創(chuàng)新設(shè)計浙江鴨2017版高考物理二輪復(fù)習(xí)高分突破專題八振動和波光電磁波第26課時機(jī)械振動機(jī)械波課件

1、第26課時　機(jī)械振動　機(jī)械波,知識點一　簡諧運(yùn)動　簡諧運(yùn)動的回復(fù)力和能量(－/b)1．對簡諧運(yùn)動的回復(fù)力公式F＝－kx的理解，正確的是(　　)A．k只表示彈簧的勁度系數(shù)B．式中的負(fù)號表示回復(fù)力總是負(fù)值C．位移x是相對平衡位置的位移D．回復(fù)力只隨位移變化，不隨時間變化解析　位移x是相對平衡位置的位移；F＝－kx中的負(fù)號表示回復(fù)力總是與振動物體的位移方向相反。答案　C,2．沿水平方向振動的彈簧振子在做簡諧運(yùn)動的過程

2、中，下列說法正確的是(　　)A．在平衡位置，它的機(jī)械能最大B．在最大位移處，它的彈性勢能最大C．從平衡位置向最大位移處運(yùn)動過程中，它的彈性勢能減小D．從最大位移處向平衡位置運(yùn)動的過程中，它的機(jī)械能減小解析　彈簧振子在振動過程中機(jī)械能守恒，故A、D錯誤；位移越大，彈簧的形變量越大，彈性勢能越大，故B正確，C錯誤。答案　B,知識點二　簡諧運(yùn)動的描述(－/c)3．(多選)一質(zhì)點做簡諧運(yùn)動，其位移x與時間t的關(guān)系圖象如

3、圖1所示，由圖可知(　　),圖1,A．質(zhì)點振動的頻率是4 HzB．質(zhì)點振動的振幅是2 cmC．t＝3 s時，質(zhì)點的速度最大D．在t＝3 s時，質(zhì)點的振幅為零,解析　由題圖可以直接看出振幅為2 cm，周期為4 s，所以頻率為0.25 Hz，所以選項A錯誤，B正確；t＝3 s時，質(zhì)點經(jīng)過平衡位置，速度最大，所以選項C正確；振幅等于質(zhì)點偏離平衡位置的最大位移，與質(zhì)點的位移有著本質(zhì)的區(qū)別，t＝3 s時，質(zhì)點的位移為零，但振幅仍為2 cm，

4、所以選項D錯誤。答案　BC,4．(多選)物體A做簡諧運(yùn)動的振動方程是xA＝3sin 100t(m)，物體B做簡諧運(yùn)動的振動方程是xB＝5sin 100t(m)。比較A、B的運(yùn)動(　　)A．振幅是矢量，A的振幅是6 m，B的振幅是10 mB．周期是標(biāo)量，A、B周期相等，都為100 sC．A振動的頻率fA等于B振動的頻率fBD．A、B的周期都為6.28×10－2 s,答案　CD,知識點三　單擺(－/c)5．對于

5、單擺振動，以下說法中正確的是(　　)A．單擺振動時，擺球受到的向心力大小處處相等B．單擺運(yùn)動的回復(fù)力就是擺球受到的合力C．?dāng)[球經(jīng)過平衡位置時所受回復(fù)力為零D．?dāng)[球經(jīng)過平衡位置時所受合外力為零,答案　C,6．發(fā)生下列哪一種情況時，單擺周期會增大(　　)A．增大擺球質(zhì)量 B．縮短擺長C．減小單擺振幅 D．將單擺由山下移至山頂,答案　D,知識點四　外力作用下的振動(－/b)7.如圖2所示的裝置，彈簧振子的固有

6、頻率是4 Hz?，F(xiàn)勻速轉(zhuǎn)動把手，給彈簧振子以周期性的驅(qū)動力，測得彈簧振子振動達(dá)到穩(wěn)定時的頻率為1 Hz，則把手轉(zhuǎn)動的頻率為(　　),圖2,A．1 Hz B．3 Hz C．4 Hz D．5 Hz解析　因把手每轉(zhuǎn)動一周，驅(qū)動力完成一次周期性變化，把手轉(zhuǎn)動頻率即為驅(qū)動力的頻率。彈簧振子做受迫振動，而受迫振動的頻率等于驅(qū)動力的頻率，與振動系統(tǒng)的固有頻率無關(guān)，故A正確。答案　A,8．(多選)如圖3所示

7、，在一根張緊的水平繩上懸掛五個擺，其中A、E的擺長為l，B的擺長為0.5l，C的擺長為1.5l，D的擺長為2l，先使A振動起來，其他各擺隨后也振動起來，則擺球振動穩(wěn)定后(　　),圖3,A．D的振幅一定最大B．E的振幅一定最大C．B的周期一定最短D．四個擺的周期相同解析　A振動起來后，使得B、C、D、E做受迫振動，振動的頻率都等于A振動的頻率，即各擺振動的周期都相等，選項C錯誤，D正確；由于D與A的擺長相差最大，E與A的擺長相等，

8、所以D的振幅最小，E發(fā)生共振，振幅最大，選項A錯誤，B正確。答案　BD,知識點五　波的形成和傳播　波的圖象(－/b)9．(多選)關(guān)于機(jī)械波的以下說法中，正確的是(　　)A．發(fā)生波動需要兩個條件：波源和介質(zhì)B．波動過程是介質(zhì)質(zhì)點由近及遠(yuǎn)移動的過程C．波動過程是能量由近及遠(yuǎn)傳遞的過程D．波源與介質(zhì)質(zhì)點的振動都是自由振動,解析　波源(即振源)振動時，依靠介質(zhì)中的相互作用力帶動周圍各部分質(zhì)點振動起來，形成機(jī)械波。各質(zhì)點只在平

9、衡位置附近做振動，并不隨波向外遷移，僅把振源的振動和能量傳播開來。波源和介質(zhì)質(zhì)點之間的相互作用力阻礙波源的振動，是一種阻力，所以波源的振動不可能是自由振動。相鄰的介質(zhì)質(zhì)點間存在相互作用，故介質(zhì)質(zhì)點也不是自由振動。答案　AC,10．(多選)(2016·浙江聯(lián)考)簡諧橫波某時刻波形圖如圖4所示。a為介質(zhì)中的一個質(zhì)點，由圖象可知(　　),A．質(zhì)點a加速度方向一定沿y軸負(fù)方向B．質(zhì)點a的速度方向一定沿y軸負(fù)方向C．經(jīng)過半個周期，

10、質(zhì)點a的位移一定為負(fù)值D．經(jīng)過半個周期，質(zhì)點a通過的路程一定為2A,圖4,解析　質(zhì)點a做簡諧運(yùn)動，其回復(fù)力指向平衡位置，故其加速度一定沿y軸負(fù)方向。速度方向與波的傳播方向有關(guān)，若波向右傳播，則質(zhì)點a向y軸正方向運(yùn)動；若波向左傳播，則質(zhì)點a向y軸負(fù)方向運(yùn)動。經(jīng)半個周期后，質(zhì)點a到了x軸下方對稱點，故A、C、D項都正確。答案　ACD,知識點六　波長　頻率和波速(－/c)11．(2016·9月紹興適應(yīng)性考試)一列沿x軸正方向傳

11、播的簡諧橫波，在t＝0時刻的波形如圖5所示。已知波的傳播速度為1 m/s，下列說法正確的是(　　),圖5,A．此時P質(zhì)點正向y軸正方向運(yùn)動B．經(jīng)過0.1 s，P、Q兩質(zhì)點的位移可能相同C．經(jīng)過0.2 s，Q質(zhì)點運(yùn)動的路程為30 cmD．經(jīng)過0.4 s，P質(zhì)點向x軸正方向移動了40 cm,答案　AC,12．(多選)一列簡諧橫波在某時刻的波形圖如圖6所示，已知圖中質(zhì)點b的起振時刻比質(zhì)點a延遲了0.5 s，b和c之間的距離是5 m，以下

12、說法正確的是(　　),圖6,A．此列波的波長為2.5 mB．此列波的頻率為2 HzC．此列波的波速為5 m/sD．此列波的傳播方向為沿x軸正方向傳播,答案　CD,知識點七　波的干涉和衍射　多普勒效應(yīng)惠更斯原理(－/b)13．下列物理現(xiàn)象：①在春天里一次閃電過后，有時雷聲轟鳴不絕；?、凇奥勂渎暥灰娖淙恕?；?、蹖W(xué)生圍繞振動的音叉轉(zhuǎn)一圈會聽到忽強(qiáng)忽弱的聲音；?、墚?dāng)正在鳴笛的火車向著我們疾駛而來時，我們聽到汽笛聲的音調(diào)變高。

13、分別屬于波的(　　)A．反射、衍射、干涉、多普勒效應(yīng)B．折射、衍射、多普勒效應(yīng)、干涉C．反射、折射、干涉、多普勒效應(yīng)D．衍射、折射、干涉、多普勒效應(yīng),解析　在春天里一次閃電過后，有時雷聲轟鳴不絕，屬于聲波的反射；“聞其聲而不見其人”屬于聲波的衍射；學(xué)生圍繞振動的音叉轉(zhuǎn)一圈會聽到忽強(qiáng)忽弱的聲音屬于聲波的干涉；當(dāng)正在鳴笛的火車向著我們疾駛而來時，我們聽到汽笛聲的音調(diào)變高屬于多普勒效應(yīng)。正確選項是A。答案　A,14．(多選)

14、如圖7所示是兩個完全相同的波源在介質(zhì)中形成的波相疊加而發(fā)生的干涉的示意圖，實線表示波峰，虛線表示波谷，則下列說法正確的是(　　),圖7,A．A點為振動加強(qiáng)點，經(jīng)過半個周期，這一點振動仍加強(qiáng)B．B點為振動減弱點，經(jīng)過半個周期，這一點振動加強(qiáng)C．C點為振動加強(qiáng)點，經(jīng)過半個周期，這一點振動仍加強(qiáng)D．D點為振動減弱點，經(jīng)過半個周期，這一點振動加強(qiáng),解析　A、C連線所在區(qū)域為振動加強(qiáng)區(qū)域，經(jīng)過任意時間，該區(qū)域仍然是振動加強(qiáng)區(qū)域，選項A、C正

15、確；B、D連線所在區(qū)域為振動減弱區(qū)域，經(jīng)過任意時間，該區(qū)域仍然是振動減弱區(qū)域，選項B、D錯誤。答案　AC,易錯點一　簡諧運(yùn)動的五個特征1．動力學(xué)特征：F＝－kx，“－”表示回復(fù)力的方向與位移方向相反，k是比例系數(shù)，不一定是彈簧的勁度系數(shù)。2．運(yùn)動學(xué)特征：簡諧運(yùn)動的加速度與物體偏離平衡位置的位移成正比，而方向相反，為變加速運(yùn)動，遠(yuǎn)離平衡位置時，x、F、a、Ep均增大，v、Ek均減小，靠近平衡位置時則相反。3．運(yùn)動的周期性特征：相隔

16、T或nT的兩個時刻振子處于同一位置且振動狀態(tài)相同。,(2)如圖8所示，振子經(jīng)過關(guān)于平衡位置O對稱的兩點P、P′(OP＝OP′)時，速度的大小、動能、勢能相等，相對于平衡位置的位移大小相等。,圖8,(3)振子由P到O所用時間等于由O到P′所用時間，即tPO＝tOP′。(4)振子往復(fù)過程中通過同一段路程(如OP段)所用時間相等，即tOP＝tPO。5．能量特征：振動的能量包括動能Ek和勢能Ep，簡諧運(yùn)動過程中，系統(tǒng)動能與勢能相互轉(zhuǎn)化，系

17、統(tǒng)的機(jī)械能守恒。,【練1】 如圖9，一輕彈簧一端固定，另一端連接一物塊構(gòu)成彈簧振子，該物塊是由a、b兩個小物塊粘在一起組成的。物塊在光滑水平面上左右振動，振幅為A0，周期為T0。當(dāng)物塊向右通過平衡位置時，a、b之間的粘膠脫開；以后小物塊a振動的振幅和周期分別為A和T，則(　　),圖9,A．A＞A0　T＞T0 B．A＞A0　T＜T0C．A＜A0　T＞T0 D．A＜A0　T＜T0,答案　 D,易錯點二　不能正確運(yùn)用簡諧運(yùn)動的規(guī)律

18、及圖象處理問題1．簡諧運(yùn)動的數(shù)學(xué)表達(dá)式：x＝Asin(ωt＋φ)2．振動圖象提供的信息(1)由圖象可以看出質(zhì)點振動的振幅、周期。(2)可以確定某時刻質(zhì)點離開平衡位置的位移。(3)可以確定各時刻質(zhì)點的振動方向。(4)可以確定某時刻質(zhì)點的回復(fù)力、加速度和速度的方向。(5)比較不同時刻質(zhì)點的速度、加速度的大小。,【練2】 (多選)(2016·浙江瑞安測試)一水平彈簧振子做簡諧運(yùn)動的振動圖象如圖10所示，已知彈

19、簧的勁度系數(shù)為20 N/cm，則 (　　),圖10,A．圖中A點對應(yīng)的時刻振子所受的回復(fù)力大小為5 N，方向指向x軸的負(fù)方向B．圖中A點對應(yīng)的時刻振子的速度方向指向x軸的正方向C．在0～4 s內(nèi)振子做了1.75次全振動D．在0～4 s內(nèi)振子通過的路程為3.5 cm,解析　 由簡諧運(yùn)動的特點和彈簧彈力與伸長量的關(guān)系可知，圖中A點對應(yīng)的時刻振子所受的回復(fù)力大小為F＝kx＝20×0.25 N＝5 N，方向指向x軸的負(fù)方向，并

20、且現(xiàn)在正在遠(yuǎn)離O點向x軸的正方向運(yùn)動，A、B正確；由圖可讀出周期為2 s，4 s內(nèi)振子做兩次全振動，通過的路程是s＝2×4A＝2×4×0.5 cm＝4 cm，C、D錯誤。答案　AB,【練3】 (多選)某單擺做小角度擺動，其振動圖象如圖11所示，則以下說法正確的是(　　),A．t1時刻擺球速度最大，擺球向心加速度最大B．t2時刻擺球速度最大，懸線對它的拉力最大C．t3時刻擺球速度為零，擺球所受回復(fù)力最大

21、D．t4時刻擺球速度為零，擺球處于平衡狀態(tài),圖11,解析　在t1、t3時刻，擺球位于最大位移處，擺球的速度為零，所受的回復(fù)力最大，向心加速度為零，A錯誤，C正確；在t2、t4時刻，擺球位于平衡位置，速度最大，向心加速度最大，懸線對擺球的拉力最大，B正確，D錯誤。答案　BC,易錯點四　波動圖象與波速公式的應(yīng)用1．波動圖象的信息(如圖12所示)(1)直接讀取振幅A和波長λ，以及該時刻各質(zhì)點的位移。(2)確定

22、某時刻各質(zhì)點加速度的方向，并能比較其大小。(3)結(jié)合波的傳播方向可確定各質(zhì)點的振動方向或由各質(zhì)點的振動方向確定波的傳播方向。,圖12,【練4】 一列沿x軸正方向傳播的簡諧機(jī)械橫波，波速為4 m/s。某時刻波形如圖13所示，下列說法正確的是(　　),A．這列波的振幅為4 cmB．這列波的周期為2 sC．此時x＝4 m處質(zhì)點沿y軸負(fù)方向運(yùn)動D．此時x＝4 m處質(zhì)點的加速度為0,圖13,答案　BD,易錯點五　波的多解問題1．造成波

23、動問題多解的主要因素有(1)周期性①時間周期性：時間間隔Δt與周期T的關(guān)系不明確。②空間周期性：波傳播距離Δx與波長λ的關(guān)系不明確。(2)雙向性①傳播方向雙向性：波的傳播方向不確定。②振動方向雙向性：質(zhì)點振動方向不確定。,【練5】 (多選)一列橫波在x軸上沿x軸正方向傳播，其中t時刻和t＋0.4 s時刻在x軸上－3 m至3 m區(qū)間內(nèi)的波形圖如圖14中同一條圖線所示，則下列說法中正確的是(　　),圖14,A．質(zhì)點振

24、動周期一定為0.4 sB．該波最小波速為10 m/sC．從t時刻開始計時，x＝2 m處的質(zhì)點比x＝2.5 m處的質(zhì)點先回到平衡位置D．在t＋0.8 s時刻，x＝－2 m處的質(zhì)點位移為零,答案　BC,[真題示例],圖15,答案　ABC,【例2】 (多選)(2015·10月浙江選考)沿x軸正方向傳播的簡諧橫波，振幅為5 cm，質(zhì)點A、B的平衡位置離O點的距離分別為1.8 m和3.0 m。t＝0時的波形如圖16所示，t＝0.6

25、 s時質(zhì)點A恰好第二次到達(dá)波峰。下列說法正確的是(　　),圖16,A．波速為3 m/sB．頻率為2 HzC．質(zhì)點B在0～0.6 s內(nèi)路程為25 cmD．質(zhì)點B在t＝0.6 s時沿y軸正方向運(yùn)動答案　BD,【例3】 (多選)(2016·4月浙江選考)擺球質(zhì)量相等的甲、乙兩單擺懸掛點高度相同，其振動圖象如圖所示。選懸掛點所在水平面為重力勢能的參考面，由圖17可知(　　),圖17,答案　AC,[沖刺訓(xùn)練],1．平靜湖面?zhèn)鞑ブ?/p>

26、一列水面波(橫波)，在波的傳播方向上有相距3 m的甲、乙兩小木塊隨波上下運(yùn)動，測得兩小木塊每分鐘都上下30次，甲在波谷時，乙在波峰，且兩木塊之間有一個波峰。這列水面波(　　)A．頻率是30 Hz B．波長是3 mC．波速是1 m/s D．周期是0.1 s,答案　C,2．一位游客在千島湖邊欲乘坐游船，當(dāng)日風(fēng)浪較大，游船上下浮動?？砂延未雍喕韶Q直方向的簡諧運(yùn)動，振幅為20 cm，周期為3.0 s。當(dāng)船上升到最高點時

27、，甲板剛好與碼頭地面平齊。地面與甲板的高度差不超過10 cm時，游客能舒服地登船。在一個周期內(nèi)，游客能舒服登船的時間是(　　)A．0.5 s B．0.75 s C．1.0 s D．1.5 s,解析　游船的振動圖象如圖所示。,答案　C,3．(多選)如圖18所示，沿x軸正方向傳播的一列橫波在某時刻的波形圖為一正弦曲線，其波速為200 m/s，則下列說法正確的是(　　),圖18,A．圖中

28、質(zhì)點b的加速度在增大B．從圖示時刻開始，經(jīng)0.01 s質(zhì)點a通過的路程為40 cm，此時相對平衡位置的位移為零C．從圖示時刻開始，經(jīng)0.01 s質(zhì)點b位于平衡位置上方，并向上做減速運(yùn)動D．若產(chǎn)生明顯的衍射現(xiàn)象，該波所遇到障礙物的尺寸一般不小于200 m,解析　從圖示時刻開始，經(jīng)0.01 s質(zhì)點a通過的路程為40 cm，此時相對平衡位置的位移為－20 cm，所以B項錯誤；若產(chǎn)生明顯的衍射現(xiàn)象，該波所遇到障礙物的尺寸一般不大于4 m，