高中三角函數(shù)教案

高三物理下冊(cè)機(jī)械波知識(shí)點(diǎn)講解。

高三物理下冊(cè)機(jī)械波知識(shí)點(diǎn)講解

機(jī)械振動(dòng)在介質(zhì)中的傳播稱為機(jī)械波（mechanicalwave）。機(jī)械波與電磁波既有相似之處又有不同之處，機(jī)械波由機(jī)械振動(dòng)產(chǎn)生，電磁波由電磁振蕩產(chǎn)生，大家知道機(jī)械波知識(shí)點(diǎn)嗎?

機(jī)械振動(dòng)在介質(zhì)中的傳播稱為機(jī)械波(mechanicalwave)。機(jī)械波與電磁波既有相似之處又有不同之處，機(jī)械波由機(jī)械振動(dòng)產(chǎn)生，電磁波由電磁振蕩產(chǎn)生;機(jī)械波的傳播需要特定的介質(zhì)，在不同介質(zhì)中的傳播速度也不同，在真空中根本不能傳播，而電磁波(例如光波)可以在真空中傳播;機(jī)械波可以是橫波和縱波，但電磁波只能是橫波;機(jī)械波與電磁波的許多物理性質(zhì)，如：折射、反射等是一致的，描述它們的物理量也是相同的。常見(jiàn)的機(jī)械波有：水波、聲波、地震波。

機(jī)械振動(dòng)產(chǎn)生機(jī)械波，機(jī)械波的傳遞一定要有介質(zhì),有機(jī)械振動(dòng)但不一定有機(jī)械波產(chǎn)生。

形成條件

波源

波源也稱振源，指能夠維持振動(dòng)的傳播，不間斷的輸入能量，并能發(fā)出波的物體或物體所在的初始位置。波源即是機(jī)械波形成的必要條件，也是電磁波形成的必要條件。

波源可以認(rèn)為是第一個(gè)開始振動(dòng)的質(zhì)點(diǎn)，波源開始振動(dòng)后，介質(zhì)中的其他質(zhì)點(diǎn)就以波源的頻率做受迫振動(dòng)，波源的頻率等于波的頻率。

介質(zhì)

廣義的介質(zhì)可以是包含一種物質(zhì)的另一種物質(zhì)。在機(jī)械波中，介質(zhì)特指機(jī)械波借以傳播的物質(zhì)。僅有波源而沒(méi)有介質(zhì)時(shí)，機(jī)械波不會(huì)產(chǎn)生，例如，真空中的鬧鐘無(wú)法發(fā)出聲音。機(jī)械波在介質(zhì)中的傳播速率是由介質(zhì)本身的固有性質(zhì)決定的。在不同介質(zhì)中，波速是不同的。

傳播方式與特點(diǎn)

機(jī)械波在傳播過(guò)程中，每一個(gè)質(zhì)點(diǎn)都只做上下(左右)的簡(jiǎn)諧振動(dòng)，即，質(zhì)點(diǎn)本身并不隨著機(jī)械波的傳播而前進(jìn)，也就是說(shuō)，機(jī)械波的一質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)是沿一水平直線進(jìn)行的。例如：人的聲帶不會(huì)隨著聲波的傳播而離開口腔。簡(jiǎn)諧振動(dòng)做等幅震動(dòng),理想狀態(tài)下可看作做能量守恒的運(yùn)動(dòng).阻尼振動(dòng)為能量逐漸損失的運(yùn)動(dòng).

為了說(shuō)明機(jī)械波在傳播時(shí)質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)，現(xiàn)已繩波(右下圖)為例進(jìn)行介紹，其他形式的機(jī)械波同理[1]。

繩波是一種簡(jiǎn)單的橫波，在日常生活中，我們拿起一根繩子的一端進(jìn)行一次抖動(dòng)，就可以看見(jiàn)一個(gè)波形在繩子上傳播，如果連續(xù)不斷地進(jìn)行周期性上下抖動(dòng)，就形成了繩波[1]。

把繩分成許多小部分，每一小部分都看成一個(gè)質(zhì)點(diǎn)，相鄰兩個(gè)質(zhì)點(diǎn)間，有彈力的相互作用。第一個(gè)質(zhì)點(diǎn)在外力作用下振動(dòng)后，就會(huì)帶動(dòng)第二個(gè)質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)，只是質(zhì)點(diǎn)二的振動(dòng)比前者落后。這樣，前一個(gè)質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)帶動(dòng)后一個(gè)質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)，依次帶動(dòng)下去，振動(dòng)也就發(fā)生區(qū)域向遠(yuǎn)處的傳播，從而形成了繩波。如果在繩子上任取一點(diǎn)系上紅布條，我們還可以發(fā)現(xiàn)，紅布條只是在上下振動(dòng)，并沒(méi)有隨波前進(jìn)[1]。

由此，我們可以發(fā)現(xiàn)，介質(zhì)中的每個(gè)質(zhì)點(diǎn)，在波傳播時(shí)，都只做簡(jiǎn)諧振動(dòng)(可以是上下，也可以是左右)，機(jī)械波可以看成是一種運(yùn)動(dòng)形式的傳播，質(zhì)點(diǎn)本身不會(huì)沿著波的傳播方向移動(dòng)。

對(duì)質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)方向的判定有很多方法，比如對(duì)比前一個(gè)質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng);還可以用上坡下，下坡上進(jìn)行判定，即沿著波的傳播方向，向上遠(yuǎn)離平衡位置的質(zhì)點(diǎn)向下運(yùn)動(dòng)，向下遠(yuǎn)離平衡位置的質(zhì)點(diǎn)向上運(yùn)動(dòng)。

機(jī)械波傳播的本質(zhì)

在機(jī)械波傳播的過(guò)程中，介質(zhì)里本來(lái)相對(duì)靜止的質(zhì)點(diǎn)，隨著機(jī)械波的傳播而發(fā)生振動(dòng)，這表明這些質(zhì)點(diǎn)獲得了能量，這個(gè)能量是從波源通過(guò)前面的質(zhì)點(diǎn)依次傳來(lái)的。所以，機(jī)械波傳播的實(shí)質(zhì)是能量的傳播，這種能量可以很小，也可以很大，海洋的潮汐能甚至可以用來(lái)發(fā)電，這是維持機(jī)械波(水波)傳播的能量轉(zhuǎn)化成了電能。

機(jī)械波

機(jī)械振動(dòng)在介質(zhì)中的傳播稱為機(jī)械波。機(jī)械波與電磁波既有相似之處又有不同之處，機(jī)械波由機(jī)械振動(dòng)產(chǎn)生，電磁波由電磁振蕩產(chǎn)生;機(jī)械波的傳播需要特定的介質(zhì)，在不同介質(zhì)中的傳播速度也不同，在真空中根本不能傳播，而電磁波，例如光波，可以在真空中傳播;機(jī)械波可以是橫波和縱波，但電磁波只能是橫波;機(jī)械波與電磁波的許多物理性質(zhì)，如：折射、反射等是一致的，描述它們的物理量也是相同的。常見(jiàn)的機(jī)械波有：水波、聲波、地震波。

練習(xí)題：

1824年，法國(guó)科學(xué)家阿拉果完成了著名的圓盤實(shí)驗(yàn)()

A.圓盤上產(chǎn)生了感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)

B.圓盤內(nèi)的渦電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)導(dǎo)致磁針轉(zhuǎn)動(dòng)

C.在圓盤轉(zhuǎn)動(dòng)的過(guò)程中，磁針的磁場(chǎng)穿過(guò)整個(gè)圓盤的磁通量發(fā)生了變化

D.圓盤中的自由電子隨圓盤一起運(yùn)動(dòng)形成電流，此電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)導(dǎo)致磁針轉(zhuǎn)動(dòng)

相關(guān)知識(shí)

機(jī)械波

高三物理教案：《機(jī)械振動(dòng)與機(jī)械波》教學(xué)設(shè)計(jì)

古人云，工欲善其事，必先利其器。準(zhǔn)備好一份優(yōu)秀的教案往往是必不可少的。教案可以讓學(xué)生能夠在課堂積極的參與互動(dòng)，使教師有一個(gè)簡(jiǎn)單易懂的教學(xué)思路。你知道如何去寫好一份優(yōu)秀的教案呢？下面的內(nèi)容是小編為大家整理的高三物理教案：《機(jī)械振動(dòng)與機(jī)械波》教學(xué)設(shè)計(jì)，希望對(duì)您的工作和生活有所幫助。

本文題目：高三物理教案：機(jī)械振動(dòng)與機(jī)械波

1、判斷簡(jiǎn)諧振動(dòng)的方法

簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)：物體在跟偏離平衡位置的位移大小成正比，并且總指向平衡位置的回復(fù)力的作用下的振動(dòng)。特征是：F=-kx,a=-kx/m.

要判定一個(gè)物體的運(yùn)動(dòng)是簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)，首先要判定這個(gè)物體的運(yùn)動(dòng)是機(jī)械振動(dòng)，即看這個(gè)物體是不是做的往復(fù)運(yùn)動(dòng);看這個(gè)物體在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中有沒(méi)有平衡位置;看當(dāng)物體離開平衡位置時(shí)，會(huì)不會(huì)受到指向平衡位置的回復(fù)力作用，物體在運(yùn)動(dòng)中受到的阻力是不是足夠小。 然后再找出平衡位置并以平衡位置為原點(diǎn)建立坐標(biāo)系，再讓物體沿著x軸的正方向偏離平衡位置，求出物體所受回復(fù)力的大小，若回復(fù)力為F=-kx,則該物體的運(yùn)動(dòng)是簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)。

2、簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)中各物理量的變化特點(diǎn)

簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)涉及到的物理量較多，但都與簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)物體相對(duì)平衡位置的位移x存在直接或間接關(guān)系：

如果弄清了上述關(guān)系，就很容易判斷各物理量的變化情況

3、簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的對(duì)稱性

簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的對(duì)稱性是指振子經(jīng)過(guò)關(guān)于平衡位置對(duì)稱的兩位置時(shí)，振子的位移、回復(fù)力、加速度、動(dòng)能、勢(shì)能、速度、動(dòng)量等均是等大的(位移、回復(fù)力、加速度的方向相反，速度動(dòng)量的方向不確定)。運(yùn)動(dòng)時(shí)間也具有對(duì)稱性，即在平衡位置對(duì)稱兩段位移間運(yùn)動(dòng)的時(shí)間相等。

理解好對(duì)稱性這一點(diǎn)對(duì)解決有關(guān)問(wèn)題很有幫助。

4、簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的周期性

5、簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)圖象

簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)圖象能夠反映簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，因此將簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)圖象跟具體運(yùn)動(dòng)過(guò)程聯(lián)系起來(lái)是討論簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的一種好方法。

6、受迫振動(dòng)與共振

(1)、受迫振動(dòng)：物體在周期性驅(qū)動(dòng)力作用下的振動(dòng)，其振動(dòng)頻率和固有頻率無(wú)關(guān)，等于驅(qū)動(dòng)力的頻率;受迫振動(dòng)是等幅振動(dòng)，振動(dòng)物體因克服摩擦或其它阻力做功而消耗振動(dòng)能量剛好由周期性的驅(qū)動(dòng)力做功給予補(bǔ)充，維持其做等幅振動(dòng)。

(2)、共振：○1共振現(xiàn)象：在受迫振動(dòng)中，驅(qū)動(dòng)力的頻率和物體的固有頻率相等時(shí)，振幅最大，這種現(xiàn)象稱為共振?！?產(chǎn)生共振的條件：驅(qū)動(dòng)力頻率等于物體固有頻率。○3共振的應(yīng)用：轉(zhuǎn)速計(jì)、共振篩。

(3)理解共振曲線的意義

單擺

考點(diǎn)分析：

一、 周期公式的理解

1、周期與質(zhì)量、振幅無(wú)關(guān)

2、等效擺長(zhǎng)

3、等效重力加速度

二、 擺鐘快慢問(wèn)題

三、 利用周期公式求重力加速度，進(jìn)而求高度

四、 單擺與其他力學(xué)知識(shí)的綜合

機(jī)械波

二、考點(diǎn)分析:

①.波的波速、波長(zhǎng)、頻率、周期和介質(zhì)的關(guān)系：

②.判定波的傳播方向與質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向

方法一：同側(cè)原理波的傳播方向與質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向均位于波形的同側(cè)。

方法二：逆描波形法用筆沿波形逆著波的傳播方向描，筆勢(shì)向上該處質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)方向即向

③、已知波的圖象，求某質(zhì)點(diǎn)的坐標(biāo),波速,振動(dòng)圖象等

④已知波速V和波形，作出再經(jīng)Δt時(shí)間后的波形圖

方法一、平移法：先算出經(jīng)Δt時(shí)間波傳播的距離Δx=VΔt，再把波形沿波的傳播方向平移Δx即可。因?yàn)椴▌?dòng)圖象的重復(fù)性，若已知波長(zhǎng)λ，則波形平移n個(gè)λ時(shí)波形不變，當(dāng)Δx=nλ+x時(shí)，可采取去nλ留零x的方法，只需平移x即可。

方法二、特殊點(diǎn)法：在波形上找兩特殊點(diǎn)，如過(guò)平衡位置的點(diǎn)和與它相鄰的峰(谷)點(diǎn)，先確定這兩點(diǎn)的振動(dòng)方向，再看Δt=nT+t,由于經(jīng)nT波形不變，所以也采取去整nT留零t的方法，分別作出兩特殊點(diǎn)經(jīng)t后的位置，然后按正弦規(guī)律畫出新波形。

⑤已知某質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)圖象和某時(shí)刻的波動(dòng)圖象進(jìn)行分析計(jì)算

⑥已知某兩質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)圖象進(jìn)行分析計(jì)算

⑦已知某兩時(shí)刻的波動(dòng)圖象進(jìn)行分析計(jì)算。

高三物理教案：《機(jī)械振動(dòng)和機(jī)械波》教學(xué)設(shè)計(jì)

俗話說(shuō)，凡事預(yù)則立，不預(yù)則廢。作為教師就要根據(jù)教學(xué)內(nèi)容制定合適的教案。教案可以讓學(xué)生們充分體會(huì)到學(xué)習(xí)的快樂(lè)，使教師有一個(gè)簡(jiǎn)單易懂的教學(xué)思路。您知道教案應(yīng)該要怎么下筆嗎？下面是小編為大家整理的“高三物理教案：《機(jī)械振動(dòng)和機(jī)械波》教學(xué)設(shè)計(jì)”，僅供參考，歡迎大家閱讀。

課前練習(xí)

1．關(guān)于振幅的下列敘述中，正確的是

A．振幅是振動(dòng)物體離開平衡位置的最大距離

B．振幅是表示振動(dòng)強(qiáng)弱的物理量，振幅越大，振動(dòng)的能量越大

C．做簡(jiǎn)諧振動(dòng)的質(zhì)點(diǎn)在一個(gè)周期內(nèi)通過(guò)的路程等于4倍振幅

D．振幅越大，完成一次全振動(dòng)的時(shí)間越長(zhǎng)

2．質(zhì)點(diǎn)做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)，從質(zhì)點(diǎn)經(jīng)過(guò)某一位置時(shí)開始計(jì)時(shí)，下列說(shuō)法正確的是

A．當(dāng)質(zhì)點(diǎn)再次經(jīng)過(guò)此位置時(shí)，經(jīng)過(guò)的時(shí)間為一個(gè)周期

B．當(dāng)質(zhì)點(diǎn)的速度再次與零時(shí)刻的速度相同時(shí)，經(jīng)過(guò)的時(shí)間為一個(gè)周期

C．當(dāng)質(zhì)點(diǎn)加速度再次與零時(shí)刻的加速度相同時(shí)，經(jīng)過(guò)的時(shí)間為一個(gè)周期

D．當(dāng)質(zhì)點(diǎn)經(jīng)過(guò)的路程為振幅的4倍時(shí)，經(jīng)過(guò)的時(shí)間為一個(gè)周期

3．下列說(shuō)法中正確的是

A．實(shí)際的自由振動(dòng)必然是阻尼振動(dòng)

B．在外力作用下的振動(dòng)是受迫振動(dòng)

C．阻尼振動(dòng)的振幅越來(lái)越小

D．受迫振動(dòng)穩(wěn)定后的頻率與自身物理?xiàng)l件無(wú)關(guān)

知識(shí)要點(diǎn)

1．機(jī)械振動(dòng)：指物體(或物體的一部分),在某一位置(平衡位置)兩側(cè)所作的往復(fù)運(yùn)動(dòng)。

2．回復(fù)力：使物體回到平衡位置的合力?；貜?fù)力與向心力一樣,都是根據(jù)其作用的效果命名的。

3．全振動(dòng)：振動(dòng)物體完全恢復(fù)原來(lái)的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)所需要的最短過(guò)程叫一次全振動(dòng)，也是物體連續(xù)通過(guò)四倍振幅的振動(dòng)，物體完成一次全振動(dòng)位移、速度恢復(fù)到原值。

4．振動(dòng)的位移：指由平衡位置指向振子所在處的有向線段。

5．振幅A：物體離開平衡位置的最大距離，等于位移的最大值。振幅是表示物體振動(dòng)的強(qiáng)弱（或振動(dòng)的能量的大?。┑奈锢砹俊?/p>

6．周期T：振動(dòng)物體完成一次全振動(dòng)所需要的時(shí)間；頻率是周期的倒數(shù)。周期和頻率都是表示振動(dòng)快慢的物理量。

7．受迫振動(dòng)：物體在周期性的驅(qū)動(dòng)力的作用下的振動(dòng)。受迫振動(dòng)的頻率跟物體的固有頻率無(wú)關(guān)，等于驅(qū)動(dòng)力的頻率。在受迫振動(dòng)中，驅(qū)動(dòng)力的頻率等于物體的固有頻率時(shí)，受迫振動(dòng)的振幅最大，這種現(xiàn)象叫做共振。

8．振幅越來(lái)越小的振動(dòng)叫做阻尼振動(dòng)。振幅保持不變的振動(dòng)即等幅振動(dòng)，叫做無(wú)阻尼振動(dòng)。

問(wèn)題導(dǎo)引

通過(guò)本節(jié)的復(fù)習(xí)，你要牢固掌握有關(guān)振動(dòng)的概念，為后面復(fù)習(xí)簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的規(guī)律作好準(zhǔn)備。

例１關(guān)于單擺，下列說(shuō)法中正確的是

A．?dāng)[球運(yùn)動(dòng)的回復(fù)力是擺線張力和重力的合力

B．?dāng)[球在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中經(jīng)過(guò)軌跡上的同一點(diǎn)，加速度是不變的

C．?dāng)[球在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中加速度的方向始終指向平衡位置

D．?dāng)[球經(jīng)過(guò)平衡位置時(shí)，加速度為零

解析 擺球受力情況如圖7-1-1所示，擺球所受重力的法向分量與擺線張力的合力提供了擺球沿圓弧運(yùn)動(dòng)的向心力，重力的切向分量即擺球作簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的回復(fù)力，所以（Ａ）答案不正確。在最大位移處，擺球速度為零，由向心力公式可知向心力為零，回復(fù)力即為擺球所受的合力，在平衡位置，回復(fù)力為零，但由向心力公式，速度不為零則向心力不為零，有向心加速度，所以（Ｄ）答案錯(cuò)誤。在其它位置上，合力為重力與擺線張力的合力，亦即回復(fù)力與向心力的合力，所以加速度并不指向平衡位置，故（Ｃ）答案也不正確。所以正確答案為B．。

例２ 如圖7-1-2，小球靜止于Ｏ點(diǎn)，將小球拉到Ｂ點(diǎn)由靜止釋放，OB間距離為s經(jīng)時(shí)間ｔ小球第二次經(jīng)過(guò)Ｏ點(diǎn)，則以下說(shuō)法正確的是

A．小球振動(dòng)的振幅為s

B．小球在ｔ時(shí)間內(nèi)運(yùn)動(dòng)的路程為3s

C．小球振動(dòng)的周期為3t

D．取向右為正方向，t時(shí)刻小球振動(dòng)的位移為-s

解析 由振幅和路程的定義可知A．B．正確。周期為完成一次全振動(dòng)的時(shí)間，應(yīng)為4t/3，故C．答案錯(cuò)誤。振動(dòng)的位移是由平衡位置指向振子所在處的有向線段，t時(shí)刻振子位于平衡位置，故位移為零所以D．答案也不正確。

例3 有甲乙兩個(gè)彈簧振子，甲的固有頻率為f，乙的固有頻率為4f，如果它們都在頻率為3f的策動(dòng)力作用下做受迫振動(dòng)，則

A．甲的振幅較大，振動(dòng)頻率為4f B．乙的振幅較大，振動(dòng)頻率為3f

C．甲的振幅較大，振動(dòng)頻率為3f D．乙的振幅較大，振動(dòng)頻率為4f

解析 受迫振動(dòng)的頻率跟物體的固有頻率無(wú)關(guān)，等于驅(qū)動(dòng)力的頻率，所以甲乙兩個(gè)彈簧振子的振動(dòng)頻率均為3f。受迫振動(dòng)的振幅與固有頻率和驅(qū)動(dòng)力的頻率的關(guān)系有關(guān)，驅(qū)動(dòng)力的頻率與固有頻率越接近，受迫振動(dòng)的振幅越大。驅(qū)動(dòng)力頻率與乙的固有頻率較接近，所以乙的振幅較大。故答案為B。

探究學(xué)習(xí)

1．有一彈簧振子經(jīng)過(guò)a、b兩點(diǎn)時(shí)動(dòng)量相同，從a到b經(jīng)歷0.2秒，從b再回到a的最短時(shí)間為0.3秒，則這振子的周期為

A．1s B．0.8s C．0.6s D．0.4s

2．把一彈簧振子的彈簧拉長(zhǎng)一些，然后由靜止釋放，經(jīng)0.5s振子經(jīng)過(guò)平衡位置，此彈簧振子的周期可能是

A．1s B．2s C．0.6s D．0.4s

3．一向右運(yùn)動(dòng)的車廂頂上懸掛兩單擺M與N，他們只能在圖7-1-3示平面內(nèi)擺動(dòng)，某一瞬時(shí)出現(xiàn)圖示情景，由此可知車廂的運(yùn)動(dòng)及兩單擺相對(duì)車廂運(yùn)動(dòng)的可能情況是

A．車廂作勻速直線運(yùn)動(dòng)，M在擺動(dòng)，N靜止

B．車廂作勻速直線運(yùn)動(dòng)，M在擺動(dòng)，N也在擺動(dòng)

C．車廂作勻速直線運(yùn)動(dòng)，M靜止，N在擺動(dòng)

D．車廂作勻加速直線運(yùn)動(dòng)，M靜止，N也靜止

4．把一個(gè)篩子用四根彈簧支起來(lái)，篩子上裝一個(gè)電動(dòng)偏心擺，它每轉(zhuǎn)一周，給篩子一個(gè)驅(qū)動(dòng)力，這就做成一個(gè)共振篩，篩子做自由振動(dòng)時(shí)，完成10次全振動(dòng)用15s。在某電壓下，電動(dòng)偏心輪轉(zhuǎn)速為36r/min（轉(zhuǎn)/分）。已知增大電壓，可以使偏心輪轉(zhuǎn)速提高，增加篩子質(zhì)量，可以增大篩子的固有周期。那么，要使篩子的振幅增大，應(yīng)適當(dāng)

A．提高輸入電壓 B．降低輸入電壓

C．增加篩子質(zhì)量 D．減少篩子質(zhì)量

5．如圖7-1-4所示表示兩個(gè)單擺，m、M懸掛在一根鋼絲上，開始它們都靜止，今使m偏離平衡位置一個(gè)小角度，釋放后做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的方向在垂直于紙面的豎直平面內(nèi)。對(duì)此后M的運(yùn)動(dòng)情況，下述說(shuō)法中正確的是

A．M仍靜止

B．M能發(fā)生共振

C．M將做受迫振動(dòng)，周期為

D．M將做受迫振動(dòng)，周期為

6．如圖7-1-5所示，在張緊的繩上掛了a、b、c、d四個(gè)單擺，四個(gè)單擺的擺長(zhǎng)關(guān)系為lc>lb=ld>la，先讓d擺擺動(dòng)起來(lái)（擺角不超過(guò)5°），則下列說(shuō)法正確的是

A．b擺發(fā)生振動(dòng)，其余擺均不動(dòng)

B．所有擺均以相同頻率振動(dòng)

C．所有擺均以相同擺角振動(dòng)

D．以上說(shuō)法均不正確

答案

課前練習(xí) 1．ABC 2．D 3．ACD

探究學(xué)習(xí) 1．C 2．BD 3．AB 4．AC 5．D 6．B

專題二 簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)及振動(dòng)圖象

課前練習(xí)

1．做簡(jiǎn)諧振動(dòng)的物體，當(dāng)物體的位移為負(fù)值時(shí)，下面說(shuō)法中正確的是

A．速度一定為正值，加速度一定為負(fù)值

B．速度一定為負(fù)值，加速度一定為正值

C．速度不一定為正值，加速度一定為負(fù)值

D．速度不一定為負(fù)值，加速度一定為正值

2．如圖7-2-1所示的是一個(gè)彈簧振子的振動(dòng)圖象，振幅為_____________，頻率為_____________，周期為_____________，在_____________時(shí)速度第一次達(dá)到正的最大值，在_____________時(shí)加速度第一次達(dá)到正的最大值．

3．圖7-2-2為在地球上同一地點(diǎn)的兩個(gè)單擺的振動(dòng)圖象，則它們的振幅之比為A1∶A2=__________，周期之比T1∶T2=_____________，兩單擺的擺長(zhǎng)之比L1∶L2=_____________．

4.一單擺的擺長(zhǎng)為40㎝，擺球在t=0時(shí)刻正從平衡位置向右運(yùn)動(dòng)，若g取10m/s2，則在1s時(shí)擺球的運(yùn)動(dòng)情況是

A．正向左做減速運(yùn)動(dòng)，加速度正在增大

B．正向左做加速運(yùn)動(dòng)，加速度正在減小

C．正向右做減速運(yùn)動(dòng)，加速度正在增大

D．正向右做加速運(yùn)動(dòng)，加速度正在減小

5.一只鐘從甲地拿到乙地，它的鐘擺擺動(dòng)加快了，則下列對(duì)此現(xiàn)象的分析及調(diào)準(zhǔn)方法的敘述中正確的是

A．g甲>g乙，將擺長(zhǎng)適當(dāng)增長(zhǎng) B．g甲>g乙，將擺長(zhǎng)適當(dāng)縮短

C．g甲6.質(zhì)點(diǎn)以O(shè)為平衡位置做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)，它離開平衡位置向最大位移處運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中，經(jīng)0.15s第一次通過(guò)A點(diǎn)，再經(jīng)0.1s第二次通過(guò)A點(diǎn)，再經(jīng) s第三次通過(guò)A點(diǎn)，此質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)的周期等于 s，頻率等于 Hz。

知識(shí)要點(diǎn)

1．簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的定義：物體在跟位移大小成正比，并且總是指向平衡位置的力的作用下的振動(dòng)。即回復(fù)力與位移關(guān)系為：。

2．單擺：

（1）單擺作簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的條件：擺角小于。

（2）周期公式：

3．簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)圖像：

（1）意義：表示振動(dòng)物體的位移隨時(shí)間變化的規(guī)律。

注意：振動(dòng)圖象不是質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)軌跡。

（2）特點(diǎn)：圖線為正弦（或余弦）曲線。只有簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的圖像才是正弦（或余弦）曲線。

（3）應(yīng)用：

1）可以直觀地讀取振幅A、周期T以及各時(shí)刻的位移x。

2）判定回復(fù)力、加速度方向。

3）判定某段時(shí)間內(nèi)位移、回復(fù)力、加速度、速度、動(dòng)能、勢(shì)能的變化情況。

問(wèn)題導(dǎo)引

做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的物體的回復(fù)力、位移、速度隨時(shí)間如何變化？彈簧振子和單擺的周期分別與什么有關(guān)？簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的圖像能提供什么運(yùn)動(dòng)信息？通過(guò)本節(jié)的復(fù)習(xí),你應(yīng)熟練掌握掌握這些問(wèn)題，還要注意本節(jié)內(nèi)容與其它章節(jié)的內(nèi)容的結(jié)合。

例1 圖7-2-3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在兩擺線所在平面向左拉開一小角度釋放，碰撞后兩擺球分開各自做簡(jiǎn)諧振動(dòng)，以mA，mB分別表示擺球A、B的質(zhì)量，則

A．如果mA>mB，下一次碰撞將發(fā)生平衡位置右側(cè)

B．如果mAC．無(wú)論兩擺球質(zhì)量之比是多少，下一次碰撞都不可能在平衡位置右側(cè)

D．無(wú)論兩擺球質(zhì)量之比是多少，下一次碰撞都不可能在平衡位置左側(cè)

解析 單擺在擺角小于的情況下的振動(dòng)可以看作簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)。由周期公式，兩個(gè)單擺的擺長(zhǎng)相同，兩球相碰后各自做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的周期相同，必然同時(shí)回到平衡位置，所以下次碰撞一定發(fā)生在平衡位置，故答案為CD。

例2 如圖7-2-4所示為同一實(shí)驗(yàn)中的兩個(gè)單擺做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的振動(dòng)圖象，從圖中可以判斷

A．二擺長(zhǎng)一定相等

B．在平衡位置時(shí)擺球甲的速度一定比乙大

C．?dāng)[球甲的最大動(dòng)能一定比乙的最大動(dòng)能大

D．在平衡位置時(shí)，兩擺線所受的拉力一定相等

（E）甲擺擺球的運(yùn)動(dòng)軌跡為正弦曲線，乙擺擺球的運(yùn)動(dòng)軌跡為余弦曲線

解析 由公式

，T甲=T乙

知A正確。因在平衡位置時(shí)，甲圖線斜率大，故速度大，知B正確。因不知甲乙兩球質(zhì)量，因此不能確定最大動(dòng)能誰(shuí)大。在平衡位置時(shí)有

，

因不知小球的質(zhì)量m，所以無(wú)法確定兩擺線所受拉力關(guān)系。單擺的運(yùn)動(dòng)圖像不是軌跡。

例3如圖7-2-5所示，質(zhì)量為m1的物塊上端用細(xì)線懸掛，下端連接一勁度系數(shù)為k的彈簧，彈簧下端連接一質(zhì)量為m2物塊，系統(tǒng)保持靜止，現(xiàn)用力向下拉m2一段位移，然后由靜止釋放，使m2在豎直方向作簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)，在振動(dòng)過(guò)程中為使m1始終保持靜止，則向下拉m2的位移不能超過(guò)______________，在m2振動(dòng)過(guò)程中細(xì)線受到的最大拉力為_____________。振動(dòng)中系統(tǒng)的機(jī)械能 （填“守恒”或“不守恒”）。

解析：設(shè)把m2再向下拉x時(shí)，再釋放時(shí)有

探究學(xué)習(xí)

1.如圖7-2-6,一彈簧振子在A、B間做簡(jiǎn)諧振動(dòng)，O為平衡位置，以某一時(shí)間作計(jì)時(shí)起點(diǎn)（t=0）經(jīng)周期，振子具有正方向的最大加速度，圖7-2-7中幾個(gè)振動(dòng)圖線，哪一個(gè)正確反映了振子的振動(dòng)情況，（以向右為正方向）

2.做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的彈簧振子，其質(zhì)量為m，最大速率為v，則下列說(shuō)法中正確的是

A．從某時(shí)刻算起，在半個(gè)周期的時(shí)間內(nèi)，彈力做的功一定為零

B．從某時(shí)刻算起，在半個(gè)周期的時(shí)間內(nèi)，彈力做的功可能是零到之間的某一個(gè)值

C．從某時(shí)刻算起，在半個(gè)周期的時(shí)間內(nèi)，彈力的沖量一定為零

D．從某時(shí)刻算起，在半個(gè)周期的時(shí)間內(nèi)，彈力的沖量可能是零到2mv之間的某一個(gè)值

3.如圖7-2-8在豎直立在水平面的輕彈簧上面固定一塊質(zhì)量不計(jì)的薄板，將薄板上放一重物，并用手將重物往下壓，然后突然將手撤去，重物即被彈射出去，則在彈射過(guò)程中，（即重物與彈簧脫離之前），重物的運(yùn)動(dòng)情況是

A．一直加速 B．先減速、后加速

C．先加速、后減速 D．勻加速

4.如圖7-2-9所示，一輕彈簧的左端固定在豎直墻上，右端與質(zhì)量為M的滑塊相連，組成彈簧振子，在光滑的水平面上做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)。當(dāng)滑塊運(yùn)動(dòng)到右側(cè)最大位移處時(shí)，在滑塊上輕輕放上一木塊組成新振子，繼續(xù)做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)，新振子的運(yùn)動(dòng)過(guò)程與原振子的運(yùn)動(dòng)過(guò)程相比

A．新振子的最大速度比原振子的最大速度小

B．新振子的最大動(dòng)能比原振子的最大動(dòng)能小

C．新振子的振動(dòng)周期比原振子的振動(dòng)周期大

D．新振子的振幅比原振子的振幅小

5.在一個(gè)秒擺A的旁邊，掛一個(gè)擺長(zhǎng)為秒擺擺長(zhǎng)1/4的B擺，如圖7-2-10所示，兩擺球是完全相同的彈性小球，互相接觸，且位于同一水平線上。今把B球拉開一個(gè)不大的角度后自由釋放。則它在4s內(nèi)與A球發(fā)生碰撞的次數(shù)是

A．2次 B．3次

C．4次 D．5次

6.使懸線下端的單擺小球P偏離平衡位置（偏角θ

A．P球 B．Q球 C．質(zhì)量大的球 D．質(zhì)量小的球

7.卡車在水平道路上行駛，貨物隨車廂底板上下振動(dòng)而不脫離底板，設(shè)貨物豎直方向上的振動(dòng)是簡(jiǎn)諧振動(dòng)，以向上位移為正，其振動(dòng)圖線如圖7-2-11所示。在圖線上取a、b、c三點(diǎn)，那么貨物對(duì)車廂底板的壓力大小，大于貨物所受重力的是

A．a(chǎn)點(diǎn) B．b點(diǎn)

C．c點(diǎn) D．可能是a點(diǎn)也可能是c點(diǎn)

8.甲乙二位同學(xué)分別使用圖7-2-12中左圖所示的同一套裝置觀察單擺作簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)時(shí)的振動(dòng)圖象，已知二人實(shí)驗(yàn)時(shí)所用的單擺的擺長(zhǎng)相同，落在木板上的細(xì)砂分別形成的曲線如圖中右圖所示，下面關(guān)于兩圖線不同的原因的說(shuō)法中正確的是

A．甲圖表示砂擺擺動(dòng)的幅度較大，乙圖擺動(dòng)的幅度較小

B．甲圖表示砂擺擺動(dòng)的周期較大，乙圖擺動(dòng)的周期較小

C．甲圖表示砂擺按正弦規(guī)律變化，是簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)，乙圖不是簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)

D．二人拉木板的速度不同，甲圖中木板速度較大。

9.如圖7-2-13所示，在豎直光滑管中有一根勁度系數(shù)為k=800N/m，長(zhǎng)30cm的輕彈簧，把質(zhì)量為4kg的物塊P與彈簧接觸并立即放手，則物塊P將在套管中做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)，g=10m/s2，物塊振動(dòng)的最大加速度為_________（大?。?，振動(dòng)系統(tǒng)的最大彈性勢(shì)能是____________。（選平衡位置為重力勢(shì)能零點(diǎn)）

10.一單擺在地面上的周期為2s，若將它升高到離地面的高度等于地球的半徑處，單擺的振動(dòng)周期是______s。

11.甲、乙兩單擺，在相同時(shí)間內(nèi)甲擺振動(dòng)5次乙擺振動(dòng)4次，這兩擺擺長(zhǎng)之比L甲∶L乙＝__________；如果將甲乙兩擺都移到月球上，月球上的重力加速度為地球上的0.16倍，則甲擺振動(dòng)5次時(shí)乙擺能振動(dòng)_______次。

12.如圖7-2-14勁度系數(shù)為k的輕質(zhì)彈簧一端固定在墻壁上，另一端系在質(zhì)量為M的物體A上，在物體A疊放著一質(zhì)量為m的物體B，在光滑水平面上做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)，振幅為A，且在整個(gè)過(guò)程中物體B、A之間沒(méi)有相對(duì)滑動(dòng)（A、B間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ）．求

（1）當(dāng)系統(tǒng)到達(dá)右方最大位移處時(shí)，物體B所受摩擦力的大小及方向．

（2）當(dāng)彈簧的最大伸長(zhǎng)量（或壓縮量）達(dá)到多大時(shí)，物體B與A脫離?

（3）定性說(shuō)明脫離后物體A的周期將怎樣變化？

13.質(zhì)量為m的鋼板與直立輕彈簧的上端連接，彈簧下端固定在地上。平衡時(shí)，彈簧的壓縮量為x0，如圖7-2-15所示，一物塊從鋼板正上方距離為3x0的A處自由落下，打在鋼板上并立刻與鋼板一起向下運(yùn)動(dòng)，但不粘連。它們到達(dá)最低點(diǎn)后又向上運(yùn)動(dòng)。已知物塊質(zhì)量也為m時(shí)，它們恰能回到O點(diǎn)。若物塊質(zhì)量為2m，仍從A處自由落下，則物塊與鋼板回到O點(diǎn)時(shí)，還具有向上的速度，求物塊向上運(yùn)動(dòng)到達(dá)的最高點(diǎn)與O點(diǎn)的距離。（1996年全國(guó)高考題）

答案

課前練習(xí)

1. D 2. 2cm；2.5Hz；0.4s；0.3s；0.2s 3．2:1，2:3，4:9 4.D 5．C 6． 0.7；0.8；1.25

探究學(xué)習(xí)

1.D 2.AD 3.C 4．AC 5．D 6．B 7．C 8.AD 9．10m/s2；4J 10．4 11．16:25 ，4 12．（1）水平向左，f=mkA/（M+m）（2）x=u（M+m）g/k（3）變小 13．。

20xx高三物理考點(diǎn)解析：機(jī)械波

20xx高三物理考點(diǎn)解析：機(jī)械波

考點(diǎn)47機(jī)械波
考點(diǎn)名片
考點(diǎn)細(xì)研究：(1)機(jī)械波、橫波和縱波；(2)橫波的圖象；(3)波速、波長(zhǎng)和頻率(周期)的關(guān)系；(4)波的干涉和衍射現(xiàn)象、多普勒效應(yīng)等。其中考查到的如：20xx年全國(guó)卷第34題、20xx年全國(guó)卷第34題、20xx年四川高考第6題、20xx年天津高考第7題、20xx年北京高考第15題、20xx年海南高考第16題、20xx年四川高考第2題、20xx年天津高考第3題、20xx年福建高考第16題、20xx年全國(guó)卷第34題(2)、20xx年全國(guó)卷第34題(2)、20xx年大綱卷第18題、20xx年山東高考第38題(1)、20xx年浙江高考第14題、20xx年天津高考第5題、20xx年全國(guó)卷第34題、20xx年福建高考第17題、20xx年安徽高考第16題、20xx年北京高考第17題、20xx年四川高考第5題等。
備考正能量：波的傳播、波的圖象是高考考查的重點(diǎn)和熱點(diǎn)，考查頻率高。預(yù)計(jì)今后試題可能為選擇題，一道題可能考查多個(gè)概念和規(guī)律，具有一定的綜合性，難度中等。

一、基礎(chǔ)與經(jīng)典
1．介質(zhì)中有一列簡(jiǎn)諧機(jī)械波傳播，對(duì)于其中某個(gè)振動(dòng)質(zhì)點(diǎn)()
A．它的振動(dòng)速度等于波的傳播速度
B．它的振動(dòng)方向一定垂直于波的傳播方向
C．它在一個(gè)周期內(nèi)走過(guò)的路程等于一個(gè)波長(zhǎng)
D．它的振動(dòng)頻率等于波源的振動(dòng)頻率
答案D
解析由機(jī)械振動(dòng)和機(jī)械波的關(guān)系可知，質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)速度是質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的速度，而波的傳播速度是指“振動(dòng)”這種形式的傳播速度，故A錯(cuò)誤。波可分為橫波和縱波，在縱波中，質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向與波的傳播方向在一條直線上，故B錯(cuò)誤。在一個(gè)周期內(nèi)波傳播的距離等于波長(zhǎng)，而質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的路程等于振幅的4倍，故C錯(cuò)誤。介質(zhì)中所有質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)都是由波源的振動(dòng)引起的，它們的振動(dòng)頻率與波源的振動(dòng)頻率都相同，故D正確。
2.在均勻介質(zhì)中，一列沿x軸正向傳播的橫波，其波源O在第一個(gè)周期內(nèi)的振動(dòng)圖象如圖所示，則該波在第一個(gè)周期末的波形圖是()

答案D
解析由振動(dòng)圖象可知，在t＝T時(shí)，波源O的振動(dòng)方向向下，再結(jié)合波形可知形成的波動(dòng)圖象為D圖。故選項(xiàng)D正確。
3．一列簡(jiǎn)諧橫波沿x軸傳播，t＝0時(shí)刻的波形如圖甲所示，A、P和Q是介質(zhì)中的三個(gè)質(zhì)點(diǎn)，A的振動(dòng)圖象如圖乙所示，下列判斷正確的是()

A．該波的傳播速度是2.5m/s
B．該波沿x軸正方向傳播
C．從t＝0到t＝0.4s，P通過(guò)的路程為4m
D．從t＝0的時(shí)刻開始，P將比Q先回到平衡位置
答案C
解析波速v＝＝m/s＝25m/s，A錯(cuò)誤。由圖乙可知t＝0時(shí)刻A點(diǎn)向上振動(dòng)，根據(jù)同側(cè)法，波上任一點(diǎn)的振動(dòng)方向與波的傳播方向在波形的同一側(cè)，可推斷波向左傳播，B錯(cuò)誤。0.4s剛好為半個(gè)周期，P點(diǎn)的路程為兩個(gè)振幅，即4m，C正確。由于波向左傳播，Q點(diǎn)比P點(diǎn)先到達(dá)平衡位置，D錯(cuò)誤。
4．(多選)一振動(dòng)周期為T，位于x＝0處的波源從平衡位置開始沿y軸正方向做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)，該波源產(chǎn)生的簡(jiǎn)諧橫波沿x軸正方向傳播，波速為v，關(guān)于在x＝處的質(zhì)點(diǎn)P，下列說(shuō)法正確的是()
A．質(zhì)點(diǎn)P振動(dòng)周期為T，速度的最大值為v
B．若某時(shí)刻質(zhì)點(diǎn)P的速度方向沿y軸負(fù)方向，則該時(shí)刻波源速度方向沿y軸正方向
C．質(zhì)點(diǎn)P開始振動(dòng)的方向沿y軸正方向
D．當(dāng)P開始振動(dòng)后，若某時(shí)刻波源在波峰，則質(zhì)點(diǎn)P一定在波谷
E．若某時(shí)刻波源在波谷，則質(zhì)點(diǎn)P也一定在波谷
答案BCD
解析質(zhì)點(diǎn)P振動(dòng)周期與波源振動(dòng)周期相同，也為T，但其振動(dòng)速度與波速不同，故A錯(cuò)誤；x＝＝λ，P與波源是反相點(diǎn)，若某時(shí)刻質(zhì)點(diǎn)P的速度方向沿y軸負(fù)方向，則該時(shí)刻波源速度方向沿y軸正方向，故B正確；根據(jù)波的特點(diǎn)：簡(jiǎn)諧波傳播過(guò)程中，質(zhì)點(diǎn)的起振方向都與波源的起振方向相同，故質(zhì)點(diǎn)P開始振動(dòng)的方向沿y軸正方向，故C正確；P與波源是反相點(diǎn)，故若某時(shí)刻波源在波峰，則質(zhì)點(diǎn)P一定在波谷，故D正確，E錯(cuò)誤。
5．(多選)如圖所示，a、b、c、d是均勻媒質(zhì)中x軸上的四個(gè)質(zhì)點(diǎn)，相鄰兩點(diǎn)的間距依次為2m、4m和6m。一列簡(jiǎn)諧橫波以2m/s的波速沿x軸正向傳播，在t＝0時(shí)刻到達(dá)質(zhì)點(diǎn)a處，質(zhì)點(diǎn)a由平衡位置開始豎直向下運(yùn)動(dòng)，t＝3s時(shí)a第一次到達(dá)最高點(diǎn)。下列說(shuō)法正確的是()

A．在t＝6s時(shí)刻波恰好傳到質(zhì)點(diǎn)d處
B．在t＝5s時(shí)刻質(zhì)點(diǎn)c恰好到達(dá)最高點(diǎn)
C．質(zhì)點(diǎn)b開始振動(dòng)后，其振動(dòng)周期為4s
D．在4s