專題七機械振動和機械波考點例析

1、“高中物理參考”收集1物理專題（七）機械振動和機械波考點例析湖北陳宏機械振動和機械波這一部分概念較多，考點較多，對圖象要求層次較高，因而高考試題對本部分內容考查的特點是試題容量較大，綜合性較強，一道題往往要考查力學的多個概念或者多個規(guī)律。因此，在復習本部分時，應注意概念的理解和記憶、應注意機械振動與牛頓定律、動量守恒定律、機械能守恒定律的綜合應用。在理解和掌握簡諧運動的運動學特征和動力學特征的基礎上，進而掌握機械波的相關知識。本部分高考

2、題多以選擇題、填空題形式出現(xiàn)，但試題信息量大，一道題中考查多個概念、規(guī)律，尤其注重對波的考查。例如：2000年高考第7題，由動態(tài)波形判定λ、T、V、A等量，以檢查學生的理解能力、推理能力和空間想象能力；2001年高考題第9題考查單擺與機械能的綜合問題、理綜第20題將波動圖象和振動圖像結合起來考查綜合運用知識的能力；2003年全國物理第7題考查對振動圖像理解、上海物理試題則考查波的形成和波的圖像的描繪；2004年各種物理試卷和理科綜合試卷

3、中都含有這一部分知識的考題，特別是上海卷第13題要求學生作出兩列波長不同的波疊加以后的波形，將這一部分試題的難度推到了頂峰！但從歷年的高考得分情況來看，這一部分試題的難度還是較低的，因此同學們只要弄清下面所講的相關問題，得到這一部分試題的分數(shù)是不困難的。一、夯實基礎知識一、夯實基礎知識1、深刻理解、深刻理解簡諧運動、振幅、周期和頻率的概念簡諧運動、振幅、周期和頻率的概念（1）簡諧運動：物體在跟偏離平衡位置的位移大小成正比，并且總指向平衡

4、位置的回復力的作用下的振動。特征是：F=kxa=kxm.（2）簡諧運動的規(guī)律：在平衡位置：速度最大、動能最大、動量最大；位移最小、回復力最小、加速度最小。○1在離開平衡位置最遠時：速度最小、動能最小、動量最??；位移最大、回復力最大、○2加速度最大。振動中的位移x都是以平衡位置為起點的，方向從平衡位置指向末位置，大小為這兩○3位置間的直線距離。加速度與回復力、位移的變化一致在兩個“端點”最大，在平衡位置為零，方向總是指向平衡位置。（3）振

5、幅A：振動物體離開平衡位置的最大距離稱為振幅。它是描述振動強弱的物理量。它是標量。（4）周期T和頻率f：振動物體完成一次全振動所需的時間稱為周期T它是標量，單位是秒；單位時間內完成的全振動的次數(shù)稱為振動頻率，單位是赫茲（Hz）。周期和頻率都是描述振動快慢的物理量，它們的關系是：T=1f.2、深刻理解、深刻理解單擺的概念單擺的概念(1)單擺的概念：在細線的一端拴一個小球，另一端固定在懸點上，線的伸縮和質量可忽“高中物理參考”收集3度、速度

6、、動能、勢能的變化情況。（3）波的圖象：波的圖象是描述在波的傳播方向上的介質中各質點在某時刻離開平衡○1位置的位移。簡諧波的圖象是一條正弦或余弦圖象。波的圖象的重復性：相隔時間為周○2○3期整數(shù)倍的兩個時刻的波形相同。波的圖象反映機械波的有關信息：質點的振幅、波長、○4介質中各質點在該時刻的位置、已知波的傳播方向后可確定各質點在該時刻的振動方向和經過一段時間后的波形圖。(4)振動圖象和波動圖象的聯(lián)系與區(qū)別聯(lián)系：波動是振動在介質中的傳播，

7、兩者都是按正弦或余弦規(guī)律變化的曲線；振動圖象和波的圖象中的縱坐標均表示質點的振動位移，它們中的最大值均表示質點的振幅。區(qū)別：①振動圖象描述的是某一質點在不同時刻的振動情況，圖象上任意兩點表示同一質點在不同時刻偏離平衡位置的位移；波的圖象描述的是波在傳播方向上無數(shù)質點在某一時刻的振動情況，圖象上任意兩點表示不同的兩個質點在同一時刻偏離平衡位置的位移。②振動圖象中的橫坐標表示時間，箭頭方向表示時間向后推移；波的圖象中的橫坐標表示離開振源的質

8、點的位置，箭頭的方向可以表示振動在介質中的傳播方向，即波的傳播方向，也可以表示波的傳播方向的反方向。③振動圖象隨時間的延續(xù)將向著橫坐標箭頭方向延伸，原圖象形狀不變；波的圖象隨著時間的延續(xù)，原圖象的形狀將沿橫坐標方向整個兒地平移，而不是原圖象的延伸。在不同時刻波的圖象是不同的；對于不同的質點振動圖象是不同的?！?6、正確理解波的干涉、衍射現(xiàn)象，了解多普勒效應、正確理解波的干涉、衍射現(xiàn)象，了解多普勒效應（1）波的疊加原理：在兩列波重疊的區(qū)域

9、，任何一個質點的總位移都等于兩列波分別引起的位移的矢量和。（2）波的獨立傳播原理：在兩列波重疊的區(qū)域，每一列波保持自己的特性互不干擾繼續(xù)前進。(3)波的干涉:產生穩(wěn)定干涉現(xiàn)象的條件：頻率相同；振動方向相同；有固定的相位差?！?兩列相干波的波峰與波峰（或波谷與波谷）相遇處是振動最強的地方，波峰與波谷（或波○2谷與波峰）相遇處是振動最弱的地方。駐波：是一種特殊的干涉現(xiàn)象。駐波的特點是兩波○4節(jié)間的各質點均做同時向下或同時向上，但振幅不同的同

10、步調振動；波形隨時間變化，但并不在傳播方向上移動。(4)波的衍射:波繞過障礙物的現(xiàn)象叫做波的衍射。能夠發(fā)生明顯的衍射現(xiàn)象的條件是：○1○2障礙物或孔的尺寸比波長小，或者跟波長相差不多。(5)多普勒效應當波源或者接受者相對于介質運動時，接受者會發(fā)現(xiàn)波的頻率發(fā)生了變化，這種現(xiàn)象叫多普勒效應。(6)聲波:發(fā)聲體的振動在介質中的傳播就是聲波。人耳能聽到的聲波的頻率范圍在○120Hz到20000Hz之間。頻率低于20Hz的聲波叫次聲波。頻率高于2