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

1、第26課時(shí)　機(jī)械振動(dòng)　機(jī)械波,知識(shí)點(diǎn)一　簡諧運(yùn)動(dòng)　簡諧運(yùn)動(dòng)的回復(fù)力和能量(－/b)1．對(duì)簡諧運(yùn)動(dòng)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(hào)表示回復(fù)力總是負(fù)值C．位移x是相對(duì)平衡位置的位移D．回復(fù)力只隨位移變化，不隨時(shí)間變化解析　位移x是相對(duì)平衡位置的位移；F＝－kx中的負(fù)號(hào)表示回復(fù)力總是與振動(dòng)物體的位移方向相反。答案　C,2．沿水平方向振動(dòng)的彈簧振子在做簡諧運(yùn)動(dòng)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(shì)能最大C．從平衡位置向最大位移處運(yùn)動(dòng)過程中，它的彈性勢(shì)能減小D．從最大位移處向平衡位置運(yùn)動(dòng)的過程中，它的機(jī)械能減小解析　彈簧振子在振動(dòng)過程中機(jī)械能守恒，故A、D錯(cuò)誤；位移越大，彈簧的形變量越大，彈性勢(shì)能越大，故B正確，C錯(cuò)誤。答案　B,知識(shí)點(diǎn)二　簡諧運(yùn)動(dòng)的描述(－/c)3．(多選)一質(zhì)點(diǎn)做簡諧運(yùn)動(dòng)，其位移x與時(shí)間t的關(guān)系圖象如

3、圖1所示，由圖可知(　　),圖1,A．質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)的頻率是4 HzB．質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)的振幅是2 cmC．t＝3 s時(shí)，質(zhì)點(diǎn)的速度最大D．在t＝3 s時(shí)，質(zhì)點(diǎn)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(xiàng)A錯(cuò)誤，B正確；t＝3 s時(shí)，質(zhì)點(diǎn)經(jīng)過平衡位置，速度最大，所以選項(xiàng)C正確；振幅等于質(zhì)點(diǎn)偏離平衡位置的最大位移，與質(zhì)點(diǎn)的位移有著本質(zhì)的區(qū)別，t＝3 s時(shí)，質(zhì)點(diǎn)的位移為零，但振幅仍為2 cm，

4、所以選項(xiàng)D錯(cuò)誤。答案　BC,4．(多選)物體A做簡諧運(yùn)動(dòng)的振動(dòng)方程是xA＝3sin 100t(m)，物體B做簡諧運(yùn)動(dòng)的振動(dòng)方程是xB＝5sin 100t(m)。比較A、B的運(yùn)動(dòng)(　　)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(dòng)的頻率fA等于B振動(dòng)的頻率fBD．A、B的周期都為6.28×10－2 s,答案　CD,知識(shí)點(diǎn)三　單擺(－/c)5．對(duì)于

5、單擺振動(dòng)，以下說法中正確的是(　　)A．單擺振動(dòng)時(shí)，擺球受到的向心力大小處處相等B．單擺運(yùn)動(dòng)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(shí)所受回復(fù)力為零D．?dāng)[球經(jīng)過平衡位置時(shí)所受合外力為零,答案　C,6．發(fā)生下列哪一種情況時(shí)，單擺周期會(huì)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(shí)點(diǎn)四　外力作用下的振動(dòng)(－/b)7.如圖2所示的裝置，彈簧振子的固有

6、頻率是4 Hz。現(xiàn)勻速轉(zhuǎn)動(dòng)把手，給彈簧振子以周期性的驅(qū)動(dòng)力，測(cè)得彈簧振子振動(dòng)達(dá)到穩(wěn)定時(shí)的頻率為1 Hz，則把手轉(zhuǎn)動(dòng)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(dòng)一周，驅(qū)動(dòng)力完成一次周期性變化，把手轉(zhuǎn)動(dòng)頻率即為驅(qū)動(dòng)力的頻率。彈簧振子做受迫振動(dòng)，而受迫振動(dòng)的頻率等于驅(qū)動(dòng)力的頻率，與振動(dòng)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(gè)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(dòng)起來，其他各擺隨后也振動(dòng)起來，則擺球振動(dòng)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(gè)擺的周期相同解析　A振動(dòng)起來后，使得B、C、D、E做受迫振動(dòng)，振動(dòng)的頻率都等于A振動(dòng)的頻率，即各擺振動(dòng)的周期都相等，選項(xiàng)C錯(cuò)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(xiàng)A錯(cuò)誤，B正確。答案　BD,知識(shí)點(diǎn)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(dòng)需要兩個(gè)條件：波源和介質(zhì)B．波動(dòng)過程是介質(zhì)質(zhì)點(diǎn)由近及遠(yuǎn)移動(dòng)的過程C．波動(dòng)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(diǎn)的振動(dòng)都是自由振動(dòng),解析　波源(即振源)振動(dòng)時(shí)，依靠介質(zhì)中的相互作用力帶動(dòng)周圍各部分質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)起來，形成機(jī)械波。各質(zhì)點(diǎn)只在平

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

10、質(zhì)點(diǎn)a的位移一定為負(fù)值D．經(jīng)過半個(gè)周期，質(zhì)點(diǎn)a通過的路程一定為2A,圖4,解析　質(zhì)點(diǎn)a做簡諧運(yùn)動(dòng)，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(diǎn)a向y軸正方向運(yùn)動(dòng)；若波向左傳播，則質(zhì)點(diǎn)a向y軸負(fù)方向運(yùn)動(dòng)。經(jīng)半個(gè)周期后，質(zhì)點(diǎn)a到了x軸下方對(duì)稱點(diǎn)，故A、C、D項(xiàng)都正確。答案　ACD,知識(shí)點(diǎn)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(shí)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(shí)P質(zhì)點(diǎn)正向y軸正方向運(yùn)動(dòng)B．經(jīng)過0.1 s，P、Q兩質(zhì)點(diǎn)的位移可能相同C．經(jīng)過0.2 s，Q質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的路程為30 cmD．經(jīng)過0.4 s，P質(zhì)點(diǎn)向x軸正方向移動(dòng)了40 cm,答案　AC,12．(多選)一列簡諧橫波在某時(shí)刻的波形圖如圖6所示，已知圖中質(zhì)點(diǎn)b的起振時(shí)刻比質(zhì)點(diǎn)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?yàn)檠豿軸正方向傳播,答案　CD,知識(shí)點(diǎn)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(shí)雷聲轟鳴不絕；?、凇奥勂渎暥灰娖淙恕?；?、蹖W(xué)生圍繞振動(dòng)的音叉轉(zhuǎn)一圈會(huì)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(shí)，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(shí)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(dòng)的音叉轉(zhuǎn)一圈會(huì)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(shí)，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(xiàng)是A。答案　A,14．(多選)

14、如圖7所示是兩個(gè)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(shí)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(diǎn)為振動(dòng)加強(qiáng)點(diǎn)，經(jīng)過半個(gè)周期，這一點(diǎn)振動(dòng)仍加強(qiáng)B．B點(diǎn)為振動(dòng)減弱點(diǎn)，經(jīng)過半個(gè)周期，這一點(diǎn)振動(dòng)加強(qiáng)C．C點(diǎn)為振動(dòng)加強(qiáng)點(diǎn)，經(jīng)過半個(gè)周期，這一點(diǎn)振動(dòng)仍加強(qiáng)D．D點(diǎn)為振動(dòng)減弱點(diǎn)，經(jīng)過半個(gè)周期，這一點(diǎn)振動(dòng)加強(qiáng),解析　A、C連線所在區(qū)域?yàn)檎駝?dòng)加強(qiáng)區(qū)域，經(jīng)過任意時(shí)間，該區(qū)域仍然是振動(dòng)加強(qiáng)區(qū)域，選項(xiàng)A、C正

15、確；B、D連線所在區(qū)域?yàn)檎駝?dòng)減弱區(qū)域，經(jīng)過任意時(shí)間，該區(qū)域仍然是振動(dòng)減弱區(qū)域，選項(xiàng)B、D錯(cuò)誤。答案　AC,易錯(cuò)點(diǎn)一　簡諧運(yùn)動(dòng)的五個(gè)特征1．動(dòng)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(dòng)學(xué)特征：簡諧運(yùn)動(dòng)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(dòng)，遠(yuǎn)離平衡位置時(shí)，x、F、a、Ep均增大，v、Ek均減小，靠近平衡位置時(shí)則相反。3．運(yùn)動(dòng)的周期性特征：相隔

16、T或nT的兩個(gè)時(shí)刻振子處于同一位置且振動(dòng)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(duì)稱的兩點(diǎn)P、P′(OP＝OP′)時(shí)，速度的大小、動(dòng)能、勢(shì)能相等，相對(duì)于平衡位置的位移大小相等。,圖8,(3)振子由P到O所用時(shí)間等于由O到P′所用時(shí)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(shí)間相等，即tOP＝tPO。5．能量特征：振動(dòng)的能量包括動(dòng)能Ek和勢(shì)能Ep，簡諧運(yùn)動(dòng)過程中，系統(tǒng)動(dòng)能與勢(shì)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(gè)小物塊粘在一起組成的。物塊在光滑水平面上左右振動(dòng)，振幅為A0，周期為T0。當(dāng)物塊向右通過平衡位置時(shí)，a、b之間的粘膠脫開；以后小物塊a振動(dòng)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(cuò)點(diǎn)二　不能正確運(yùn)用簡諧運(yùn)動(dòng)的規(guī)律

18、及圖象處理問題1．簡諧運(yùn)動(dòng)的數(shù)學(xué)表達(dá)式：x＝Asin(ωt＋φ)2．振動(dòng)圖象提供的信息(1)由圖象可以看出質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)的振幅、周期。(2)可以確定某時(shí)刻質(zhì)點(diǎn)離開平衡位置的位移。(3)可以確定各時(shí)刻質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向。(4)可以確定某時(shí)刻質(zhì)點(diǎn)的回復(fù)力、加速度和速度的方向。(5)比較不同時(shí)刻質(zhì)點(diǎn)的速度、加速度的大小。,【練2】 (多選)(2016·浙江瑞安測(cè)試)一水平彈簧振子做簡諧運(yùn)動(dòng)的振動(dòng)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(diǎn)對(duì)應(yīng)的時(shí)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(diǎn)對(duì)應(yīng)的時(shí)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(dòng)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(dòng)的特點(diǎn)和彈簧彈力與伸長量的關(guān)系可知，圖中A點(diǎn)對(duì)應(yīng)的時(shí)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(diǎn)向x軸的正方向運(yùn)動(dòng)，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(dòng)，通過的路程是s＝2×4A＝2×4×0.5 cm＝4 cm，C、D錯(cuò)誤。答案　AB,【練3】 (多選)某單擺做小角度擺動(dòng)，其振動(dòng)圖象如圖11所示，則以下說法正確的是(　　),A．t1時(shí)刻擺球速度最大，擺球向心加速度最大B．t2時(shí)刻擺球速度最大，懸線對(duì)它的拉力最大C．t3時(shí)刻擺球速度為零，擺球所受回復(fù)力最大

21、D．t4時(shí)刻擺球速度為零，擺球處于平衡狀態(tài),圖11,解析　在t1、t3時(shí)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(cuò)誤，C正確；在t2、t4時(shí)刻，擺球位于平衡位置，速度最大，向心加速度最大，懸線對(duì)擺球的拉力最大，B正確，D錯(cuò)誤。答案　BC,易錯(cuò)點(diǎn)四　波動(dòng)圖象與波速公式的應(yīng)用1．波動(dòng)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(shí)刻各質(zhì)點(diǎn)的位移。(2)確定

22、某時(shí)刻各質(zhì)點(diǎn)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(diǎn)的振動(dòng)方向或由各質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)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(shí)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(shí)x＝4 m處質(zhì)點(diǎn)沿y軸負(fù)方向運(yùn)動(dòng)D．此時(shí)x＝4 m處質(zhì)點(diǎn)的加速度為0,圖13,答案　BD,易錯(cuò)點(diǎn)五　波的多解問題1．造成波

23、動(dòng)問題多解的主要因素有(1)周期性①時(shí)間周期性：時(shí)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(dòng)方向雙向性：質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)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(shí)刻和t＋0.4 s時(shí)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(diǎn)振

24、動(dòng)周期一定為0.4 sB．該波最小波速為10 m/sC．從t時(shí)刻開始計(jì)時(shí)，x＝2 m處的質(zhì)點(diǎn)比x＝2.5 m處的質(zhì)點(diǎn)先回到平衡位置D．在t＋0.8 s時(shí)刻，x＝－2 m處的質(zhì)點(diǎn)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(diǎn)A、B的平衡位置離O點(diǎn)的距離分別為1.8 m和3.0 m。t＝0時(shí)的波形如圖16所示，t＝0.6

25、 s時(shí)質(zhì)點(diǎn)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(diǎn)B在0～0.6 s內(nèi)路程為25 cmD．質(zhì)點(diǎn)B在t＝0.6 s時(shí)沿y軸正方向運(yùn)動(dòng)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(diǎn)高度相同，其振動(dòng)圖象如圖所示。選懸掛點(diǎn)所在水平面為重力勢(shì)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(dòng)，測(cè)得兩小木塊每分鐘都上下30次，甲在波谷時(shí)，乙在波峰，且兩木塊之間有一個(gè)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(dòng)?？砂延未?dòng)簡化成豎直方向的簡諧運(yùn)動(dòng)，振幅為20 cm，周期為3.0 s。當(dāng)船上升到最高點(diǎn)時(shí)

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(shí)，游客能舒服地登船。在一個(gè)周期內(nèi)，游客能舒服登船的時(shí)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(dòng)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(shí)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(diǎn)b的加速度在增大B．從圖示時(shí)刻開始，經(jīng)0.01 s質(zhì)點(diǎn)a通過的路程為40 cm，此時(shí)相對(duì)平衡位置的位移為零C．從圖示時(shí)刻開始，經(jīng)0.01 s質(zhì)點(diǎn)b位于平衡位置上方，并向上做減速運(yùn)動(dòng)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(shí)刻開始，經(jīng)0.01 s質(zhì)點(diǎn)a通過的路程為40 cm，此時(shí)相對(duì)平衡位置的位移為－20 cm，所以B項(xiàng)錯(cuò)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，