高考物理二輪復(fù)習(xí)課件：專題1第4講-機(jī)械振動-機(jī)械波

1、第四講機(jī)械振動機(jī)械波,重點知識歸納,一、波動圖象和振動圖象的比較,特別提醒：由t時刻的振動圖象畫出tt時刻的振動圖象時，只需將圖象向下延續(xù)t一段時間但若由t時刻波形圖畫出tt時刻的波形圖時，一般有兩種方法： (1)平移法：先算出經(jīng)t時間波傳播的距離xvt，再把波形沿波的傳播方向平移x.當(dāng)x，即xnx時，可采取去整(n)留零(x)的方法，只需平移x即可 (2)特殊點法：在波形上找特殊點，如過平衡位置的點或與它相鄰的波峰和波谷等，判斷出這些點經(jīng)過t后的位置，畫出相應(yīng)的正弦曲線或余弦曲線即可,二、質(zhì)點的振動方向和波的傳播方向的互判方法 1微平移法 2“上下坡”法 3逆向描跡法 4同側(cè)法 特別提醒：橫

2、坐標(biāo)的物理意義是兩種圖象最明顯的區(qū)別，具體研究時要分清兩坐標(biāo)軸的單位和標(biāo)度,三、波的多解問題原因分析 1波的空間周期性 2波的時間周期性 3波傳播的雙向性 4介質(zhì)中兩質(zhì)點間的距離與波長關(guān)系的不確定性 5波的對稱性,3若兩個波源振動總是反向的，在干涉區(qū)域內(nèi)振動加強(qiáng)和減弱的位置就正好顛倒過來了在穩(wěn)定的干涉區(qū)域內(nèi)，振動加強(qiáng)點始終加強(qiáng)，振動減弱點始終減弱,熱點題型示例,1簡諧運(yùn)動的兩種模型：彈簧振子和單擺 2簡諧振動的規(guī)律 (1)方向規(guī)律：始終存在兩個方向相反的關(guān)系(a與x、F與x)，且a、F的方向總是指向平衡位置,(2)大小變化規(guī)律：物理量可劃分為兩個陣容(x、a、F、Ep)與(v、p、Ek)，在同

3、一陣容內(nèi)物理量大小變化的趨勢總是相同，不同陣容間物理量大小變化的趨勢總是相反 3簡諧振動的特點 (1)對稱性：位移大小、速度大小、加速度大小、運(yùn)動時間關(guān)于平衡位置對稱相等 (2)守恒性：滿足機(jī)械能守恒，振動中機(jī)械能的總量保持不變 (3)周期性：呈正(余)弦規(guī)律變化，其周期與振幅無關(guān)，被稱之為固有周期,(10分)(2011年溫州模擬)如圖41為一彈簧振子的振動圖象，試完成以下要求： 圖41,(1)寫出該振子簡諧運(yùn)動的表達(dá)式 (2)在第2 s末到第3 s末這段時間內(nèi)彈簧振子的加速度、速度、動能和彈性勢能各是怎樣變化的？ (3)該振子在前100 s的總位移是多少？路程是多少？,(2)由圖可知，在t2

4、 s時，振子恰好通過平衡位置，此時加速度為零，隨著時間的延續(xù)，位移值不斷加大，加速度的值也變大，速度值不斷變小，動能不斷減小，彈性勢能逐漸增大當(dāng)t3 s時，加速度的值達(dá)到最大，速度等于零，動能等于零，彈性勢能達(dá)到最大值(6分),(3)振子經(jīng)一周期位移為零，路程為54 cm 20 cm， 前100 s剛好經(jīng)過了25個周期，所以前100 s振子位移s0，(8分) 振子路程s2025 cm500 cm5 m(10分),強(qiáng)化訓(xùn)練1(2011年高考上海卷)兩個相同的單擺靜止于平衡位置，使擺球分別以水平初速v1、v2(v1v2)在豎直平面內(nèi)做小角度擺動，它們的頻率與振幅分別為f1，f2和A1，A2，則()

5、 Af1f2，A1A2Bf1A2 Df1f2，A1A2 解析：選C.單擺的頻率由擺長決定，擺長相等，頻率相等，所以A、B錯誤；由機(jī)械能守恒，小球在平衡位置的速度越大，其振幅越大，所以C正確，D錯誤,兩種圖象的綜合判斷是高考考查的熱點，處理此類問題一般要注意兩點： 1首先要根據(jù)橫坐標(biāo)來區(qū)分，質(zhì)點的振動圖象和波的圖象 2由波的圖象找出振動圖象對應(yīng)質(zhì)點的位置，再由振動圖象確定波的圖象對應(yīng)時刻質(zhì)點的運(yùn)動方向，對應(yīng)時刻和對應(yīng)質(zhì)點是聯(lián)系點,(2011年高考重慶卷)介質(zhì)中坐標(biāo)原點O處的波源在t0時刻開始振動，產(chǎn)生的簡諧波沿x軸正向傳播，t0時刻傳到L處，波形如圖42所示下列能描述x0處質(zhì)點振動的圖象是()

6、圖42,圖43,【解析】由波動圖象可知t0時x0處質(zhì)點正向下振動，下一時刻質(zhì)點縱坐標(biāo)將減小，排除B、D選項x0處質(zhì)點開始振動時的振動方向向下，故選項A錯誤，選項C正確 【答案】C,圖44,Aa處質(zhì)點的振動圖象 Bb處質(zhì)點的振動圖象 Cc處質(zhì)點的振動圖象 Dd處質(zhì)點的振動圖象,(2011年鎮(zhèn)江模擬)如圖45實線是某時刻的波形圖象，虛線是經(jīng)過0.2 s時的波形圖象求： 圖45,(1)波傳播的可能距離； (2)可能的周期(頻率)； (3)可能的波速； (4)若波速是35 m/s，求波的傳播方向； (5)若0.2 s小于一個周期時，傳播的距離、周期(頻率)、波速 【解析】(1)波的傳播方向有兩種可能：

7、向左傳播或向右傳播向左傳播時，傳播的距離為 xn3/4(4n3)m(n0、1、2),向右傳播時，傳播的距離為 xn/4(4n1)m(n0、1、2) (2)向左傳播時，傳播的時間為tnT3T/4 得：T4t/(4n3)0.8/(4n3)(n0、1、2) 向右傳播時，傳播的時間為tnTT/4 得：T4t/(4n1)0.8/(4n1)(n0、1、2) (3)計算波速，有兩種方法：vx/t或v/T 向左傳播時，vx/t(4n3)/0.2(20n15) m/s.,(5)若0.2 s小于一個周期，說明波在0.2 s內(nèi)傳播的距離小于一個波長則：向左傳播時，傳播的距離x3/43 m；傳播的時間t3T/4得：周期T0.267 s；波速v15 m/s. 向右傳播時，傳播的距離為/41 m；傳播的時間tT/4得：周期T0.8 s；波速v5 m/s. 【答案】見解析,強(qiáng)化訓(xùn)練3(20