機械振動和機械波知識點復(fù)習(xí)及練習(xí)

1、過程機械振動知識要點機械振動和機械波4.可知任意時刻質(zhì)點的振動方向（速度方向）可知某段時間F、a等的變化1.機械振動：物體（質(zhì)點）在平衡位置附近所作的往復(fù)運動叫機械振動，簡稱振動條件：a、物體離開平衡位置后要受到回復(fù)力作用?；貜?fù)力：效果力在振動方向上的合力平衡位置：物體靜止時，受（合）力為零的位置:5.一一 2簡諧運動的表達式：x A sin（ t ） T單擺（理想模型）一一在擺角很小時為簡諧振動b阻力足夠小?；貜?fù)力：重力沿切線方向的分力周期公式：T 2 g（T與A、m、B無關(guān)一一等時性）運動過程中，回復(fù)力為零的位置（非平衡狀態(tài)）描述振動的物理量位移x （m）均以平衡位置為起點指向末位置振幅A

2、 （m）振動物體離開平衡位置的最大距離（描述振動強弱）周期T （s）完成一次全振動所用時間叫做周期（描述振動快慢）全振動一一物體先后兩次運動狀態(tài)（位移和速度）完全相同所經(jīng)歷的頻率f ( Hz)1s鐘內(nèi)完成全振動的次數(shù)叫做頻率（描述振動快慢）2.簡諧運動概念：回復(fù)力與位移大小成正比且方向相反的振動受力特征：F kx運動性質(zhì)為變加速運動? 從力和能量的角度分析x、 F、a、V、Ek、Ep特點：運動過程中存在對稱性平衡位置處：速度最大、動能最大;位移最小、回復(fù)力最小、加速度最小最大位移處：速度最小、動能最小;位移最大、回復(fù)力最大、加速度最大Ek同步變化；x、F、a、Ep同步變化,同一位置只有可能不同

3、3.簡諧運動的圖象（振動圖象）物理意義：反映了 1個振動質(zhì)點在各個時刻的位移隨時間變化的規(guī)律可直接讀出振幅 A，周期T （頻率f）可知任意時刻振動質(zhì)點的位移（或反之）?測定重力加速度g,g=4L等效擺長L=L線+rT26.阻尼振動、受迫振動、共振阻尼振動（減幅振動）振動中受阻力，能量減少，振幅逐漸減小的振動受迫振動：物體在外界周期性驅(qū)動力作用下的振動叫受迫振動。特點：f受f驅(qū)共振：物體在受迫振動中， 當(dāng)驅(qū)動力的頻率跟物體的固有頻率相等的時候,幅最大，這種現(xiàn)象叫共振條件：f驅(qū) f固（共振曲線）【習(xí)題演練一】1 一彈簧振子在一條直線上做簡諧運動，第一次先后經(jīng)過F列說法正確的是（）A.振子在M、N兩

4、點受回復(fù)力相同C.振子在M、N兩點加速度大小相等受迫振動的振M、N兩點時速度v （vm 0）相同，那么,B.振子在M、N兩點對平衡位置的位移相同D.從M點到N點，振子先做勻加速運動，后做勻減速運動2如圖所示，一質(zhì)點在平衡位置 O點兩側(cè)做簡諧運動，在它從平衡位置 O出發(fā)向最大位移 A處運動過程中經(jīng)0.15s第一次通過 M點，再經(jīng)0.1s第2次通過M點。則此后還要經(jīng)多長時間第3次通過M點，該質(zhì)點振動的頻率為3甲、乙兩彈簧振子，振動圖象如圖所示，則可知（A.兩彈簧振子完全相同2（近似認為g= m/s2）如果擺長變長一些,B.兩彈簧振子所受回復(fù)力最大值之比F甲：F乙=2 : 1畫出來的圖象的高峰將向哪

5、個方向移動?C.振子甲速度為零時，振子乙速度最大10 一個彈簧振子，第一次被壓縮x后釋放做自由振動，周期為T1,第二次被壓縮2x后釋放做自由振D.振子的振動頻率之比f甲：f乙=1 : 2動，周期為T2，則兩次振動周期之比T1 : T2 為()C. 2 : 1C. 1 : 411 A、B兩個單擺,A擺的固有頻率為f,B擺的固有頻率為4f,若讓它們在頻率為5f的驅(qū)動力作用下做運動，徑1s再次回到P點，再經(jīng)1s到達O點，若OP =2cm，Ax/cm則：質(zhì)點運動的周期 T=s ；0/1:11 1 .t/s質(zhì)點運動的振幅為 A=cm，t1t2t3-4如圖所示，質(zhì)點沿直線做簡諧運動平衡位置在O點，某時刻質(zhì)

6、點通過 P點向右受迫振動，那么A、B兩個單擺比較A.A擺的振幅較大，振動頻率為fC.A擺的振幅較大，振動頻率為5fB.B擺的振幅較大，振動頻率為5fD.B擺的振幅較大，振動頻率為4f12某同學(xué)在做“利用單擺測重力加速度”的實驗中，先測得擺線長為101.00cm,擺球直徑為2.00cm,然后用秒表記錄了單擺振動50次所用的時間為101.5 5。則:5關(guān)于單擺，下列說法不正確的是（1）他測得的重力加速度 g =m/s2（計算結(jié)果取三位有效數(shù)字）A.單擺的回復(fù)力是重力的分力B.單擺的擺角小于5 ，可看作簡諧振動（2）他測得的g值偏小，可能原因是：（C.單擺的振幅不論多大，其周期均為A.測擺線長時擺線

7、拉得過緊。D.單擺的振動是變加速圓周運動B.擺線上端未牢固地系于懸點，振動中出現(xiàn)松動，使擺線長度增加了。6甲、乙兩個單擺，甲的擺長為乙的4倍,甲擺的振幅是乙擺的 3倍,甲擺球的質(zhì)量是乙的 2倍，那么甲擺C.開始計時時，秒表過遲按下。D.實驗中誤將49次全振動計為50次。動5次的時間里，乙擺動（3）為了提高實驗精度，在實驗中可改變幾次擺長l并測出相應(yīng)的周期 T，從而得出一組對應(yīng)的I7擺長為L的單擺做簡諧振動，若從某時刻開始計時,（取作t=0 ），當(dāng)振動至 2也時，擺球具和T的數(shù)值，再以I為橫坐標(biāo)、T2為縱坐標(biāo)將所得數(shù)據(jù)連成直線，并求得該直線的斜率K。則重力有負向最大速度，則單擺的振動圖象是圖中的

8、（0/ / r8如圖所示為一單擺的共振曲線， 求該單擺的擺長約為多少?加速度g =。（用K表示）機械波基礎(chǔ)知識1.機械波：機械振動在介質(zhì)中的傳播產(chǎn)生條件：振源、介質(zhì)? 機械波向外傳播的只是振動的形式和能量，各個質(zhì)點并不隨波遷移? 介質(zhì)被帶動的同時，每個質(zhì)點只在各自的平衡位置附近振動沿波的傳播方向上，后一質(zhì)點的振動總落后于前一質(zhì)點的振動2. 波的分類橫波：各質(zhì)點的振動方向與波的傳播方向垂直。波的凸部叫波峰，凹部叫波谷。 縱波：各質(zhì)點的振動方向與波的傳播方向在同一條直線上。有密部及疏部。3. 描述波的物理量? 波長入(m)兩個相鄰的運動狀態(tài)完全相同的質(zhì)點間的距離質(zhì)點振動一個周期，波恰好傳播一個波長

9、? 周期T (s)質(zhì)點完成一次全振動的時間? 頻率f ( Hz):單位時間內(nèi)所傳播的完整波(即波長)的個數(shù)。? 波速v (m/s )波在單位時間內(nèi)傳播的距離? 關(guān)系：v - f =T f、T由波源決定：各質(zhì)點的周期(頻率)與波源相同V 由介質(zhì)決定4. 波的圖象?反映了介質(zhì)中各個質(zhì)點在某時刻離開平衡位置的位移?可直接讀出振幅 A，波長入及各個質(zhì)點的位移?由波的傳播方向可知各質(zhì)點的振動方向?能畫出某些特殊時間后的波形圖?波的圖象的重復(fù)性：相隔時間為周期整數(shù)倍的兩個時刻的波形相同。振動圖象波動圖象研究對象一振動質(zhì)點沿波傳播方向所有質(zhì)點研究內(nèi)容一質(zhì)點的位移隨時間的變化規(guī)律某時刻所有質(zhì)點的空間分布規(guī)律圖

10、線1AO-Ax/cm物理意義表示一質(zhì)點在各時刻的位移表示某時刻各質(zhì)點的位移圖線變化隨時間推移圖延續(xù)，但已有形狀不變隨時間推移，圖象沿傳播方向平 移一完整曲線占橫坐標(biāo)距離表示個周期表示個波長【例3】如圖6 27所示，甲為某一波動在t=1 . Os時的圖象，乙為參與該波動的 P質(zhì)點的振動圖象:(1) 判斷波的傳播方向？(2) 求該波速v= ?(3) 在甲圖中畫出再經(jīng) 3. 5s時的波形圖(4) 求再經(jīng)過3. 5s時p質(zhì)點的路程S和位移所示。6波動圖象的多解波的空間的周期性：相距為波長整數(shù)倍的多個質(zhì)點振動情況完全相同.(2)波的時間的周期性：在 x軸上同一個給定的質(zhì)點，在 t+nT時刻的振動情況與它

11、在 t時刻的振動情 況(位移、速度、加速度等)相同.【例1】一簡諧橫波在x軸上傳播，在某時刻的波形如圖 已知此時質(zhì)點F的運動方向向下，貝U()A .此波朝x軸負方向傳播 B .質(zhì)點D此時向下運動C.質(zhì)點B將比質(zhì)點C先回到平衡位置D .質(zhì)點E的振幅為零5振動圖象和波的圖象綜合應(yīng)用振動是一個質(zhì)點隨時間的推移而呈現(xiàn)的現(xiàn)象，波動是全部質(zhì)點聯(lián)合起來共同呈現(xiàn)的現(xiàn)象.簡諧運動和其引起的簡諧波的振幅、頻率相同，二者的圖象有相同的正弦(余弦)曲線形狀，但aB.a質(zhì)點此時的加速度為正方向最大C.b質(zhì)點此時向正方向運動XCAD【例4】如圖實線是在某一時可能的波速)y點的位置和速度可能是()B【習(xí)題演練二】D右傳)S

12、通過平衡位置)Q是波傳播)y/m0.2)OO0.20.2甲精品P以此時刻為計時起點的振動圖象。從該圖5圖7A波速與頻率成正比，與波長成正比B振幅越大，波速越大C. P、Q都在波峰C在一個周期內(nèi)，振動的質(zhì)點走過的路程等于一個波長y=0cm，速度方向向下9圖甲為一列簡諧橫波在某一時刻的波形圖，圖乙為質(zhì)點的波長入，頻率f分別為y=-4cm，速度方向向上A.a、c兩質(zhì)點有相同的振幅S,頻率為100H z.所激起的波向左1關(guān)于簡諧機械波在給定的介質(zhì)中傳播，下列說法正確的是7如圖所示為一列簡諧波在C. y=0cm，速度方向向上D周期越大，波長越大C. A在波峰，B在波谷B .這列波傳播8m需2s時間Z=4

13、cm , f=150Hz C.入=12cmC. x=4m處質(zhì)點的振幅為0A. A在波谷，B在波峰B. A、B都在波峰A .這列波波長為16mA. y=4cm，速度方向向下若波速是35m/s，求波的傳播方向B. P在波峰，Q在波谷8圖5中有一為上下振動的波源A . P在波谷，Q在波峰若0.2s小于一個周期時，傳播的距離、周期(頻率)、波速。A. Z=12cm , f=50Hz BD. A、 B都在波谷t=7/4s時的波動圖象。 已知波速為 v=20m/s .在t=0時刻，x=10m的質(zhì)f=150Hz D . Z=4cm , f=50Hz4 x/m某時刻的波形圖象，虛線是經(jīng)過0.2s時的波形圖象。

14、求播，波速為8.0m/s .其振動先后傳到 A、B兩個質(zhì)點向上振動時，A、B質(zhì)點的位置是6一列沿x軸正方向傳播的波，波速為 6m/s，振幅為2cm4如圖一列機械波沿 x軸傳播，波速為16m/s，某時刻的圖象如圖，由圖象可知D . P通過平衡位置向上運動， Q通過平衡位置向下運動一個波峰”，符合這一條件的波形圖有 4個，如圖所示。B點恰在平衡位置且向上運動.可知該波3如圖所示，S點為振源，其頻率為 100Hz,所產(chǎn)生的橫波向右傳播，波速為 80m/s , P、D.b質(zhì)點此時速度為零，b、d的距離為波長刻距波源5cm的A點運動到負最大位移時，距波源8cm的時刻起()途中的兩點，已知 SP=4.2m

15、, SQ=5.4m .當(dāng)S通過平衡位置向上運動時(4)介質(zhì)中兩質(zhì)點間距離與波長關(guān)系未定：如“某時刻P、Q兩質(zhì)點都處于平衡位置，且P、Q間僅有5圖7為一列橫波的某時刻的圖象a、b、c、d為介質(zhì)的幾個質(zhì)點，則廠、Baf .1. / J / ：4x/mr0Jy/ c m02/ 10ilJ1.74mfSy/mTA.2 t/s 乙0.2質(zhì)點P的速度方向沿y軸負方向，質(zhì)點 Q與之相反。已知 P、Q兩質(zhì)點相距60m，則這列波的波長最長可能是m。A 經(jīng)過0.35 s時，質(zhì)點Q距平衡位置的距離小于質(zhì)點P距平衡位置的距離B .經(jīng)過0.25 s時，質(zhì)點Q的加速度大于質(zhì)點P的加速度C.經(jīng)過0.15 s,波沿x軸的正方

16、向傳播了3 mD .經(jīng)過0.1 s時，質(zhì)點Q的運動方向沿y軸正方向13圖甲為一列波在t=0.2s時的波形圖，圖乙為此波中平衡位置坐標(biāo)為10cm的質(zhì)點的振動圖象.此波沿方向傳播；波速為.圖甲中P點從圖示時刻開始經(jīng)過第一次回到平衡位置.10 一列簡諧橫波沿 x軸負方向傳播，圖1是t = 1s時的波形圖，圖2是波中某振動質(zhì)點位移隨時間變化的振動圖線（兩圖用同一時間起點），則圖2可能是圖1中哪個質(zhì)點的振動圖線？（）14如圖是一列向右傳播的簡諧橫波在t=0時刻（開始計時）的波形圖，已知在 t=1s時，B點第三次達到波峰（在 1sA . x = 0處的質(zhì)點；B. x = 1m處的質(zhì)點;C. x = 2m處

17、的質(zhì)點；D . x = 3m處的質(zhì)點。內(nèi)B點有三次達到波峰）。則:周期為波速為D點起振的方向為在t=s時刻，此波傳到 D點；在t=s和t=t=s和t= s時D點分別第二次達到波峰和波谷。s時D點分別首次達到波峰和波谷;11如圖6所示，已知一列橫波沿 x軸傳播，實線和虛線分別是耳時刻和耳時刻的圖象.己知耳二5 + ：乩掠動周期為Q3,貝J波的傳播 815如圖33所示，一列簡諧橫波沿 x軸正方向傳播，從傳到x=5m的M點時開始計時，已知 P點相繼出現(xiàn)兩波峰的時間間隔為0.4s,下面說法中正確的是（0-10yi 2 34_/5 6 T 6 9A.這列波的波長是 4m B.這列波的傳播速度是C.質(zhì)點Q

18、 （x=9m ）經(jīng)過0.5s才第一次到達波峰D . M點以后各質(zhì)點開始振動時的方向都是向下圖33精品10m/s16. 一橫波在某一時刻的波形如圖所示,P 點經(jīng) t=0.2s精品第一次到達波峰，波速多大?4.多普勒效應(yīng)現(xiàn)象：由于波源和觀察者之間有相對運動，使觀察者接收到的波的頻率與波的實際頻率不同的現(xiàn)象當(dāng)相對靜止時，接受到的頻率f不變相對靠近時，f變大；相對遠離時，f變小應(yīng)用：根據(jù)汽笛聲判斷火車的運動方向紅移現(xiàn)象多普勒測速儀【習(xí)題演練三】1如圖所示，S是波源，M、N是兩塊擋板，其中M板固定，N板可以左右移動，兩板中間有一狹縫.此三波的一般特性1. 衍射現(xiàn)象：波能繞過或穿過障礙物或小孔繼續(xù)傳播能夠

19、發(fā)生明顯的衍射現(xiàn)象的條件是：障礙物或孔的尺寸比波長小，或者跟波長相差不多。2. 波的疊加原理：在兩列波重疊的區(qū)域，任何一個質(zhì)點的總位移都等于兩列波分別引起的位移的矢 量和。獨立性：在重疊的區(qū)域，每一列波保持自己的特性互不干擾繼續(xù)前進。3. 干涉現(xiàn)象：產(chǎn)生穩(wěn)定干涉現(xiàn)象的條件：頻率相同；有固定的相位差。特點：相干區(qū)域出現(xiàn)穩(wěn)定的振動加強區(qū)和穩(wěn)定的振動減弱區(qū)且互相間隔加強區(qū)減弱區(qū)判斷：方法一：加強區(qū)：峰與峰、谷與谷相遇減弱區(qū)：峰與谷相遇注：振動加強（減弱）的區(qū)域是指質(zhì)點的振幅大 （?。?，而不是指振動的位移大（?。?，因為位移是在時刻變化的.方法二：振動方向相同：加強區(qū)：到兩波源的距離差等于波長的整數(shù)倍（半波長偶數(shù)倍）：減弱區(qū)：到兩波源的距離差等于半波長奇數(shù)倍。時A點沒