高考物理选修专题《机械振动机械波》经典题基础题课件

一、简谐运动的概念和运动规律1．简谐运动的概念(1)概念：物体在跟位移大小成正比、并且总是指向

的回复力的作用下所做的运动称为简谐运动．平衡位置第一章机械振动机械波

一、简谐运动的概念和运动规律平衡位置第一章机械振动机械波二、简谐运动的两种基本模型

弹簧振子(水平)单摆模型示意图条件忽略弹簧质量、无摩擦等阻力细线不可伸长、质量忽略、无空气等阻力、摆角小于10°平衡位置弹簧处于原长处最低点二、简谐运动的两种基本模型弹簧振子(水平)单摆模型示意图条弹力

重力

弹力重力二、运动图象的应用

1．确定振动的振幅．如右图所示的振幅是10cm.2．确定振动物体在任意时刻的位移． 如图中，对应t1、t2时刻的位移分别为x1＝＋7cm，x2＝－5cm.二、运动图象的应用4．确定各质点的振动方向．如上图中的t1时刻，质点正远离平衡位置向位移的正方向运动；在t3时刻，质点正向着平衡位置运动．5．比较各时刻质点加速度的大小和方向．如上图中t1时刻质点位移x1为正，则加速度a1为负；t2时刻质点位移x2为负，则加速度a2为正，又因为|x1|>|x2|，所以|a1|>|a2|.高考物理选修专题《机械振动机械波》经典题基础题课件1.某振动系统的固有频率为f0，在周期性驱动力的作用下做受迫振动，驱动力的频率为f.若驱动力的振幅保持不变，下列说法正确的是()A．当f<f0时，该振动系统的振幅随f增大而减小B．当f>f0时，该振动系统的振幅随f减小而增大C．该振动系统的振动稳定后，振动的频率等于f0D．该振动系统的振动稳定后，振动的频率等于f

1.某振动系统的固有频率为f0，在周期性驱动力的作用下做受迫解析：

由共振条件及共振曲线可知：驱动力频率f驱越接近振动系统的固有频率f0，则振幅越大，故知：当f<f0时，振幅随f的↑而↑，A错；当f>f0时，振幅随f的↑而↓，随f的↓而↑，B正确；系统振动稳定时，振动频率等于驱动力频率f，与固有频率f0无关，D对，C错．故选B、D.答案：

BD高考物理选修专题《机械振动机械波》经典题基础题课件高考物理选修专题《机械振动机械波》经典题基础题课件答案：ACD答案：ACD3．一个质点经过平衡位置O，在A、B间做简谐运动，如下图(a)所示，它的振动图象如图(b)所示，设向右为正方向，则(1)OB＝______cm.(2)第0.2s末质点的速度方向是______，加速度大小为________．(3)第0.4s末质点的加速度方向是______；(4)第0.7s时，质点位置在____点与____点之间．(5)质点从O运动到B再运动到A所需时间t＝____s.(6)在4s内完成______次全振动．3．一个质点经过平衡位置O，在A、B间做简谐运动，如下图(a答案：

(1)5(2)O→A0(3)A→O(4)O

B(5)0.6(6)54．(1)将一个电动传感器接到计算机上，就可以测量快速变化的力，用这种方法测得的某单摆摆动时悬线上拉力的大小随时间变化的曲线如下图所示．某同学由此图象提供的信息作出的下列判断中，正确的是________．A．t＝0.2s时摆球正经过最低点B．t＝1.1s时摆球正经过最低点C．摆球摆动过程中机械能减小D．摆球摆动的周期是T＝1.4s答案：(1)5(2)O→A0(3)A→O4．(1)将(2)如右图所示为同一地点的两单摆甲、乙的振动图象，下列说法中正确的是________A．甲、乙两单摆的摆长相等B．甲摆的振幅比乙摆大C．甲摆的机械能比乙摆大D．在t＝0.5s时有正向最大加速度的是乙摆高考物理选修专题《机械振动机械波》经典题基础题课件解析：

(1)悬线拉力在经过最低点时最大，t＝0.2s时，F有正向最大值，故A选项正确，t＝1.1s时，F有最小值，不在最低点，周期应为T＝1.2s，因振幅减小，故机械能减小，C选项正确．(2)振幅可从题图上看出甲摆大，故B对．且两摆周期相等，则摆长相等，因质量关系不明确，无法比较机械能．t＝0.5s时乙摆球在负的最大位移处，故有正向最大加速度，所以正确答案为A、B、D.答案：

(1)AC(2)ABD高考物理选修专题《机械振动机械波》经典题基础题课件2－1：一质点简谐运动的振动图象如下图所示．(1)该质点振动的振幅是________cm.周期是________s．初相是________．(2)写出该质点简谐运动的表达式，并求出当t＝1s时质点的位移．2－1：一质点简谐运动的振动图象如下图所示．高考物理选修专题《机械振动机械波》经典题基础题课件第二讲机械波第二讲机械波一、振动图象与波动图象的比较振动图象波动图象研究对象一振动质点沿波传播方向所有质点研究内容一质点位移随时间变化规律某时刻所有质点的空间分布规律图象物理意义表示同一质点在各时刻的位移表示某时刻各质点的位移一、振动图象与波动图象的比较振动图象波动图象研究对象一振动振动图象波动图象图象信息(1)质点振动周期(2)质点振幅(3)各时刻质点位移(4)各时刻速度、加速度方向(1)波长、振幅(2)任意一质点此刻的位移(3)任意一质点在该时刻加速度方向(4)传播方向、振动方向的互判形象比喻记录着一个人一段时间内活动的录像带记录着许多人某时刻动作表情的集体照片图象变化随时间推移图象延续，但已有形状不变随时间推移，波形沿传播方向平移一完整曲线占横坐标距离表示一个周期表示一个波长振动图象波动图象图象信息(1)质点振动周期(1)波长、振幅形二、质点振动方向与波传播方向的互判

图象方法(1)微平移法：沿波的传播方向将波的图象进行一微小平移，然后由两条波形曲线来判断．例如：波沿x轴正向传播，t时刻波形曲线如图中实线所示．将其沿v的方向移动一微小距离Δx，获得如图中虚线所示的图线．可以判定：t时刻质点A振动方向向下，质点B振动方向向上，质点C振动方向向下．二、质点振动方向与波传播方向的互判图象方法(1)微平移法：图象方法(2)“上、下坡”法：沿着波的传播方向看，上坡的点向下振动，下坡的点向上振动．即“上坡下，下坡上”．例如：左图中，A点向上振动，B点向下振动，C点向上振动．(3)同侧法质点的振动方向与波的传播方向在波的图象的同一侧．如图所示.图象方法(2)“上、下坡”法：沿着波的传播方向看，上坡的点向3．一列沿x轴正方向传播的简谐横波，某时刻的波形如右图所示．P为介质中的一个质点，从该时刻开始的一段极短时间内，P的速度v和加速度a的大小变化情况是()A．v变小，a变大 B．v变小，a变小C．v变大，a变大 D．v变大，a变小解析：

由波的传播方向及P点位置，可知P点此时正向平衡位置振动，速度增大，加速度减小．答案：

D3．一列沿x轴正方向传播的简谐横波，某时刻的波形如右图所示．高考物理选修专题《机械振动机械波》经典题基础题课件答案：

AB

答案：AB1－1：如下图所示是一列沿x轴正方向传播的简谐横波在t＝0时刻的波形图，已知波的传播速度v＝2m/s，试回答下列问题：(1)写出x＝1.0m处质点的振动函数表达式；(2)求出x＝2.5m处质点在0～4.5s内通过的路程及t＝4.5s时该质点的位移．1－1：如下图所示是一列沿x轴正方向传播的简谐横波在t＝0时解析：

①波长λ＝2.0m，周期T＝λ/v＝1.0s，振幅A＝5cm，则y＝5sin(2πt)cm②n＝t/T＝4.5，则4.5s内x＝2.5m处质点的路程s＝4nA＝90cmx＝2.5m处质点在t＝0时位移为y＝5cm，则经过4个周期后与初始时刻相同，再经0.5个周期后该质点位移为y′＝－5cm答案：

(1)y＝5sin(2πt)cm(2)90cm5cm解析：①波长λ＝2.0m，周期T＝λ/v＝1.0s，振 如下图甲为一列简谐横波在t＝0.10s时刻的波形图，P是平衡位置为x＝1m处的质点，Q是平衡位置为x＝4m处的质点，图乙为质点Q的振动图象，则(

) 如下图甲为一列简谐横波在t＝0.10s时刻的波形图，P是A．t＝0.15s时，质点Q的加速度达到正向最大B．t＝0.15s时，质点P的运动方向沿y轴负方向C．从t＝0.10s到t＝0.25s，该波沿x轴正方向传播了6mD．从t＝0.10s到t＝0.25s，质点P通过的路程为30cm解析：

A选项，由乙图象看出，t＝0.15s时，质点Q位于负方向的最大位移处，而简谐运动的加速度大小与位移成正比，方向与位移方向相反，所以加速度为正向最大值；

A．t＝0.15s时，质点Q的加速度达到正向最大答案：

AB

答案：AB2－1：如下图所示，甲是一列横波在某一时刻的波动图象，乙是在x＝6m处的质点从该时刻开始计时的振动图象，a、b是介质中两个质点，下列说法正确的是()A．这列波沿x轴的正方向传播 B．这列波的波速是2m/sC．b比a先回到平衡位置 D．a、b两质点的振幅都是10cm2－1：如下图所示，甲是一列横波在某一时刻的波动图象，乙是在答案：

BC

答案：BC1．关于振动和波的关系，以下说法正确的是()A．如果波源停止振动，在介质中传播的波也立即停止B．物体做机械振动，一定产生机械波C．波在介质中传播的频率由波源决定，与介质的性质无关D．波源振动的越快，波的速度也越大解析：

波源停止振动，介质中已经振动起来的质点有一定的能量，要继续振动一段时间，波也要继续传播一段时间才停止，A错误；产生机械波的条件是机械振动和传播振动的介质，B错误；波的频率由波源决定，与介质无关，波速和介质有关，C正确；波源振动快慢和波的传播速度是两个不同的概念，D错误．答案：

C1．关于振动和波的关系，以下说法正确的是()A．a处质点的振动图象 B．b处质点的振动图象C．c处质点的振动图象 D．d处质点的振动图象高考物理选修专题《机械振动机械波》经典题基础题课件答案：

B答案：B4.如右图所示是一列简谐波在t＝0时的波形图，介质中的质点P沿y轴方向做简谐运动的表达式为y＝10sin5πtcm.关于这列简谐波，下列说法中正确的是()A．这列简谐波的振幅为20cmB．这列简谐波的周期为5.0sC．这列简谐波在该介质中的传播速度为25cm/sD．这列简谐波沿x轴正向传播4.如右图所示是一列简谐波在t＝0时的波形图，介质中的质点P答案：

D

答案：D5一列简谐横波沿x轴正向传播，传到M点时波形如图所示，再经0.6s，N点开始振动，则该波的振幅A和频率f为()A．A＝1mf＝5HzB．A＝0.5mf＝5HzC．A＝1mf＝2.5Hz D．A＝0.5mf＝2.5Hz5一列简谐横波沿x轴正向传播，传到M点时波形如图所示，再经0答案：

D

答案：D7．如右图，一列沿x轴正方向传播的简谐横波，振幅为2cm，波速为2m/s，在波的传播方向上两质点a、b的平衡位置相距0.4m(小于一个波长)，当质点a在波峰位置时，质点b在x轴下方与x轴相距1cm的位置，则()A．此波的周期可能为0.6sB．此波的周期可能为1.2sC．从此时刻起经过0.5s，b点可能在波谷位置D．从此时刻起经过0.5s，b点可能在波峰位置7．如右图，一列沿x轴正方向传播的简谐横波，振幅为2cm，答案：

ACD答案：ACD12．如下图所示为一列简谐波在t1＝0时刻的图象．此时波中质点M的运动方向沿y轴负方向，且t2＝0.55s时质点M恰好第3次到达y轴正方向最大位移处．试求：(1)此波沿什么方向传播？(2)波速是多大？(3)从t1＝0至t3＝1.2s，质点N运动的路程和相对于平衡位置的位移分别是多少？12．如下图所示为一列简谐波在t1＝0时刻的图象．此时波中质高考物理选修专题《机械振动机械波》经典题基础题课件(3)在t1＝0至t3＝1.2s这段时间，波中质点N经过了6个周期，即质点N回到始点，所以走过的路程为x路＝6×5×4cm＝120cm相对于平衡位置的位移为2.5cm.答案：(1)沿x轴负方向传播(2)2m/s(3)120cm2.5cm高考物理选修专题《机械振动机械波》经典题基础题课件一、简谐运动的概念和运动规律1．简谐运动的概念(1)概念：物体在跟位移大小成正比、并且总是指向

的回复力的作用下所做的运动称为简谐运动．平衡位置第一章机械振动机械波

一、简谐运动的概念和运动规律平衡位置第一章机械振动机械波二、简谐运动的两种基本模型

弹簧振子(水平)单摆模型示意图条件忽略弹簧质量、无摩擦等阻力细线不可伸长、质量忽略、无空气等阻力、摆角小于10°平衡位置弹簧处于原长处最低点二、简谐运动的两种基本模型弹簧振子(水平)单摆模型示意图条弹力

重力

弹力重力二、运动图象的应用

1．确定振动的振幅．如右图所示的振幅是10cm.2．确定振动物体在任意时刻的位移． 如图中，对应t1、t2时刻的位移分别为x1＝＋7cm，x2＝－5cm.二、运动图象的应用4．确定各质点的振动方向．如上图中的t1时刻，质点正远离平衡位置向位移的正方向运动；在t3时刻，质点正向着平衡位置运动．5．比较各时刻质点加速度的大小和方向．如上图中t1时刻质点位移x1为正，则加速度a1为负；t2时刻质点位移x2为负，则加速度a2为正，又因为|x1|>|x2|，所以|a1|>|a2|.高考物理选修专题《机械振动机械波》经典题基础题课件1.某振动系统的固有频率为f0，在周期性驱动力的作用下做受迫振动，驱动力的频率为f.若驱动力的振幅保持不变，下列说法正确的是()A．当f<f0时，该振动系统的振幅随f增大而减小B．当f>f0时，该振动系统的振幅随f减小而增大C．该振动系统的振动稳定后，振动的频率等于f0D．该振动系统的振动稳定后，振动的频率等于f

1.某振动系统的固有频率为f0，在周期性驱动力的作用下做受迫解析：

由共振条件及共振曲线可知：驱动力频率f驱越接近振动系统的固有频率f0，则振幅越大，故知：当f<f0时，振幅随f的↑而↑，A错；当f>f0时，振幅随f的↑而↓，随f的↓而↑，B正确；系统振动稳定时，振动频率等于驱动力频率f，与固有频率f0无关，D对，C错．故选B、D.答案：

BD高考物理选修专题《机械振动机械波》经典题基础题课件高考物理选修专题《机械振动机械波》经典题基础题课件答案：ACD答案：ACD3．一个质点经过平衡位置O，在A、B间做简谐运动，如下图(a)所示，它的振动图象如图(b)所示，设向右为正方向，则(1)OB＝______cm.(2)第0.2s末质点的速度方向是______，加速度大小为________．(3)第0.4s末质点的加速度方向是______；(4)第0.7s时，质点位置在____点与____点之间．(5)质点从O运动到B再运动到A所需时间t＝____s.(6)在4s内完成______次全振动．3．一个质点经过平衡位置O，在A、B间做简谐运动，如下图(a答案：

(1)5(2)O→A0(3)A→O(4)O

B(5)0.6(6)54．(1)将一个电动传感器接到计算机上，就可以测量快速变化的力，用这种方法测得的某单摆摆动时悬线上拉力的大小随时间变化的曲线如下图所示．某同学由此图象提供的信息作出的下列判断中，正确的是________．A．t＝0.2s时摆球正经过最低点B．t＝1.1s时摆球正经过最低点C．摆球摆动过程中机械能减小D．摆球摆动的周期是T＝1.4s答案：(1)5(2)O→A0(3)A→O4．(1)将(2)如右图所示为同一地点的两单摆甲、乙的振动图象，下列说法中正确的是________A．甲、乙两单摆的摆长相等B．甲摆的振幅比乙摆大C．甲摆的机械能比乙摆大D．在t＝0.5s时有正向最大加速度的是乙摆高考物理选修专题《机械振动机械波》经典题基础题课件解析：

(1)悬线拉力在经过最低点时最大，t＝0.2s时，F有正向最大值，故A选项正确，t＝1.1s时，F有最小值，不在最低点，周期应为T＝1.2s，因振幅减小，故机械能减小，C选项正确．(2)振幅可从题图上看出甲摆大，故B对．且两摆周期相等，则摆长相等，因质量关系不明确，无法比较机械能．t＝0.5s时乙摆球在负的最大位移处，故有正向最大加速度，所以正确答案为A、B、D.答案：

(1)AC(2)ABD高考物理选修专题《机械振动机械波》经典题基础题课件2－1：一质点简谐运动的振动图象如下图所示．(1)该质点振动的振幅是________cm.周期是________s．初相是________．(2)写出该质点简谐运动的表达式，并求出当t＝1s时质点的位移．2－1：一质点简谐运动的振动图象如下图所示．高考物理选修专题《机械振动机械波》经典题基础题课件第二讲机械波第二讲机械波一、振动图象与波动图象的比较振动图象波动图象研究对象一振动质点沿波传播方向所有质点研究内容一质点位移随时间变化规律某时刻所有质点的空间分布规律图象物理意义表示同一质点在各时刻的位移表示某时刻各质点的位移一、振动图象与波动图象的比较振动图象波动图象研究对象一振动振动图象波动图象图象信息(1)质点振动周期(2)质点振幅(3)各时刻质点位移(4)各时刻速度、加速度方向(1)波长、振幅(2)任意一质点此刻的位移(3)任意一质点在该时刻加速度方向(4)传播方向、振动方向的互判形象比喻记录着一个人一段时间内活动的录像带记录着许多人某时刻动作表情的集体照片图象变化随时间推移图象延续，但已有形状不变随时间推移，波形沿传播方向平移一完整曲线占横坐标距离表示一个周期表示一个波长振动图象波动图象图象信息(1)质点振动周期(1)波长、振幅形二、质点振动方向与波传播方向的互判

图象方法(1)微平移法：沿波的传播方向将波的图象进行一微小平移，然后由两条波形曲线来判断．例如：波沿x轴正向传播，t时刻波形曲线如图中实线所示．将其沿v的方向移动一微小距离Δx，获得如图中虚线所示的图线．可以判定：t时刻质点A振动方向向下，质点B振动方向向上，质点C振动方向向下．二、质点振动方向与波传播方向的互判图象方法(1)微平移法：图象方法(2)“上、下坡”法：沿着波的传播方向看，上坡的点向下振动，下坡的点向上振动．即“上坡下，下坡上”．例如：左图中，A点向上振动，B点向下振动，C点向上振动．(3)同侧法质点的振动方向与波的传播方向在波的图象的同一侧．如图所示.图象方法(2)“上、下坡”法：沿着波的传播方向看，上坡的点向3．一列沿x轴正方向传播的简谐横波，某时刻的波形如右图所示．P为介质中的一个质点，从该时刻开始的一段极短时间内，P的速度v和加速度a的大小变化情况是()A．v变小，a变大 B．v变小，a变小C．v变大，a变大 D．v变大，a变小解析：

由波的传播方向及P点位置，可知P点此时正向平衡位置振动，速度增大，加速度减小．答案：

D3．一列沿x轴正方向传播的简谐横波，某时刻的波形如右图所示．高考物理选修专题《机械振动机械波》经典题基础题课件答案：

AB

答案：AB1－1：如下图所示是一列沿x轴正方向传播的简谐横波在t＝0时刻的波形图，已知波的传播速度v＝2m/s，试回答下列问题：(1)写出x＝1.0m处质点的振动函数表达式；(2)求出x＝2.5m处质点在0～4.5s内通过的路程及t＝4.5s时该质点的位移．1－1：如下图所示是一列沿x轴正方向传播的简谐横波在t＝0时解析：

①波长λ＝2.0m，周期T＝λ/v＝1.0s，振幅A＝5cm，则y＝5sin(2πt)cm②n＝t/T＝4.5，则4.5s内x＝2.5m处质点的路程s＝4nA＝90cmx＝2.5m处质点在t＝0时位移为y＝5cm，则经过4个周期后与初始时刻相同，再经0.5个周期后该质点位移为y′＝－5cm答案：

(1)y＝5sin(2πt)cm(2)90cm5cm解析：①波长λ＝2.0m，周期T＝λ/v＝1.0s，振 如下图甲为一列简谐横波在t＝0.10s时刻的波形图，P是平衡位置为x＝1m处的质点，Q是平衡位置为x＝4m处的质点，图乙为质点Q的振动图象，则(

) 如下图甲为一列简谐横波在t＝0.10s时刻的波形图，P是A．t＝0.15s时，质点Q的加速度达到正向最大B．t＝0.15s时，质点P的运动方向沿y轴负方向C．从t＝0.10s到t＝0.25s，该波沿x轴正方向传播了6mD．从t＝0.10s到t＝0.25s，质点P通过的路程为30cm解析：

A选项，由乙图象看出，t＝0.15s时，质点Q位于负方向的最大位移处，而简谐运动的加速度大小与位移成正比，方向与位移方向相反，所以加速度为正向最大值；

A．t＝0.15s时，质点Q的加速度达到正向最大答案：

AB

答案：AB2－1：如下图所示，甲是一列横波在某一时刻的波动图象，乙是在x＝6m处的质点从该时刻开始计时的振动图象，a、b是介质中两个质点，下列说法正确的是()A．这列波沿x轴的正方向传播 B．这列波的波速是2m/sC．b比a先回到平衡位置 D．a、b两质点的振幅都是10cm2－1：如下图所示，甲是一列横波在某一时刻的波动图象，乙是在答案：

BC

答案：BC1．关于振动和波的关系，以下说法正确的是()A．如果波源停止振动，在介质中传播的波也立即停止B．物体做机械振动，一定产生机械波C．波在介质中传播的频率由波源决定，与介质的性质无关D．波源振动的越快，波的速度也越大解析：

波源停止振动，介质中已经振动起来的质点有一定的能量，要继续振动一段时间，波也要继续传播一段时间才停止，A错误；产生机械波的条件是机械振动和传播振动的介质，B错误；波的频率由波源决定，与介质无关，波速和介质有关，C正确；波源振动快慢和波的传播速度是两个不同的概念，D错误．答案：

C1．关于振动和波的关系，以下说法正确的是()A．a处质点的振动图象 B．b处质点的振动图象C．