2019-2020年高三物理第二輪復(fù)習(xí)教學(xué)案 機(jī)械振動(dòng)與機(jī)械波 人教版.doc
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2019-2020年高三物理第二輪復(fù)習(xí)教學(xué)案 機(jī)械振動(dòng)與機(jī)械波 人教版高考要求1、彈簧振子,簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng),簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的振幅,周期和頻率,簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的振動(dòng)圖象 2、單擺,在小振幅條件下單擺作簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng),周期公式 3、振動(dòng)中的能量轉(zhuǎn)化 4、自由振動(dòng)和受迫振動(dòng),受迫振動(dòng)的振動(dòng)頻率,共振及其常見(jiàn)的應(yīng)用 5、振動(dòng)在介質(zhì)中的傳播波,橫波和縱波,橫波的圖象,波長(zhǎng),頻率和波速的關(guān)系 6、波的疊加,波的干涉,衍射現(xiàn)象 7、聲波,超聲波及其應(yīng)用 8、多普勒效應(yīng) 周期:機(jī)械振動(dòng)簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)物理量:振幅、周期、頻率運(yùn)動(dòng)規(guī)律簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)圖象阻尼振動(dòng) 無(wú)阻尼振動(dòng)受力特點(diǎn)回復(fù)力:F= - kx彈簧振子:F= - kx單擺:受迫振動(dòng) 動(dòng)共振在介質(zhì)中的傳播機(jī)械波形成和傳播特點(diǎn)類型橫波 縱波描述方法波的圖象波的公式: x=vt特性聲波,超聲波及其應(yīng)用波的疊加 干涉 衍射多普勒效應(yīng)實(shí)例知識(shí)整合:機(jī)械振動(dòng)和機(jī)械波這一部分概念較多,考點(diǎn)較多,對(duì)圖象要求層次較高,因而高考試題對(duì)本部分內(nèi)容考查的特點(diǎn)是試題容量較大,綜合性較強(qiáng),一道題往往要考查力學(xué)的多個(gè)概念或者多個(gè)規(guī)律。因此,在復(fù)習(xí)本部分時(shí),應(yīng)注意概念的理解和記憶、應(yīng)注意機(jī)械振動(dòng)與牛頓定律、動(dòng)量守恒定律、機(jī)械能守恒定律的綜合應(yīng)用。在理解和掌握簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的運(yùn)動(dòng)學(xué)特征和動(dòng)力學(xué)特征的基礎(chǔ)上,進(jìn)而掌握機(jī)械波的相關(guān)知識(shí)。本部分高考題多以選擇題出現(xiàn),但試題信息量大,一道題中考查多個(gè)概念、規(guī)律,尤其注重對(duì)波的考查互動(dòng)課堂:?jiǎn)栴}再現(xiàn)問(wèn)題1:簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的判斷方法和運(yùn)動(dòng)過(guò)程例1、兩根質(zhì)量均可不計(jì)的彈簧,勁度系數(shù)分別為K1、K2,它們與一個(gè)質(zhì)量為m的小球組成的彈簧振子,如圖1所示。試證明彈簧振子做的運(yùn)動(dòng)是簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)。例2、彈簧振子在光滑的水平面上做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng),在振子向平衡位置運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中:A振子所受的回復(fù)力逐漸增大B振子的位移逐漸增大C振子的速度逐漸減小D振子的加速度逐漸減小。問(wèn)題2:簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的對(duì)稱性和周期性例3、如圖2所示,一輕質(zhì)彈簧豎直放置,下端固定在水平面上,上端處于a位置,當(dāng)一重球放在彈簧上端靜止時(shí),彈簧上端被壓縮到b位置?,F(xiàn)將重球(視為質(zhì)點(diǎn))從高于位置的c位置沿彈簧中軸線自由下落,彈簧被重球壓縮到最低位置d.以下關(guān)于重球運(yùn)動(dòng)過(guò)程的正確說(shuō)法應(yīng)是A、重球下落壓縮彈簧由a至d的過(guò)程中,重球做減速運(yùn)動(dòng)。B、重球下落至b處獲得最大速度。C、重球下落至d處獲得最大加速度。Cabd圖2D、由a至d過(guò)程中重球克服彈簧彈力做的功等于小球由c下落至d處時(shí)重力勢(shì)能減少量。XOX圖1例4、有人利用安裝在氣球載人艙內(nèi)的單擺來(lái)確定氣球的高度。已知該單擺在海平面處的周期是T0。當(dāng)氣球停在某一高度時(shí),測(cè)得該單擺周期為T(mén).求該氣球此時(shí)離海平面的高度h。把地球看作質(zhì)量均勻分布的半徑為R的球體。課堂提升問(wèn)題再現(xiàn)例5、一彈簧振子作簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng),周期為T(mén) ,則下列說(shuō)法中正確的是: A、若t時(shí)刻和(t+t)時(shí)刻振子運(yùn)動(dòng)位移的大小相等、方向相同,則t一定等于T的整數(shù)倍; B、若t時(shí)刻和(t+t)時(shí)刻振子運(yùn)動(dòng)速度的大小相等、方向相反,則t一定等于T/2的整數(shù)倍;C、若t=T,則在t時(shí)刻和(t+t)時(shí)刻振子運(yùn)動(dòng)的加速度 一定相等; D、若t=T/2 ,則在t時(shí)刻和(t+t)時(shí)刻彈簧的長(zhǎng)度一定相等。問(wèn)題3:用簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)圖象分析問(wèn)題AB圖3例6、如圖3中兩單擺擺長(zhǎng)相同,平衡時(shí)兩擺球剛好接觸,現(xiàn)將擺球A在兩擺線所在平面內(nèi)向左拉開(kāi)一小角度后釋放,碰撞后,兩擺球分開(kāi)各自做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng),以mA、mB分別表示擺球A、B的質(zhì)量,則A、如果mAmB,下一次碰撞將發(fā)生在平衡位置右側(cè);B、如果mAmB,下一次碰撞將發(fā)生在平衡位置左側(cè);C、無(wú)論兩擺球的質(zhì)量之比是多少,下一次碰撞不可能在平衡位置右側(cè);D、無(wú)論兩擺球的質(zhì)量之比是多少,下一次碰撞不可能在平衡位置左側(cè) 。oA/cmf/Hz0.250.50.75圖484例7、如圖4所示為一單擺的共振曲線,則該單擺的擺長(zhǎng)約為多少?共振時(shí)擺球的最大速度大小是多少?(g取10m/s2)課堂提升問(wèn)題再現(xiàn)問(wèn)題4:波的基本概念例8、簡(jiǎn)諧機(jī)械波在給定的媒質(zhì)中傳播時(shí),下列說(shuō)法中正確的是( )A振幅越大,則波傳播的速度越快;B振幅越大,則波傳播的速度越慢;C在一個(gè)周期內(nèi),振動(dòng)質(zhì)元走過(guò)的路程等于一個(gè)波長(zhǎng); D振動(dòng)的頻率越高,則波傳播一個(gè)波長(zhǎng)的距離所用的時(shí)間越短。例9、關(guān)于機(jī)械波的概念,下列說(shuō)法中正確的是( )A質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)的方向總是垂直于波的傳播方向B簡(jiǎn)諧波沿長(zhǎng)繩傳播,繩上相距半個(gè)波長(zhǎng)的兩個(gè)質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)位移的大小相等C任一振動(dòng)質(zhì)點(diǎn)每經(jīng)過(guò)一個(gè)周期沿波的傳播方向移動(dòng)一個(gè)波長(zhǎng)D相隔一個(gè)周期的兩個(gè)時(shí)刻的波形相同問(wèn)題5:波形、波的傳播方向與質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向例10、一簡(jiǎn)諧橫波在x軸上傳播,在某時(shí)刻的波形如圖5所示。已知此時(shí)質(zhì)點(diǎn)F的運(yùn)動(dòng)方向向下,則A此波朝x軸負(fù)方向傳播B質(zhì)點(diǎn)D此時(shí)向下運(yùn)動(dòng)C質(zhì)點(diǎn)B將比質(zhì)點(diǎn)C先回到平衡位置圖5D質(zhì)點(diǎn)E的振幅為零例11、簡(jiǎn)諧橫波某時(shí)刻的波形圖如圖6所示。由此圖可知( )A若質(zhì)點(diǎn)a向下運(yùn)動(dòng),則波是從左向右傳播的B若質(zhì)點(diǎn)b向上運(yùn)動(dòng),則波是從左向右傳播的C若波從右向左傳播,則質(zhì)點(diǎn)c向下運(yùn)動(dòng)圖6D若波從右向左傳播,則質(zhì)點(diǎn)d向上運(yùn)動(dòng)問(wèn)題6:波的圖象問(wèn)題例12、一列簡(jiǎn)諧橫波向右傳播,波速為v。沿波傳播方向上有相距為L(zhǎng)的P、Q兩質(zhì)點(diǎn),如圖7所示。某時(shí)刻P、Q兩質(zhì)點(diǎn)都處于平衡位置,且P、Q間僅有一個(gè)波峰,經(jīng)過(guò)時(shí)間t,Q質(zhì)點(diǎn)第一次運(yùn)動(dòng)到波谷。則t的可能值( )A1個(gè) B2個(gè) C3個(gè)D4個(gè)課堂提升 問(wèn)題再現(xiàn)例13、一根張緊的水平彈性長(zhǎng)繩上的a、b兩點(diǎn),相距14.0 m,b點(diǎn)在a點(diǎn)的右方,如圖8所示。當(dāng)一列簡(jiǎn)諧橫波沿此長(zhǎng)繩向右傳播時(shí),若a點(diǎn)的位移達(dá)到正極大時(shí),b點(diǎn)的位移恰為零,且向下運(yùn)動(dòng),經(jīng)過(guò)1.00s后,a點(diǎn)的位移為零,且向下運(yùn)動(dòng),而b點(diǎn)的位移達(dá)到負(fù)極大,則這簡(jiǎn)諧橫波的波速可能等于( )A4.67m/sB6m/sC10m/s D14m/sab圖8例14、圖9甲所示為一列簡(jiǎn)諧波在t=20s時(shí)的波形圖,圖19乙是這列波中P點(diǎn)的振動(dòng)圖線,那么該波的傳播速度和傳播方向是:AV=25cm/s,向左傳播;圖9(甲)x/cmy/cm0.2050100150200PBV=50cm/s,向左傳播;CV=25cm/s,向右傳播;DV=50cm/s,向右傳播。圖7t/sy/cm0.2012345圖9(乙)課堂提升問(wèn)題再現(xiàn)t/sy/cm024a圖10(甲)bab例15、一列機(jī)械波沿直線ab向右傳播,ab=2m,a、b兩點(diǎn)的振動(dòng)情況如圖10所示,下列說(shuō)法中正確的是:A波速可能是B波長(zhǎng)可能是C波長(zhǎng)可能大于D波長(zhǎng)可能大于。圖11問(wèn)題6:波的疊加問(wèn)題例16、如圖11所示,在半徑為R=45m的圓心O和圓周A處,有兩個(gè)功率差不多的喇叭,同時(shí)發(fā)出兩列完全相同的聲波,且波長(zhǎng)=10m。若人站在B處,正好聽(tīng)不到聲音;若逆時(shí)針?lè)较驈腂走到A,則時(shí)而聽(tīng)到時(shí)而聽(tīng)不到聲音。試問(wèn)在到達(dá)A點(diǎn)之前,還有幾處聽(tīng)不到聲音? 例17、如圖12甲所示,兩列相同的波相向傳播,當(dāng)它們相遇時(shí),圖12乙中可能的波形是:圖12家甲A圖(a)和圖(b); B圖(b)和圖(c);C圖(c)和圖(d); D圖(a)和圖(d).圖12乙abcd課堂提升問(wèn)題再現(xiàn)ABP12圖13例18、如圖13所示,一波源在繩的左端發(fā)生半個(gè)波1,頻率為f1,振幅為A1;同時(shí)另一波源在繩的右端發(fā)生半個(gè)波2,頻率為f2,振幅為A2.圖中AP=PB,由圖可知( )A、兩列波同時(shí)到達(dá)P點(diǎn);B、兩列波相遇時(shí),P點(diǎn)的波峰可達(dá)(A1+A2);C、兩列波相遇后各自保持原來(lái)波形獨(dú)立傳播;D、兩列波相遇時(shí),繩上振幅可達(dá)(A1+A2)的質(zhì)點(diǎn)只有一點(diǎn)。例19、.兩列沿相反方向傳播的振幅和波長(zhǎng)都相同的半波,如圖14(甲)所示,在相遇的某一時(shí)刻兩列波“消失”,如圖14(乙),此時(shí)圖中a、b質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向是:Aa向上,b向下; B. a向下,b向上;C. a、b都靜止; D. a、b都向上。ab甲乙圖141212例20、兩列簡(jiǎn)諧波均沿x軸傳播,傳播速度的大小相等,其中一列沿x軸正方向傳播,如圖32中實(shí)線所示。一列波沿x負(fù)方向傳播,如圖15中虛線所示。這兩列波的頻率相等,振動(dòng)方向均沿y軸,則圖中x=1,2,3,4,5,6,7,8各點(diǎn)中振幅最大的是x= 的點(diǎn),振幅最小的是x= 的點(diǎn)。xVxVxy0x12345678圖15課堂提升問(wèn)題再現(xiàn)問(wèn)題7:易出錯(cuò)的幾個(gè)地方例21、 如圖16所示,一列簡(jiǎn)諧橫波沿x軸正方向傳播,從波傳到x=5m的M點(diǎn)時(shí)開(kāi)始計(jì)時(shí),已知P點(diǎn)相繼出現(xiàn)兩個(gè)波峰的時(shí)間間隔為0.4s,下面說(shuō)法中正確的是( )圖16A這列波的波長(zhǎng)是4mB這列波的傳播速度是10m/sC質(zhì)點(diǎn)Q(x=9m)經(jīng)過(guò)0.5s才第一次到達(dá)波峰DM點(diǎn)以后各質(zhì)點(diǎn)開(kāi)始振動(dòng)時(shí)的方向都是向下圖17例22、如圖17所示,S為上下振動(dòng)的波源, 振動(dòng)頻率為100Hz,所產(chǎn)生的橫波左右傳播, 波速為80m/s,已知P、Q兩質(zhì)點(diǎn)距波源S的距離為SP=174m,SQ=162m。當(dāng)S通過(guò)平衡位置向上振動(dòng)時(shí),P、Q兩質(zhì)點(diǎn)的位置是:AP在波峰,Q在波谷;B都在波峰; C都在波谷 ;DP在波峰,Q在波峰。例23、在均勻介質(zhì)中,各質(zhì)點(diǎn)的平衡位置在同一直線上,相鄰兩質(zhì)點(diǎn)的距離均為s,如圖18甲所示。振動(dòng)從質(zhì)點(diǎn)1開(kāi)始向右傳播,質(zhì)點(diǎn)1開(kāi)始運(yùn)動(dòng)時(shí)的速度方向豎直向上。經(jīng)過(guò)時(shí)間t,前13個(gè)質(zhì)點(diǎn)第一次形成如圖38乙所示的波形。關(guān)于這列波的周期和波速有如下說(shuō)法A.這列波的周期T=2t/3B這列波的周期T=t/2圖18C.這列波的傳播速度v=12s/TD.這列波的傳播速度v=16s/T課堂提升點(diǎn)擊高考x/cmt/sO10-101.02.0圖11、一個(gè)單擺做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng),其振動(dòng)圖象如圖所示,則該單擺的周期T s;在2.0s末,擺球?qū)τ谄胶馕恢玫奈灰苮 cm。2、圖中實(shí)線和虛線分別是x軸上傳播的一列簡(jiǎn)諧橫波在t=0和t=0.03s時(shí)刻的波形圖,x=1.2m處的質(zhì)點(diǎn)在t=0.03s時(shí)刻向y軸正方向運(yùn)動(dòng),則該波的頻率可能是125HZ該波的波速可能是10m/st=0時(shí)x=1.4m處質(zhì)點(diǎn)的加速度方向沿y軸正方向各質(zhì)點(diǎn)在0.03s內(nèi)隨波遷移0.9m y/cm x/m O 5-50.3 0.6 0.9 1.2 1.5 1.8 2.1 圖2y/cmx/mO21046-103、一列簡(jiǎn)諧機(jī)械橫波某時(shí)刻的波形圖如圖所示,波源的平衡位置坐標(biāo)為x=0。當(dāng)波源質(zhì)點(diǎn)處于其平衡位置上方且向下運(yùn)動(dòng)時(shí),介質(zhì)中平衡位置坐標(biāo)x=2m的質(zhì)點(diǎn)所處位置及運(yùn)動(dòng)情況是A.在其平衡位置下方且向上運(yùn)動(dòng)B.在其平衡位置下方且向下運(yùn)動(dòng)C.在其平衡位置上方且向上運(yùn)動(dòng)D.在其平衡位置上方且向下運(yùn)動(dòng)4、一列沿x軸正方向傳播的簡(jiǎn)諧橫波,周期為0.50s。某一時(shí)刻,離開(kāi)平衡位置的位移都相等的各質(zhì)元依次為P1,P2,P3,。已知P1和P2之間的距離為20cm,P2和P3之間的距離為80cm,則P1的振動(dòng)傳到P2所需的時(shí)間為( C )A0.50 sB0.13 sC0.10 sD0.20 s5、一簡(jiǎn)諧橫波沿x軸正方向傳播,某時(shí)刻其波形如圖所示。下列說(shuō)法正確的是 y Ox/cm123456P Q R由波形圖可知該波的波長(zhǎng)由波形圖可知該波的周期經(jīng)1/4周期后質(zhì)元P運(yùn)動(dòng)到Q經(jīng)1/4周期后質(zhì)元R的速度變?yōu)榱愀腻e(cuò)與點(diǎn)評(píng)FOABC6、如圖所示,一塊涂有炭黑玻璃板,質(zhì)量為2kg,在拉力F的作用下,由靜止開(kāi)始豎直向上運(yùn)動(dòng)。一個(gè)裝有水平振針的振動(dòng)頻率為5Hz的固定電動(dòng)音叉在玻璃板上畫(huà)出了圖示曲線,量得 OA=1cm,OB=4cm,OC=9cm.求外力F的大小。(g=10m/s2,不計(jì)阻力) 7、公安警車正以40m/s的速度追趕一罪犯,警報(bào)器每隔0.5s響一聲(響聲時(shí)間很短,可以不計(jì)),而罪犯在前方也以20m/s的速度逃跑,則罪犯聽(tīng)到警聲的時(shí)間間隔是多少?若要罪犯聽(tīng)不到警報(bào)聲,則罪犯應(yīng)以多大的速度逃跑?8、某臺(tái)心電圖儀的出紙速度(紙帶移動(dòng)的速度)為2.5cm/s,醫(yī)院進(jìn)行體檢時(shí)記錄下某人的心電圖如圖51所示,已知圖紙上每小格邊長(zhǎng)為5mm。設(shè)在每分鐘時(shí)間內(nèi)人的心臟搏動(dòng)次數(shù)為人的心率,則此人的心率約為多少?(保留兩位有效數(shù)字).圖51改錯(cuò)與點(diǎn)評(píng)參考答案例1、證明:以平衡位置O為原點(diǎn)建立坐標(biāo)軸,當(dāng)振子離開(kāi)平衡位置O時(shí),因兩彈簧發(fā)生形變而使振子受到指向平衡位置的合力。設(shè)振子沿X正方向發(fā)生位移x,則物體受到的合力為F=F1+F2=-k1x-k2x=-(k1+k2)x=-kx.所以,彈簧振子做的運(yùn)動(dòng)是簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)。例2、分析與解:在振子向平衡位置運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中,易知x減小,根據(jù)上述關(guān)系很容易判斷,回復(fù)力F、加速度a減小;速度V增大。即D選項(xiàng)正確。Cabd圖1a,例3、分析與解:重球由c至a的運(yùn)動(dòng)過(guò)程中,只受重力作用,做勻加速運(yùn)動(dòng);由a至b的運(yùn)動(dòng)過(guò)程中,受重力和彈力作用,但重力大于彈力,做加速度減小的加速運(yùn)動(dòng);由b至d的運(yùn)動(dòng)過(guò)程中,受重力和彈力作用,但重力小于彈力,做加速度增大的減速運(yùn)動(dòng)。所以重球下落至b處獲得最大速度,由a至d過(guò)程中重球克服彈簧彈力做的功等于小球由c下落至d處時(shí)重力勢(shì)能減少量,即可判定B、D正確。C選項(xiàng)很難確定是否正確,但利用彈簧振子的特點(diǎn)就可非常容易解決這一難題。重球接觸彈簧以后,以b點(diǎn)為平衡位置做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng),在b點(diǎn)下方取一點(diǎn)a,使ab=a,b,根據(jù)簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的對(duì)稱性,可知,重球在a、a,的加速度大小相等,方向相反,如圖1所示。而在d點(diǎn)的加速度大于在a,點(diǎn)的加速度,所以重球下落至d處獲得最大加速度,C選項(xiàng)正確。例4、分析與解:設(shè)單擺的擺長(zhǎng)為L(zhǎng),地球的質(zhì)量為M,則據(jù)萬(wàn)有引力定律可得地面的重力加速度和高山上的重力加速度分別為: 據(jù)單擺的周期公式可知由以上各式可求得例5、分析與解:若t時(shí)刻和(t+t)時(shí)刻振子運(yùn)動(dòng)位移的大小相等、方向相同,表明兩時(shí)刻振子只是在同一位置,其速度方向還可能相反,則t不一定是T的整數(shù)倍,故A選項(xiàng)錯(cuò)誤。若t時(shí)刻和(t+t)時(shí)刻振子運(yùn)動(dòng)速度的大小相等、方向相反,這時(shí)振子可能處于平衡位置兩側(cè)的兩個(gè)對(duì)稱的位置上,也可能是兩次處于同一位置上,這都不能保證t一定是T/2的整數(shù)倍。故選項(xiàng)B錯(cuò)誤。振子每經(jīng)過(guò)一個(gè)周期,必然回到原來(lái)的位置,其對(duì)應(yīng)的加速度一定相等。故選項(xiàng)C正確。經(jīng)過(guò)半個(gè)周期,彈簧的長(zhǎng)度變化大小相等、方向相反,即一個(gè)對(duì)應(yīng)彈簧被壓縮,另一個(gè)對(duì)應(yīng)彈簧被拉伸,這兩種情況下彈簧的長(zhǎng)度不相等,可見(jiàn)選項(xiàng)D錯(cuò)誤。綜上所述,本題正確答案為C。例6、分析與解:由于碰撞后兩擺球分開(kāi)各自做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的周期相同,任作出B球的振動(dòng)圖象如圖2所示,而A球碰撞后可能向右運(yùn)動(dòng),也可能向左運(yùn)動(dòng),因此A球的振動(dòng)圖象就有兩種情況,如圖2中A1和A2。從圖中很容易看出無(wú)論兩擺球的質(zhì)量之比是多少,下一次碰撞只能發(fā)生在平衡位置。即CD選項(xiàng)正確。tx0圖2 BA1A2從例6可以看出, 利用振動(dòng)圖象分析問(wèn)題非常簡(jiǎn)便。希望同學(xué)們養(yǎng)成利用圖象分析問(wèn)題的習(xí)慣。例7、分析與解:這是一道共振曲線所給信息和單擺振動(dòng)規(guī)律進(jìn)行推理和綜合分析的題目。由題意知,當(dāng)單擺共振時(shí)頻率f=0.5Hz,即,振幅A=8cm=0.08m.由得根據(jù)機(jī)械能守恒定律可得: 解得例8、分析與解:波在介質(zhì)中傳播的快慢程度稱為波速,波速的大小由介質(zhì)本身的性質(zhì)決定,與振幅無(wú)關(guān),所以A、B二選項(xiàng)錯(cuò)。由于振動(dòng)質(zhì)元做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng),在一個(gè)周期內(nèi),振動(dòng)質(zhì)元走過(guò)的路程等于振幅的4倍,所以C選項(xiàng)錯(cuò)誤;根據(jù)經(jīng)過(guò)一個(gè)周期T ,振動(dòng)在介質(zhì)中傳播的距離等于一個(gè)波長(zhǎng),所以振動(dòng)的頻率越高,則波傳播一個(gè)波長(zhǎng)的距離所用的時(shí)間越短,即D選項(xiàng)正確。例9、分析與解: 質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)的方向可以與波的傳播方向垂直(橫波),也可以與波的傳播方向共線(縱波),故A選項(xiàng)錯(cuò)誤 相距一個(gè)波長(zhǎng)的兩個(gè)質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)位移大小相等、方向相同,相距半個(gè)波長(zhǎng)的兩個(gè)質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)位移大小相等、方向相反, B選項(xiàng)正確這是由于相距半個(gè)波長(zhǎng)的兩個(gè)質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)狀態(tài)相差半個(gè)周期,所以它們的位移大小相等、方向相反 波每經(jīng)過(guò)一個(gè)周期就要向前傳播一個(gè)波長(zhǎng),但介質(zhì)中的各個(gè)質(zhì)點(diǎn)并不隨波向前遷移,只是在各自的平衡位置附近振動(dòng),向前傳播的是質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)狀態(tài)所以C選項(xiàng)錯(cuò)誤 在波的傳播過(guò)程中,介質(zhì)中各點(diǎn)做周期性的振動(dòng),相隔一個(gè)周期,各質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)又回到上一周期的振動(dòng)狀態(tài)因此,相隔一個(gè)周期的兩時(shí)刻波形相同故D選項(xiàng)正確 波動(dòng)是振動(dòng)的結(jié)果,波動(dòng)問(wèn)題中很多知識(shí)點(diǎn)與振動(dòng)有關(guān)系,因此要搞清波動(dòng)與振動(dòng)的聯(lián)系與區(qū)別,在解決問(wèn)題時(shí)才能抓住關(guān)鍵例10、分析與解:本題主要考查對(duì)波的傳播方向與波上某質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)方向間的關(guān)系的推理判斷,以及對(duì)波形圖的想像能力。對(duì)于本題,已知質(zhì)點(diǎn)F向下振動(dòng),由上述方法可知,此列波向左傳播。質(zhì)點(diǎn)B此時(shí)向上運(yùn)動(dòng),質(zhì)點(diǎn)D向下運(yùn)動(dòng),質(zhì)點(diǎn)C比B先回到平衡位置。在此列波上所有振動(dòng)質(zhì)點(diǎn)的振幅都是相等的。故只有A、B選項(xiàng)正確。例11、分析與解:運(yùn)用上述逆向復(fù)描波形法可立即判定出B、D正確。例12、分析與解:解答本題,必須做出在題設(shè)條件下可能的波的圖形,然后才能作出判定。題中指出:“某時(shí)刻P、Q兩質(zhì)點(diǎn)都處于平衡位置,且P、Q間僅有一個(gè)波峰”,符合這一條件的波形圖有4個(gè),如圖7所示。顯然,Q質(zhì)點(diǎn)第一次運(yùn)動(dòng)到波谷所需的時(shí)間t的可能值有4個(gè)。故D選項(xiàng)正確。例13、分析與解:本題考查振動(dòng)以及波動(dòng)的傳播規(guī)律,只有理解波動(dòng)(圖象)傳播的規(guī)律,準(zhǔn)確把握波動(dòng)過(guò)程中的圖象關(guān)于時(shí)間和空間的周期性,才能作出確切和完整的判斷。abab圖3由于波向右傳播,據(jù)“a點(diǎn)位移達(dá)正極大時(shí),b點(diǎn)的位移恰為零,且向下運(yùn)動(dòng)”,可畫(huà)出此時(shí)a、b間的最簡(jiǎn)波形,如圖3所示。因未明確a、b距離與波長(zhǎng)的約束關(guān)系,故a、b間的距離存在“周期性”。即(n1+ (n1=0,1,2,)因所給定時(shí)間與周期的關(guān)系未知,故運(yùn)動(dòng)時(shí)間也存在“周期性”。即 (n2=0,1,2,)因此可能的波速為 當(dāng)n2=0,n1=0時(shí),V=4.67m/s;當(dāng)n2=0,n1=1時(shí),V=2m/s;(n2=0,V隨n1增大還將減小。)當(dāng)n2=1,n1=0時(shí),V=23.3m/s;(n1=0,V隨n2的增大而增大.)當(dāng)n2=1,n1=1時(shí),V=10m/s;據(jù)以上計(jì)算數(shù)據(jù),不可能出現(xiàn)B和D選項(xiàng)的結(jié)果,故選項(xiàng)A、C正確。例14、分析與解:由圖9甲讀出=100cm,由圖9乙讀出T=2S,據(jù)V=/T得V=50cm/s.將圖9乙之y-t圖延長(zhǎng)到t=20s時(shí)刻,可以看出P點(diǎn)運(yùn)動(dòng)方向向上,再看圖9甲,波若向右傳播,則P運(yùn)動(dòng)方向向下,波若向左傳播,則P運(yùn)動(dòng)方向向上,故判定波是向左傳播的。綜上所述,本題應(yīng)選B。圖4乙例15、分析與解:t=0時(shí)刻,a質(zhì)點(diǎn)在波谷,b質(zhì)點(diǎn)在平衡位置且向y軸正方向運(yùn)動(dòng),根據(jù)波由a傳向b(如圖4甲所示),可知波長(zhǎng)滿足這樣,由此可知波長(zhǎng)不可能大于(對(duì)應(yīng)的波速也不可能大于)。當(dāng)n=0時(shí),;當(dāng)n=10時(shí),由V=/T得對(duì)應(yīng)的波速。故選項(xiàng)AB正確。例16、分析與解:因?yàn)椴ㄔ碅、O到B點(diǎn)的波程差為r=r1r2=R=45m=,所以B點(diǎn)發(fā)生干涉相消現(xiàn)象。在圓周任一點(diǎn)C上聽(tīng)不到聲音的條件為:r = r1r2 =(2k+1)=5(2k+1)將r2=R=45m代入上式得:r1=5(2k+1)+ r2所以:r1=10k+50 或 r1= 10k+40而0 r1 90m,所以有:0 (10k+50) 90m 和 0 (10k+40) 90m求得 :5 k f2,則12,則P點(diǎn)右側(cè)某處質(zhì)點(diǎn)振幅可達(dá)到(A1+A2),而如果f12,則P點(diǎn)左側(cè)某處質(zhì)點(diǎn)振幅可達(dá)到(A1+A2),選項(xiàng)D是正確的;根據(jù)波的疊加原理,兩列波相遇后各自保持原來(lái)的波形,即如選項(xiàng)C所述。綜上所述,本題正確答案為ACD.例19、分析與解:兩列波在相遇的某一時(shí)刻兩列波“消失”了,是因?yàn)閮闪胁ǚ謩e引起各質(zhì)點(diǎn)的位移矢量和為零。但兩列波分別引起各質(zhì)點(diǎn)總的振動(dòng)速度的矢量和不為零。對(duì)于a點(diǎn),波1使其振動(dòng)的速度為零,波2使其振動(dòng)的速度也向下,故a點(diǎn)的振動(dòng)合速度應(yīng)向下。而對(duì)于b點(diǎn),波1使其振動(dòng)的速度方向向上,波2使其振動(dòng)的速度為零,故b點(diǎn)的振動(dòng)合速度應(yīng)向上。所以B選項(xiàng)正確。例20、錯(cuò)解:從圖中可以看出:振幅最大的是x=2,6的點(diǎn),振幅最小的是x=4,8的點(diǎn)。分析糾錯(cuò):對(duì)于x=4、8的點(diǎn),此時(shí)兩列波引起的位移的矢量和為零,但兩列波引起的振動(dòng)速度的矢量和最大,故應(yīng)是振動(dòng)最強(qiáng)的點(diǎn),即振幅最大的點(diǎn)。對(duì)于x=2和6的點(diǎn),此時(shí)兩列波引起的位移矢量和為零,兩列波引起的振動(dòng)速度的矢量和也為零,故應(yīng)是振動(dòng)最弱的點(diǎn),即振幅最小的點(diǎn)。例21、錯(cuò)解:由質(zhì)點(diǎn)Q(x=9m),經(jīng)過(guò)0.4s波傳到它,又經(jīng)過(guò)T/4(0.1s)Q點(diǎn)第一次到達(dá)波峰,所以C對(duì)。分析糾錯(cuò):(1)從圖上可以看出波長(zhǎng)為4m,選A。圖7(2)實(shí)際上“相繼出現(xiàn)兩個(gè)波峰”應(yīng)理解為,出現(xiàn)第一波峰與出現(xiàn)第二個(gè)波峰之間的時(shí)間間隔。因?yàn)樵谝粋€(gè)周期內(nèi),質(zhì)點(diǎn)完成一次全振動(dòng),而一次全振動(dòng)應(yīng)表現(xiàn)為“相繼出現(xiàn)兩個(gè)波峰”,即T=0.4s。則V=/T=10m/s,所以B選項(xiàng)正確。(3)質(zhì)點(diǎn)Q(x=9m)經(jīng)過(guò)0.4s開(kāi)始振動(dòng),而波是沿x軸正方向傳播,即介質(zhì)中的每一個(gè)質(zhì)點(diǎn)都被它左側(cè)的質(zhì)點(diǎn)所帶動(dòng),從波向前傳播的波形圖7可以看出,0.4s波傳到Q時(shí),其左側(cè)質(zhì)點(diǎn)在它下方,所以Q點(diǎn)在0.5s時(shí)處于波谷。再經(jīng)過(guò)0.2ss即總共經(jīng)過(guò)0.7s才第一次到達(dá)波峰,所以選項(xiàng)C錯(cuò)了。(4)從波的向前傳播原理可以知道,M以后的每個(gè)質(zhì)點(diǎn)都是先向下振動(dòng)的。所以選項(xiàng)D是對(duì)的。此題正確答案為A,B,D。例22、錯(cuò)解:根據(jù)=VT=0.8m,SP=174m=(21+3/4),SQ=162m=(20+1/4),據(jù)此可作出波形圖如圖8所示,故可得到“P在波峰,Q在波峰”,而錯(cuò)選D。分析糾錯(cuò):波源S在振動(dòng)的過(guò)程之中要形成分別向左右傳播的兩列波,波形應(yīng)如圖9所示,故可得到“P在波峰,Q在波谷”,而應(yīng)選A。圖9圖8例23、錯(cuò)解:由圖可知:波長(zhǎng)=8s,而在時(shí)間t內(nèi)波向前傳了3/2,所以周期T=2t/3,傳播速度v=12s/T,即AC正確。分析糾錯(cuò):上述解答錯(cuò)在沒(méi)有理解題意,題說(shuō)“經(jīng)過(guò)時(shí)間t,前13個(gè)質(zhì)點(diǎn)第一次形成如圖乙所示的波形”,并不說(shuō)波只傳到前13個(gè)質(zhì)點(diǎn)。如果是只傳到前13個(gè)質(zhì)點(diǎn),由于第13個(gè)質(zhì)點(diǎn)此時(shí)振動(dòng)方向向下,所以質(zhì)點(diǎn)1開(kāi)始運(yùn)動(dòng)時(shí)的速度方向也應(yīng)該豎直向下,這與題給條件矛盾。所以在時(shí)間t內(nèi)波向前傳了2,所以周期T=t/2,傳播速度v=16s/T,即BD正確。點(diǎn)擊高考1、【分析】根據(jù)單擺做簡(jiǎn)諧振動(dòng)與簡(jiǎn)諧振動(dòng)的圖象(如圖),單擺的周期就是單擺單擺振動(dòng)一個(gè)完整的周期所用的時(shí)間T2.0s,在2.0s末,擺球?qū)τ谄胶馕恢玫奈灰苮10cm。2、【分析】觀察圖2,虛線波是實(shí)線波0.03s后的波形圖。分析x=1.2m處的質(zhì)點(diǎn),在t=0.03s時(shí)刻向y軸正方向運(yùn)動(dòng),所以這列橫波向右傳播。則可以得到:,分析選項(xiàng)A,f125HZ,是可能的。分析選項(xiàng)B,,,不可能。分析選項(xiàng)C,簡(jiǎn)諧波上任一質(zhì)點(diǎn)都作簡(jiǎn)諧振動(dòng),所受力都是指向平衡位置,加速度也指向平衡位置,t=0時(shí)x=1.4m處質(zhì)點(diǎn)位于平衡位置之上,所以所受力及加速度的方向均為沿y軸負(fù)方向。分析選項(xiàng)D,簡(jiǎn)諧波在傳播時(shí),簡(jiǎn)諧波上的質(zhì)點(diǎn)在做簡(jiǎn)諧振動(dòng),并沒(méi)有隨波遷移。選A。3、【分析】在簡(jiǎn)諧波中,相距半個(gè)波長(zhǎng)的兩個(gè)質(zhì)點(diǎn),它們的位移方向和運(yùn)動(dòng)方向是正好相反的,我們可以從正弦波形圖上可以看出。x=0與x=2m正好相距1/2個(gè)波長(zhǎng),當(dāng)x=0處質(zhì)點(diǎn)處于其平衡位置上方且向下運(yùn)動(dòng)時(shí),x=2m處質(zhì)點(diǎn)處于其平衡位置下方且向上運(yùn)動(dòng)。A正確。4、C5、AD 6.F=24N; 7.0.47s,大于340m/s; 8.70次/分。- 1.請(qǐng)仔細(xì)閱讀文檔,確保文檔完整性,對(duì)于不預(yù)覽、不比對(duì)內(nèi)容而直接下載帶來(lái)的問(wèn)題本站不予受理。
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