面临问题的物理本质，从而应用相应规律求解否则会感觉丈二和尚摸不着头脑丈二和尚摸不着头脑第第2727讲讲 要点探究要点探究D D 第第2727讲讲 要点探究要点探究 解析解析 从单摆的周期公式可以知道，当摆长相等时，周从单摆的周期公式可以知道，当摆长相等时，周期就相等两球碰后有两种可能：一是速度方向相反，这样两期就相等两球碰后有两种可能：一是速度方向相反，这样两球各自到达最高点再返回平衡位置都是半个周

21、期的时间只能球各自到达最高点再返回平衡位置都是半个周期的时间只能在平衡位置相碰；二是碰后向同一方向摆动，也都是分别摆到在平衡位置相碰；二是碰后向同一方向摆动，也都是分别摆到各自的最大高度处再返回平衡位置，时间还是半个周期，仍在各自的最大高度处再返回平衡位置，时间还是半个周期，仍在平衡位置相碰，本题正确选项为平衡位置相碰，本题正确选项为D.D.第第2727讲讲 要点探究要点探究 探究点四受迫振动与共振问题分析探究点四受迫振动与共振问题分析 对于受迫振动和共振问题，主要是理解掌握好相关概念和共振曲线对于受迫振动和共振问题，主要是理解掌握好相关概念和共振曲线例例4 420102010海淀模拟海淀模拟

22、 如图如图27271111所示，将一个筛子用四根弹簧支所示，将一个筛子用四根弹簧支起来起来( (后排的两根弹簧未画出后排的两根弹簧未画出) )，筛子上装一个电动偏心轮，这就做成了一，筛子上装一个电动偏心轮，这就做成了一个共振筛工作时偏心轮被电动机带动匀速转动，从而给筛子施加与偏心个共振筛工作时偏心轮被电动机带动匀速转动，从而给筛子施加与偏心轮转动周期相同的周期性驱动力，使它做受迫振动现有一个共振筛其固轮转动周期相同的周期性驱动力，使它做受迫振动现有一个共振筛其固有周期为有周期为0.80 s0.80 s，电动偏心轮的转速是，电动偏心轮的转速是80 r/min80 r/min，在使用过程中发现筛子

23、，在使用过程中发现筛子做受迫振动的振幅较小已知增大偏心轮电动机的输入电压，可使其转速做受迫振动的振幅较小已知增大偏心轮电动机的输入电压，可使其转速提高；增加筛子的质量，可以增大筛子的固有周期下列做法中可能实现提高；增加筛子的质量，可以增大筛子的固有周期下列做法中可能实现增大筛子做受迫振动的振幅的是增大筛子做受迫振动的振幅的是( () )D D 第第2727讲讲 要点探究要点探究A A适当增大筛子的质量适当增大筛子的质量B B适当增大偏心轮电动机的输入电压适当增大偏心轮电动机的输入电压C C适当增大筛子的质量同时适当增大偏心轮电动机的输入电压适当增大筛子的质量同时适当增大偏心轮电动机的输入电压D

24、 D适当减小筛子的质量同时适当减小偏心轮电动机的输入电压适当减小筛子的质量同时适当减小偏心轮电动机的输入电压第第2727讲讲 要点探究要点探究第第2727讲讲 要点探究要点探究第第2727讲讲 要点探究要点探究变式题变式题20092009宁夏卷宁夏卷 某振动系统的固有频率为某振动系统的固有频率为f f0 0，在，在周期性驱动力的作用下做受迫振动，驱动力的频率为周期性驱动力的作用下做受迫振动，驱动力的频率为f f. .若驱动若驱动力的振幅保持不变，下列说法正确的是力的振幅保持不变，下列说法正确的是( () )A. A. 当当f ff f0 0时，该振动系统的振幅随时，该振动系统的振幅随f f增大

25、而减小增大而减小B. B. 当当f ff f0 0时，该振动系统的振幅随时，该振动系统的振幅随f f减小而增大减小而增大C. C. 该振动系统的振动稳定后，振动的频率等于该振动系统的振动稳定后，振动的频率等于f f0 0D. D. 该振动系统的振动稳定后，振动的频率等于该振动系统的振动稳定后，振动的频率等于f fBDBD第第2727讲讲 要点探究要点探究备用习题第第2727讲讲 备用习题备用习题 C C 第第2727讲讲 备用习题备用习题 ADAD第第2727讲讲 备用习题备用习题 第第2828讲讲 机械波机械波编读互动第第2828讲讲 编读互动编读互动 1 1本讲内容为高考命题热点，主要围绕

26、波的图象进行命题，本讲内容为高考命题热点，主要围绕波的图象进行命题，如波的图象中质点的振动情况分析、波速公式、波形变换、波如波的图象中质点的振动情况分析、波速公式、波形变换、波的多解问题等，题型以选择题为主复习本讲要深刻理解机械的多解问题等，题型以选择题为主复习本讲要深刻理解机械波的产生过程及传播规律；对波的图象的理解应注重弄清振动波的产生过程及传播规律；对波的图象的理解应注重弄清振动图象与波动图象的区别和联系，会用微平移法确定质点的振动图象与波动图象的区别和联系，会用微平移法确定质点的振动方向或波的传播方向，会用平移法或特殊点法进行波形变换，方向或波的传播方向，会用平移法或特殊点法进行波形变

27、换，能抓住周期数与波长数的对应关系列出通式并结合画辅助波形能抓住周期数与波长数的对应关系列出通式并结合画辅助波形图解答波的多解问题图解答波的多解问题第第2828讲讲 编读互动编读互动 2 2本讲例题分类安排思路本讲例题分类安排思路(1)(1)机械波的产生过程与传播规律机械波的产生过程与传播规律(2)(2)波的图象的理解和应用波的图象的理解和应用(3)(3)波的多解问题波的多解问题(4)(4)波的特性波的特性3 3本讲课时安排本讲课时安排第一课时：机械波的产生过程、振动图象与波动图象、波动第一课时：机械波的产生过程、振动图象与波动图象、波动图象的多解性图象的多解性第二课时：波的叠加与干涉、波的衍

28、射与多普勒效应第二课时：波的叠加与干涉、波的衍射与多普勒效应. . 考点整合第第2828讲讲 考点整合考点整合一、机械波一、机械波1 1产生条件：产生条件：(1)(1)要有机械振动；要有机械振动；(2)(2)要有传播机械波的要有传播机械波的_2 2形成原因：介质中的质点受波源或邻近质点的驱动做形成原因：介质中的质点受波源或邻近质点的驱动做_振动振动3 3分类：分为横波分类：分为横波( (质点振动方向和波的传播方向质点振动方向和波的传播方向_)_)和纵波和纵波( (质点振动方向和波的传播方向质点振动方向和波的传播方向_)_)4 4传播规律：传播规律：(1)(1)介质中质点的振动周期均与介质中质点

29、的振动周期均与_质点的质点的周期周期_，且与波的，且与波的_周期相同周期相同介质介质 受迫受迫 垂直垂直 平行平行 波源波源 波源波源 传播传播 第第2828讲讲 考点整合考点整合(2)(2)波源质点振动一个周期，波沿传播方向传播一个波源质点振动一个周期，波沿传播方向传播一个_(3)(3)介质中的所有质点的起始振动方向均与波源质点的起始介质中的所有质点的起始振动方向均与波源质点的起始振动方向振动方向_波的传播实质是波形的推移波的传播实质是波形的推移(4)(4)介质中的质点总是依次跟随波源质点在自身介质中的质点总是依次跟随波源质点在自身_位置位置附近做振动，并不随波移动机械波是大量介质质点参与振

30、动的附近做振动，并不随波移动机械波是大量介质质点参与振动的表现表现(5)(5)机械波不光传播着振动与信息，还传播着机械波不光传播着振动与信息，还传播着_波长波长 相同相同 平衡平衡 能量能量 第第2828讲讲 考点整合考点整合相邻相邻 波源波源 介质介质 f f 第第2828讲讲 考点整合考点整合频率频率 波峰波峰 波谷波谷 整数整数 奇数奇数 第第2828讲讲 考点整合考点整合B B波的衍射波的衍射(1)(1)定义：波绕过障碍物进行传播的现象波的波长越定义：波绕过障碍物进行传播的现象波的波长越_，障碍物或孔，障碍物或孔的尺寸越的尺寸越_，衍射现象越明显，衍射现象越明显(2)(2)发生明显的衍

31、射现象的条件：障碍物或孔的尺寸比波长发生明显的衍射现象的条件：障碍物或孔的尺寸比波长_，或者跟，或者跟波长相差不多波长相差不多C C多普勒效应多普勒效应(1)(1)产生条件：波源与观察者之间有产生条件：波源与观察者之间有_(2)(2)现象：当两者相互靠近时，感觉波的频率现象：当两者相互靠近时，感觉波的频率_；当两者相互远离时，；当两者相互远离时，感觉波的频率感觉波的频率_二、波的图象二、波的图象1 1物理意义：描述介质中各质点在物理意义：描述介质中各质点在偏离平衡位置的位移偏离平衡位置的位移2 2简谐波的图象的形状：正弦或余弦曲线简谐波的图象的形状：正弦或余弦曲线长长 小小 小小 相对运动相对

32、运动 升高升高 降低降低 某一时刻某一时刻 第第2828讲讲 考点整合考点整合3 3相关信息：相关信息：(1)(1)从波的图象能直接读出振幅、波长、介质中各质点在该从波的图象能直接读出振幅、波长、介质中各质点在该时刻的位移时刻的位移(2)(2)可画出经过一段时间后的波形图其方法有特殊点法、平移法画图可画出经过一段时间后的波形图其方法有特殊点法、平移法画图时，应注意相隔时间为周期时，应注意相隔时间为周期_的两个时刻的波形相同的两个时刻的波形相同三、声波三、声波发声体的振动在介质中的传播就是声波，人耳能听到的声波的频率范围在发声体的振动在介质中的传播就是声波，人耳能听到的声波的频率范围在20 Hz

33、20 Hz到到20000 Hz20000 Hz之间频率低于之间频率低于20 Hz20 Hz的声波叫做的声波叫做_声波，频率高于声波，频率高于20000 20000 HzHz的声波叫做的声波叫做_声波；空气中的声波是声波；空气中的声波是_；能够把回声与原声区别开；能够把回声与原声区别开来的最小时间间隔为来的最小时间间隔为0.1 s0.1 s；声波的共振现象称为声波的；声波的共振现象称为声波的_整数倍整数倍 次次 超超 纵波纵波 共鸣共鸣 要点探究 探究点一机械波的产生过程与传播规律探究点一机械波的产生过程与传播规律 第第2828讲讲 要点探究要点探究机械波的产生过程实质是波源引起的一系列受迫振动

34、的机械波的产生过程实质是波源引起的一系列受迫振动的传播，即波源驱动与之相近的质点发生和波源同样的振动，传播，即波源驱动与之相近的质点发生和波源同样的振动，然后距离波源近的质点依次驱动距离波源远的质点也产生同然后距离波源近的质点依次驱动距离波源远的质点也产生同样的振动，这样就形成了由近及远的机械波简单地说，就样的振动，这样就形成了由近及远的机械波简单地说，就是是“前带后，后跟前，运动状态向后传前带后，后跟前，运动状态向后传” ” . .所以参与机械波所以参与机械波传播的各质点起振方向相同传播的各质点起振方向相同( (与波源起振方向相同与波源起振方向相同) )、振动频、振动频率相同率相同( (都等

35、于波源的振动频率都等于波源的振动频率) )第第2828讲讲 要点探究要点探究D D 第第2828讲讲 要点探究要点探究第第2828讲讲 要点探究要点探究第第2828讲讲 要点探究要点探究BC BC 第第2828讲讲 要点探究要点探究第第2828讲讲 要点探究要点探究 探究点二波的图象的理解和应用探究点二波的图象的理解和应用 理解波的图象的本质及其与振动图象的区别是应用波的图理解波的图象的本质及其与振动图象的区别是应用波的图象的重要前提，为此需要清楚以下两个方面：象的重要前提，为此需要清楚以下两个方面：1 1振动图象与波的图象的比较振动图象与波的图象的比较比较项目比较项目振动图象振动图象波的图象

36、波的图象研究对象研究对象一振动质点一振动质点所有质点所有质点研究内容研究内容某一质点位移随时间的变化规律某一质点位移随时间的变化规律某一时刻所有质点的空间分布规律某一时刻所有质点的空间分布规律图象形状图象形状第第2828讲讲 要点探究要点探究物理意义物理意义表示一质点在各时刻的位移表示一质点在各时刻的位移表示某时刻各质点的位移表示某时刻各质点的位移信息读取信息读取(1)(1)质点振动周期质点振动周期(2)(2)质点振幅质点振幅(3)(3)各时刻质点位移各时刻质点位移(4)(4)各时刻速度、加速度方向各时刻速度、加速度方向(1)(1)波长、振幅波长、振幅(2)(2)任意一质点此刻的位移任意一质点

37、此刻的位移(3)(3)任意一质点在该时刻的任意一质点在该时刻的加速度方向加速度方向(4)(4)传播方向、振动方向的传播方向、振动方向的互判互判形象比喻形象比喻记录一个人一段时间内活动情记录一个人一段时间内活动情况的录像带况的录像带记录着某一时刻许多人各记录着某一时刻许多人各自动作的集体照片自动作的集体照片图象变化图象变化随时间推移图象延续，但已有随时间推移图象延续，但已有图象形状不变图象形状不变随时间推移，图象沿传播随时间推移，图象沿传播方向平移方向平移一完整曲线一完整曲线占横坐标距离占横坐标距离表示一个周期表示一个周期表示一个波长表示一个波长图象性质图象性质正弦或余弦曲线正弦或余弦曲线第第2

38、828讲讲 要点探究要点探究2.2.由波的图象可以获得的信息由波的图象可以获得的信息(1)(1)从图象上可直接读出波长和振幅；从图象上可直接读出波长和振幅；(2)(2)可确定任一质点在该时刻的位移；可确定任一质点在该时刻的位移；(3)(3)因加速度方向和位移方向相反，可确定任一质点在该时刻的加速度方因加速度方向和位移方向相反，可确定任一质点在该时刻的加速度方向；向；(4)(4)若已知波的传播方向，可确定各质点在该时刻的振动方向，并判断位若已知波的传播方向，可确定各质点在该时刻的振动方向，并判断位移、加速度、速度、动量、动能的变化移、加速度、速度、动量、动能的变化3 3质点振动方向与波的传播方向

39、的相互确定质点振动方向与波的传播方向的相互确定质点振动方向与波的传播方向存在着必然的联系，若已知波的传播方向，质点振动方向与波的传播方向存在着必然的联系，若已知波的传播方向，便可知波源的方位，任给一质点，我们均可判定它跟随哪些质点振动，便可知便可知波源的方位，任给一质点，我们均可判定它跟随哪些质点振动，便可知道它的振动方向，反之亦然若已知波的传播方向，可确定各质点在该时刻的道它的振动方向，反之亦然若已知波的传播方向，可确定各质点在该时刻的振动方向，并判断位移、加速度、速度、动能的变化常用的方法：振动方向，并判断位移、加速度、速度、动能的变化常用的方法：第第2828讲讲 要点探究要点探究(1)(

40、1)带动法带动法原理：先振动的质点带动邻近的后振动的质点原理：先振动的质点带动邻近的后振动的质点方法：如图方法：如图28282 2所示，在质点所示，在质点P P靠近波源一方附近的图象另找靠近波源一方附近的图象另找一点一点P P，若，若P P在在P P上方，则上方，则P P向向y y轴正方向运动，若轴正方向运动，若P P在在P P下方，则下方，则P P向向y y轴负方向运动轴负方向运动第第2828讲讲 要点探究要点探究(2)(2)微平移法微平移法原理：波向前传播，波形也向前平移原理：波向前传播，波形也向前平移方法：作出经微小时间方法：作出经微小时间t t后的波形图，如图后的波形图，如图28283

41、 3虚线虚线所示，就知道了各质点经过所示，就知道了各质点经过t t时间到达的位置，此刻质点振时间到达的位置，此刻质点振动方向也就知道了，图中动方向也就知道了，图中P P点振动方向向点振动方向向y y轴负方向轴负方向第第2828讲讲 要点探究要点探究B B第第2828讲讲 要点探究要点探究第第2828讲讲 要点探究要点探究 点评点评 本题考查振动图象与波的图象的综合应用，本题考查振动图象与波的图象的综合应用， 分析此类分析此类问题首先要清楚各自图象的物理信息，同时注意二者在某些信息上问题首先要清楚各自图象的物理信息，同时注意二者在某些信息上的相互照应，即二者反映同一信息时结论是统一的的相互照应，

42、即二者反映同一信息时结论是统一的 命题意图命题意图 本题设置意图主要考查学生对两种图象的准确阅本题设置意图主要考查学生对两种图象的准确阅读及两图象信息的相互印证能力，培养学生推理能力，老师应引导读及两图象信息的相互印证能力，培养学生推理能力，老师应引导学生做好此类问题的思路方法总结学生做好此类问题的思路方法总结第第2828讲讲 要点探究要点探究ABAB第第2828讲讲 要点探究要点探究第第2828讲讲 要点探究要点探究第第2828讲讲 要点探究要点探究 探究点三波的多解问题探究点三波的多解问题 清楚波的多解产生的原因是解决波的多解问题的前提，波的多解主清楚波的多解产生的原因是解决波的多解问题的

43、前提，波的多解主要是由以下几方面原因造成的，这也是分析波的多解问题切入点要是由以下几方面原因造成的，这也是分析波的多解问题切入点(1)(1)波的空间的周期性：沿波的传播方向，在波的空间的周期性：沿波的传播方向，在x x轴上任取一点轴上任取一点P P( (x x) )，P P点的振动完全重复波源点的振动完全重复波源O O的振动，只是时间上比的振动，只是时间上比O O点要落后点要落后t t，且，且t t . .在同一波形图上，凡坐标与在同一波形图上，凡坐标与P P点坐标点坐标x x之差为波长整数倍的质点，之差为波长整数倍的质点，在同一时刻在同一时刻t t的位移都与的位移都与P P点的振动位移相同，

44、其振动速度、加速度也与点的振动位移相同，其振动速度、加速度也与之相同，或者说它们的振动之相同，或者说它们的振动“相貌相貌”完全相同因此，在同一波形图上，完全相同因此，在同一波形图上，某一振动某一振动“相貌相貌”势必会不断重复出现，这就是机械波的空间的周期势必会不断重复出现，这就是机械波的空间的周期性波的空间的周期性说明相距为波长整数倍的多个质点振动情况完全性波的空间的周期性说明相距为波长整数倍的多个质点振动情况完全相同相同第第2828讲讲 要点探究要点探究(2)(2)波的时间的周期性：在波的时间的周期性：在x x轴上同一个给定的质点，在轴上同一个给定的质点，在t tnTnT时刻时刻的振动情况与

45、它在的振动情况与它在t t时刻的振动情况时刻的振动情况( (位移、速度、加速度等位移、速度、加速度等) )相同因相同因此，在此，在t t时刻的波形会在时刻的波形会在t tnTnT时刻多次重复出现，这就是机械波的时间时刻多次重复出现，这就是机械波的时间的周期性波的时间的周期性表明波在传播过程中，经过整数倍周期时，的周期性波的时间的周期性表明波在传播过程中，经过整数倍周期时，其波的图象相同其波的图象相同(3)(3)波的双向性：双向性是指波沿正、负方向传播时，若正、负两波的双向性：双向性是指波沿正、负方向传播时，若正、负两方向的传播时间之和等于周期的整数倍，则沿正、负两方向传播到各自方向的传播时间之

46、和等于周期的整数倍，则沿正、负两方向传播到各自对应时刻的波形相同对应时刻的波形相同(4)(4)介质中两质点间的距离与波长关系未定：在波的传播方向上，介质中两质点间的距离与波长关系未定：在波的传播方向上，如果两个质点间的距离不确定，就会形成多解，解题时若不能联想到所如果两个质点间的距离不确定，就会形成多解，解题时若不能联想到所有可能情况，易出现漏解有可能情况，易出现漏解第第2828讲讲 要点探究要点探究(5)(5)介质中质点的振动方向未定：在波的传播过程中，质点振动方介质中质点的振动方向未定：在波的传播过程中，质点振动方向与传播方向联系，若某一质点振动方向未确定，则波的传播方向有两向与传播方向联

47、系，若某一质点振动方向未确定，则波的传播方向有两种，这样可形成多解种，这样可形成多解 说明说明 波的对称性是指波在介质中向左、右同时传播时，关于波波的对称性是指波在介质中向左、右同时传播时，关于波源对称的左、右两质点振动情况完全相同源对称的左、右两质点振动情况完全相同第第2828讲讲 要点探究要点探究A A第第2828讲讲 要点探究要点探究第第2828讲讲 要点探究要点探究第第2828讲讲 要点探究要点探究B B第第2828讲讲 要点探究要点探究第第2828讲讲 要点探究要点探究 探究点四波的特性探究点四波的特性 第第2828讲讲 要点探究要点探究第第2828讲讲 要点探究要点探究二、衍射条件

48、与明显衍射条件二、衍射条件与明显衍射条件一切波都能发生衍射，即使现象不明显，不易观察，也一一切波都能发生衍射，即使现象不明显，不易观察，也一定发生了衍射现象，而明显衍射现象是障碍物定发生了衍射现象，而明显衍射现象是障碍物( (或孔或孔) )的尺寸的尺寸比波长小或跟波长差不多时才会发生明显衍射发生时，并比波长小或跟波长差不多时才会发生明显衍射发生时，并不一定能清楚地观察到，如当孔远小于水波波长时，衍射应不一定能清楚地观察到，如当孔远小于水波波长时，衍射应当非常明显，但因孔很小，单位时间内通过的能量很小，水当非常明显，但因孔很小，单位时间内通过的能量很小，水波将非常弱，不易看清楚波将非常弱，不易看

49、清楚第第2828讲讲 要点探究要点探究D D第第2828讲讲 要点探究要点探究 解析解析 从题图中可以很清楚地看到图甲中波绕过了狭缝继续传从题图中可以很清楚地看到图甲中波绕过了狭缝继续传播，产生了明显的衍射现象，图乙中有两个波源，是波的干涉现象，播，产生了明显的衍射现象，图乙中有两个波源，是波的干涉现象，选项选项D D正确正确 点评点评 本题考查衍射现象的判定，可根据其定义所描述的情景来本题考查衍射现象的判定，可根据其定义所描述的情景来分析分析 命题意图命题意图 通过本题应让学生加强对干涉衍射问题的理解和相关通过本题应让学生加强对干涉衍射问题的理解和相关结论的应用，尤其是干涉、衍射条件的把握及

50、其相应现象的识别结论的应用，尤其是干涉、衍射条件的把握及其相应现象的识别第第2828讲讲 要点探究要点探究C C第第2828讲讲 要点探究要点探究 解析解析 由同一声源产生的两列波，等效为同相位、同频由同一声源产生的两列波，等效为同相位、同频率的两个波源在率的两个波源在b b处相遇时，若路程差为半波长的奇数倍，处相遇时，若路程差为半波长的奇数倍，两列波在两列波在b b处的振动位移合成为零，达到干涉相消的目的，处的振动位移合成为零，达到干涉相消的目的，C C对对备用习题第第2828讲讲 备用习题备用习题 1 120112011武昌模拟武昌模拟 如图所示，如图所示，A A、B B、C C、D D、

51、E E、F F、G G、H H、I I、J J、K K是弹性介质中一些质点的平衡位置，相邻两质点的平衡位置间的距离都是是弹性介质中一些质点的平衡位置，相邻两质点的平衡位置间的距离都是0.1 0.1 m m质点质点A A从从t t0 0时刻开始沿时刻开始沿y y轴正方向轴正方向( (竖直向上竖直向上) )做简谐运动，振幅为做简谐运动，振幅为5 5 cmcm，经过，经过0.1 0.1 s s，质点，质点A A第一次到达最大位移处，此时波恰好传到质点第一次到达最大位移处，此时波恰好传到质点C C，则，则下列说法正确的是下列说法正确的是( () )A At t0.4 0.4 s s时刻，质点时刻，质点

52、E E已经运动的路程为已经运动的路程为10 10 cmcmB Bt t0.4 0.4 s s时刻的波形图如图所示时刻的波形图如图所示C Ct t0.45 0.45 s s时刻质点时刻质点E E正好处在其平衡位置的正上方正好处在其平衡位置的正上方D D若质点若质点A A起振的同时，质点起振的同时，质点K K也以相同的频率向也以相同的频率向y y轴正方向开始做简谐轴正方向开始做简谐运动，则振动稳定后，质点运动，则振动稳定后，质点E E为振动加强点为振动加强点A A第第2828讲讲 备用习题备用习题 第第2828讲讲 备用习题备用习题 解析解析 A A依题意，质点依题意，质点A A第一次到达最大位移

53、处需要经过第一次到达最大位移处需要经过t t0.1 0.1 s s，即为四分之一周期，因此周期，即为四分之一周期，因此周期T T0.4 0.4 s s，0.1 0.1 s s内波传播到内波传播到C C处，则处，则传播了传播了0.2 0.2 m m，波速为，波速为v v2 2 m m/ /s s，波长，波长vTvT0.8 0.8 m m波传播半个周波传播半个周期即可传播到质点期即可传播到质点E E，则，则t t0.4 0.4 s s时刻，质点时刻，质点E E已经振动半个周期，故质已经振动半个周期，故质点点E E在在y y轴上运动的路程为两个振幅，即轴上运动的路程为两个振幅，即10 10 cmcm

54、，A A对；对；t t0.4 0.4 s s的波形图的波形图为一个波长，根据波源起振方向为竖直向上，则为一个波长，根据波源起振方向为竖直向上，则I I质点刚起振的方向也质点刚起振的方向也应该从平衡位置向上，而图中波形图显示应该从平衡位置向上，而图中波形图显示I I质点即将向下振动，故质点即将向下振动，故B B错；错；从从0.2 0.2 s s时刻时刻E E质点开始振动到质点开始振动到0.4 0.4 s s时刻，时刻，E E质点回到平衡位置并向下振质点回到平衡位置并向下振动，再经过动，再经过0.05 0.05 s s质点质点E E将处于平衡位置下方，并向下运动，将处于平衡位置下方，并向下运动，C

55、 C错；质点错；质点E E到两个波源到两个波源A A、K K的距离差为的距离差为0.2 0.2 m m0.50.50.50.5，即质点，即质点E E与两波源距与两波源距离差为半波长的离差为半波长的0.50.5倍，不属于加强区的点，不加强也不减弱，倍，不属于加强区的点，不加强也不减弱，D D错错第第2828讲讲 备用习题备用习题 D D第第2828讲讲 备用习题备用习题 解析解析 D D根据乙图可知，根据乙图可知，t t0 0时刻，甲图中质点时刻，甲图中质点A A正在正在向上振动，则该波沿向上振动，则该波沿x x轴负方向传播，选项轴负方向传播，选项A A错误；由乙图可错误；由乙图可知，该波周期为

56、知，该波周期为0.8 0.8 s s，据此可知，选项，据此可知，选项B B错误，错误，D D正确；从该正确；从该时刻起，质点时刻起，质点P P将比质点将比质点Q Q早回到平衡位置，选项早回到平衡位置，选项C C错误错误第第2929讲讲 本单元实验本单元实验 编读互动第第2929讲讲 编读互动编读互动 1 1本讲实验原理容易理解，所以复习重点应放在全振动的本讲实验原理容易理解，所以复习重点应放在全振动的计数、秒表的使用、误差的分析、数据的处理上另外要强化计数、秒表的使用、误差的分析、数据的处理上另外要强化理解实验的注意事项理解实验的注意事项2 2本讲例题分类安排思路：本讲例题分类安排思路：(1)

57、(1)实验原理与实验操作实验原理与实验操作(2)(2)实验数据和误差分析实验数据和误差分析(3)(3)同类实验拓展与创新同类实验拓展与创新3 3本讲安排本讲安排1 1课时课时 考点整合第第2929讲讲 考点整合考点整合摆长摆长l l 周期周期T T 第第2929讲讲 考点整合考点整合平衡位置平衡位置 第第2929讲讲 考点整合考点整合要点探究 探究点一对实验原理与实验步骤的考查探究点一对实验原理与实验步骤的考查 第第2929讲讲 要点探究要点探究C C 第第2929讲讲 要点探究要点探究2.125 2.125 98.49 98.49 99.8 99.8 2.0 2.0 9.71 9.71 第第2929讲讲 要点探究要点探究第第2929讲讲 要点探究要点探究9.86 9.86 第第2929讲讲 要点探究要点探究第