高中物理教案學(xué)案

高中物理教案學(xué)案第七章機(jī)械振動(dòng)和機(jī)械波一、本章高考要求：⑴簡諧運(yùn)動(dòng)（Ⅰ）⑵簡諧運(yùn)動(dòng)的振幅、周期和頻率（Ⅰ）=3\*GB2⑶簡諧運(yùn)動(dòng)的振動(dòng)圖象（Ⅰ）⑷單擺．單擺周期公式（Ⅰ）⑸自由振動(dòng)和受迫振動(dòng)．共振（Ⅰ）⑹機(jī)械波．橫波和縱波（Ⅰ）⑺橫波的圖象（Ⅱ）⑻波長、頻率和波速的關(guān)系（Ⅱ）⑼波的疊加（Ⅰ）⑽波的干涉和衍射現(xiàn)象（Ⅰ）⑾超聲波及其應(yīng)用（Ⅰ）機(jī)械振動(dòng)和機(jī)械波機(jī)械振動(dòng)A、T、f機(jī)械波λ機(jī)械振動(dòng)和機(jī)械波機(jī)械振動(dòng)A、T、f機(jī)械波λ、f、V簡諧運(yùn)動(dòng)受力特征F=-kx機(jī)械能守恒典型模型彈簧振子單擺單擺阻尼振動(dòng)受迫振動(dòng)共振f驅(qū)=f固簡諧運(yùn)動(dòng)的圖象波的疊加干涉衍射簡諧波的圖象由一種圖象可推出另一圖象二、本章知識(shí)網(wǎng)絡(luò)三、高考熱點(diǎn)：本章知識(shí)是歷年高考的必考內(nèi)容，其中命題頻率最高的知識(shí)點(diǎn)是波的圖象，頻率、波長、波速的關(guān)系，其次是單擺周期。題型雖多以選擇題、填空題等形式出現(xiàn)，但試題信息容量大，綜合性強(qiáng)，一道題往往考查多個(gè)概念和規(guī)律，而振動(dòng)圖象和波的圖象問題是教學(xué)的難點(diǎn)，高考命題時(shí)又特別注重考查對(duì)振動(dòng)、波動(dòng)的理解能力、推理能力和空間想象能力，所以在復(fù)習(xí)中應(yīng)予以重視，同時(shí)也要注意解決生產(chǎn)、生活中的一些振動(dòng)和波動(dòng)的實(shí)際問題。四、高考真題選輯：1、（20XX年理綜卷）簡諧機(jī)械波在給定的媒質(zhì)中傳播時(shí)，下列說法中正確的是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)元走過的路程等于一個(gè)波長D．振動(dòng)的頻率越高，則波傳播一個(gè)波長的距離所用的時(shí)間越短（D）2．（1995年全國卷）一彈簧振子作簡諧振動(dòng),周期為TA.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

C.若△t=T，則在t時(shí)刻和(t+△t)時(shí)刻振子運(yùn)動(dòng)加速度一定相等

D.若△t=T/2，則在t時(shí)刻和(t+△t)時(shí)刻彈簧的長度一定相等（C）3．(1994年全國卷)圖(a)是演示簡諧振動(dòng)圖象的裝置。當(dāng)盛沙漏斗下面的薄木板N被勻速地拉出時(shí)，擺動(dòng)著的漏斗中漏出的沙在板上N1N1ONO（b）（a）ON2O1隨時(shí)間變化的關(guān)系,板上的直線OO1代表時(shí)間軸。圖(b)是兩個(gè)擺中的沙在各自木板上形成的曲線，若板N1和板N2拉動(dòng)的速度v1和v2的關(guān)系為v2=2v1，則板N1、N2上曲線所代表的振動(dòng)的周期T1和T2的關(guān)系為

A．T2=T1B．T2=2T1C．T2=4T1D．T2=T1/4

（D）4．（2000年全國卷）一列橫波在t=0時(shí)刻的波形如圖中實(shí)線所示，在t=1s時(shí)刻的波形如圖中虛線所示，由此可以判定此波的波長一定是4cm周期一定是4s振幅一定是2cm傳播速度一定是1cm/s（A、C）.S1.S2．．．ａｂｃ.S1.S2．．．ａｂｃ振動(dòng)情況完全相同的兩個(gè)機(jī)械波的波源，振幅為A，a、b、c三點(diǎn)分別位于S1、S2連線的中垂線上，且ab=bc，某時(shí)刻a是兩列波的波峰相遇點(diǎn)，c是兩列波的波谷相遇點(diǎn)，則a處質(zhì)點(diǎn)的位移始終為2Ac處質(zhì)點(diǎn)的位移始終為-2Ab處質(zhì)點(diǎn)的振幅為2Ac處質(zhì)點(diǎn)的振幅為2A（C、D）6．（20XX年上海卷）細(xì)繩的一端在外力作用下從t=0時(shí)刻開始做簡諧振動(dòng)，激發(fā)出一列簡諧橫波。在細(xì)繩上選取15個(gè)點(diǎn)，圖1為t=0時(shí)刻各點(diǎn)所處的位置，圖2為t=T/4時(shí)刻的波形圖（T為波的周期）。在圖3中畫出t=3T/4時(shí)刻的波形圖。答案五、本章課時(shí)安排：本章安排4課時(shí)。第一課時(shí)簡諧運(yùn)動(dòng)彈簧振子單擺知識(shí)回顧1．一個(gè)做簡諧運(yùn)動(dòng)的質(zhì)點(diǎn)，它的振幅是4cm，頻率是2.5Hz。該質(zhì)點(diǎn)從平衡位置開始經(jīng)過0.5s后，位移的大小和所通過的路程分別為

A.4cm，10cmB.4cm，20cm

C.0，24cmD.100cm，100cm（B）2．對(duì)單擺在豎直面內(nèi)的振動(dòng),下面說法中正確的是A．?dāng)[球所受向心力處處相同B．?dāng)[球的回復(fù)力是它所受的合力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（C）3．圖中的雙線擺，繩的質(zhì)量可以不計(jì)，當(dāng)擺球垂直線面做簡諧運(yùn)動(dòng)時(shí)，其周期為多少？M（）M4．輕質(zhì)彈簧上端固定在天花板上，下端懸掛物體M，彈簧的勁度系數(shù)為K，現(xiàn)將物體從平衡位置向下拉開一段距離后釋放，試證明物體的運(yùn)動(dòng)是簡諧振動(dòng)。（證明略）典型例題例題1、當(dāng)彈簧振子從正向最大位移向負(fù)向最大位移運(yùn)動(dòng)時(shí)，經(jīng)過與平衡位置對(duì)稱的兩個(gè)位置時(shí)，下列說法正確的是A．加速度相同動(dòng)能相同 B．動(dòng)能相同動(dòng)量相同C．回復(fù)力相同動(dòng)量相同 D．加速度相同，速度相同NpNpM例題2、有一擺長為L的單擺，懸點(diǎn)正下方某處有一小釘，當(dāng)擺球經(jīng)過平衡位置向左擺動(dòng)時(shí)，擺線的上部將被小釘擋住，使擺長發(fā)生變化?，F(xiàn)使擺球做小幅度擺動(dòng)，擺球從右邊最高點(diǎn)M至左邊最高點(diǎn)N運(yùn)動(dòng)過程的閃光照片，如圖所示（懸點(diǎn)和小釘為被攝入）。P為擺動(dòng)中的最低點(diǎn)，已知每相鄰兩次閃光的時(shí)間間隔相等，由此可知，小釘與懸點(diǎn)的距離為A．L/4B.L/2C.3L/4D.無法確定θmqE解析：選C。設(shè)閃光照片閃光時(shí)間為△t，小球從M到P的時(shí)間為t右=4△t，從P到N的時(shí)間為t左=2△t，所以周期T右=2T左，據(jù)周期公式得擺長L右=4L左，L左=LθmqE例題3、一質(zhì)量為m，帶電量為q的小球，用絕緣細(xì)線懸掛于O點(diǎn)，擺長為l，在水平勻強(qiáng)電場中靜止時(shí)絕緣細(xì)向與豎直方向夾角為θ，如圖所示，現(xiàn)讓小球在豎直平面內(nèi)偏離靜止位置一個(gè)很小的角，則其振動(dòng)周期為多大。(重力加速為g)解析：答案為2π。單擺的周期T=2π，但要注意其中的g并不是任何情況下都相同，這種情況下小球的平衡位置不在豎直的最低點(diǎn)，可把重力G和電場力F的合力等效為一個(gè)新的重力G’=G/cosθ=mg/cosθ，所以本題只要把單擺的重力加速度等效為g’=g/cosθ即可。例題4、如圖所示，質(zhì)量為M的橡皮泥從一定高度自由下落，落到正下方被輕彈簧支起的木板上，并粘在木板上和木板一起作簡諧振動(dòng)，木板質(zhì)量為m，輕彈簧勁度系數(shù)為k，相碰后彈簧又被向下壓縮了長度a，彈簧振子做簡諧振動(dòng)的周期為T=2π，其中m振子是振子的質(zhì)量，則mA.系統(tǒng)的振幅為mB.系統(tǒng)的振幅大于C.木板下壓a距離的時(shí)間為D.木板下壓a距離的時(shí)間小于解析：選B、D。豎直放置的彈簧振子的振動(dòng)仍為簡諧運(yùn)動(dòng)，其振動(dòng)周期為T=2π，m為振子質(zhì)量，k為彈簧的勁度系數(shù)，只是平衡位置在彈簧彈力和振子重力相平衡的位置上，振子運(yùn)動(dòng)時(shí)上下離平衡位置的最大距離是相等的，但此題須注意橡皮泥落在木板上后，除振子質(zhì)量增大周期增大外，其振動(dòng)的平衡位置也會(huì)向下移動(dòng)，同時(shí)也要考慮木板的原位置也不是振動(dòng)的最高點(diǎn)，因?yàn)橄鹌つ嗦淙肽景搴?，它們就有了速度，接著先向平衡位置作加速運(yùn)動(dòng)，再向下作減速運(yùn)動(dòng)到最低點(diǎn)。BOA例題5、如圖所示，OA為一單擺，B是穿在一根較長細(xì)線上的小球，讓OA偏離豎直方向一很小的角度，在放手讓A球向下擺動(dòng)的同時(shí)，另一小球B從與O點(diǎn)等高處由靜止開始下落，A球第一次擺到最低點(diǎn)時(shí)兩球恰好相遇，求B球下落時(shí)受到的細(xì)線的阻力大小與B球重力大小之比。（取g=10m/s2，πBOA解析：甲、乙相碰須經(jīng)時(shí)間t==2π乙球做勻加速直線運(yùn)動(dòng)l=at2對(duì)乙球運(yùn)用牛頓第二定律G-f=ma由以上三式求解得f/G=1：5例題6、北京和南京的重力加速度分別是9.801m/s2和9.795m/s2，把在北京走時(shí)準(zhǔn)確的擺鐘拿到南京，它是快了還是慢了？一晝夜差多少？怎樣調(diào)整？解：對(duì)同樣結(jié)構(gòu)的擺鐘，鐘擺振動(dòng)次數(shù)之比等于指針指示的時(shí)間之比，在北京準(zhǔn)確的鐘一晝夜振動(dòng)的次數(shù)為86400/T北，指示86400s，由于g南〈g北，T南〉T北，到南京擺鐘變慢了，一晝夜振動(dòng)的次數(shù)為86400/T南，指示為（86400-△t）s由解得△t=26.46s為了調(diào)整，只要把擺鐘在南京的周期調(diào)節(jié)到與北京的一樣即2π2π解得l南=0.9994l北跟蹤反饋關(guān)于簡諧運(yùn)動(dòng)的下列說法正確的是位移減小時(shí)，加速度增大，速度增大位移方向總是與加速度的方向相反而與速度方向一致物體的運(yùn)動(dòng)方向背向平衡位置時(shí)，速度方向與位移方向相同速度減小時(shí)，加速度可能減小，也可能增大（C）2．彈簧振子作簡諧振動(dòng)，先后以相同的動(dòng)量依次通過A、B兩點(diǎn)，歷時(shí)1秒，質(zhì)點(diǎn)通過B點(diǎn)后再經(jīng)過1秒又第二次通過B點(diǎn)，在這2秒內(nèi)質(zhì)點(diǎn)通過的總路程為12cm，則質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)周期和振幅分別為A．3s12cmB．4s6cmC．4s9cm D．2s8cm（B）3．已知在單擺a完成10次全振動(dòng)的時(shí)間內(nèi)，單擺b完成了6次全振動(dòng)，兩擺長之差為1.6m，則兩單擺擺長La與Lb分別是La=2.5mLb=0.9mB．La=0.9mLb=2.5mLa=2.4mLb=4.0mD．La=4.0mLb=2.4m（B）4．單擺的擺球做簡諧振動(dòng)，經(jīng)過平衡位置時(shí)正好遇到空中飄落下的的速度可忽略的雨滴，雨滴附著在擺球表面，則擺球在振動(dòng)中的有關(guān)物理量的變化情況是A．最大速度不變，振幅不變，周期不變B．最大速度變小，振幅變小，周期變小C．最大速度變大，振幅變大，周期不變D．最大速度變小，振幅變小，周期不變（D）5．時(shí)時(shí)刻狀態(tài)物理量0T/4T/23T/4T甲零正向最大零負(fù)向最大零乙零負(fù)向最大零正向最大零丙正向最大零負(fù)向最大零正向最大丁負(fù)向最大零正向最大零負(fù)向最大如果表中給出的是作簡諧振動(dòng)的物體的位移x或速度v與時(shí)刻的對(duì)應(yīng)關(guān)系,T是振動(dòng)周期,則下列選項(xiàng)中正確的是若甲表示位移x,則丙表示相應(yīng)的速度v若丁表示位移x,則甲表示相應(yīng)的速度v若丙表示位移x,則甲表示相應(yīng)的速度v若乙表示位移x,則丙表示相應(yīng)的速度v（A、B）AB6．圖中兩單擺擺長相同，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)向左拉開一小角度后釋放，碰撞后，兩擺球分開各自做簡諧運(yùn)動(dòng)．以mA、mB分別表示擺球A、BABA．如果mA＞mB，下一次碰撞將發(fā)生在平衡位置右側(cè)B．如果mA＜mB，下一次碰撞將發(fā)生在平衡位置左側(cè)C．無論兩擺球的質(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．無論兩擺球的質(zhì)量之比是多少，下一次碰撞都不可能在平衡位置左側(cè)（C、D）ABCOh7．如圖所示，一輕質(zhì)彈簧與質(zhì)量為m的物體組成彈簧振子，物體在AB兩點(diǎn)間做簡諧振動(dòng)，O點(diǎn)為平衡位置OC=h。已知，振子的振動(dòng)周期為ABCOhA.重力做功為2mghB.重力的沖量為mgC.回復(fù)力做功為零D.回復(fù)力的沖量為零（ABC）8．如圖所示，一向右運(yùn)動(dòng)的車廂頂上懸掛兩單擺M與N，它們只能在圖示平面內(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MNMN車廂做勻速直線運(yùn)動(dòng)，M在擺動(dòng)，N也在擺動(dòng)車廂做勻速直線運(yùn)動(dòng)，M靜止，N在擺動(dòng)車廂做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，M靜止，N也靜止（A、B）9．有一天體半徑為地球半徑的兩倍，平均密度與地球相同，在地球表面走時(shí)準(zhǔn)確的擺鐘移到該天體的表面，秒針走一圈的實(shí)際時(shí)間為A．1/2minB．minC．minD．2min（B）QAPkk10．某同學(xué)設(shè)計(jì)了一個(gè)測(cè)物體質(zhì)量的裝置，如圖所示，其中P是光滑的水平面，k是彈簧的勁度系數(shù)，A是質(zhì)量為M的帶夾子的標(biāo)準(zhǔn)質(zhì)量金屬塊，Q是待測(cè)質(zhì)量的物體。已知該裝置的彈簧振子做簡諧振動(dòng)的周期為T=2π，其中m是振子的質(zhì)量，K是與彈簧勁度系數(shù)有關(guān)的常數(shù)，當(dāng)只有A物體振動(dòng)時(shí)，測(cè)得其振動(dòng)周期為T1QAPkk（答案完全失重時(shí)仍能測(cè)物體的質(zhì)量）L/42L/421L（答案）12．一皮帶傳動(dòng)裝置如圖所示，皮帶的速度v足夠大。一根質(zhì)量不計(jì)的、勁度系數(shù)為k的彈簧一端固定，另一端連接一個(gè)質(zhì)量為m的滑塊，已知滑塊與皮帶間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ，當(dāng)滑塊放到皮帶上時(shí)，彈簧的軸線恰好水平，若滑塊放到皮帶上的瞬間，滑塊的速度為零，且彈簧正好處于自由長度，則當(dāng)彈簧第一次伸長到最長時(shí)，滑塊與皮帶間所產(chǎn)生的熱量是多少？（已知彈簧振子做簡諧振動(dòng)的周期為T=2π）固定板V[答案μmg（vπ）]固定板V13．用單擺測(cè)重力加速度的實(shí)驗(yàn)中，某同學(xué)測(cè)完了5次不同擺長的振動(dòng)周期，數(shù)據(jù)如下：（1）在圖中的坐標(biāo)紙上以L為縱坐標(biāo)，T2為橫坐標(biāo)，把表中數(shù)據(jù)所對(duì)應(yīng)的點(diǎn)用“×”表出，并作出L—T2圖象。擺長L（m）0.5000.8000.9001.0001.200周期T（s）1.421.791.902.002.20T2（s2）2.023.023.614.004.84（2）利用圖象求出重力加速度g的值（保留兩位有效數(shù)字）g=_______m/s2.第二課時(shí)振動(dòng)圖象振動(dòng)能量受迫振動(dòng)知識(shí)回顧：1．當(dāng)彈簧振子從正向最大位移向負(fù)向最大位移運(yùn)動(dòng)時(shí)，經(jīng)過與平衡位置對(duì)稱的兩個(gè)位置時(shí)，下列說法正確的是A．加速度相同動(dòng)能相同B．動(dòng)能相同動(dòng)量相同C．回復(fù)力相同機(jī)械能相同D．加速度相同速度相同（B）2．如圖為一質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)圖象，則從計(jì)時(shí)開始t/sx/mt/sx/m42013經(jīng)過3s，該質(zhì)點(diǎn)也到達(dá)位移最大處經(jīng)過1s，該質(zhì)點(diǎn)達(dá)到正向最大加速度過1s，該質(zhì)點(diǎn)達(dá)到速度最大（A、B）3．若單擺的擺長不變，擺球的質(zhì)量增加為原來的4倍，擺球經(jīng)過平衡位置時(shí)的速度減小為原來的1/2，則單擺振動(dòng)的A．頻率不變，振幅不變B．頻率不變，振幅改變C．頻率改變，振幅改變D．頻率改變，振幅不變（B）4．任何物體都有一定的固有頻率，如果把人作為一個(gè)整體來看，在水平方向的固有頻率約為3∽6Hz，豎直方向的固有頻率約為4∽8Hz，拖拉機(jī)、風(fēng)鎬、鉚釘機(jī)等在操作工在工作時(shí)將做振動(dòng)，這時(shí)若操作工的振動(dòng)頻率跟振源的頻率就會(huì)對(duì)操作工的健康造成傷害。為了保障操作工的安全和健康，有關(guān)部門作出規(guī)定：用手操作的各類振動(dòng)機(jī)械的頻率必須大于20Hz，這是為了防止造成的危害。（受迫相等共振）t-2-4t-2-4x/cm42t1t2t3t4t5t6T/2TO例題1、如圖是一水平彈簧振子做簡諧運(yùn)動(dòng)的振動(dòng)圖像(x-t圖),由圖可推斷,振動(dòng)系統(tǒng)A．在t1和t3時(shí)刻具有相等的動(dòng)能和相同的動(dòng)量B．在t3和t4時(shí)刻具有相等的勢(shì)能和相同的動(dòng)量C．在t4和t6時(shí)刻具有相同的位移和速度D．在t1和t6時(shí)刻具有相同的速度和加速度解析：選B.t1和t3時(shí)刻振子的位移相等，其速度大小也相等，但方向相反，所以這兩個(gè)時(shí)刻振子動(dòng)能相同，動(dòng)量不相同，t4和t6時(shí)刻情況相同；在t3和t4時(shí)刻振子位移大小相等，但方向相反，這兩個(gè)時(shí)刻振子速度大小、方向都相同，動(dòng)能、動(dòng)量也相同，彈簧的形變量相等，所以彈簧的勢(shì)能相等；t1和t6兩時(shí)刻速度相同，但加速度相反。例題2、把一個(gè)篩子用四根彈簧支起來，篩子上裝一個(gè)電動(dòng)偏心輪，它每轉(zhuǎn)一周，給篩子一個(gè)驅(qū)動(dòng)力，這樣就做成了一個(gè)共振篩。篩子在做自由振動(dòng)時(shí)，完成10次全振動(dòng)用時(shí)15s，在某電壓下，電動(dòng)偏心輪轉(zhuǎn)速是36r/min。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，下列哪些做法是正確的A．提高輸入電壓B．降低輸入電壓C．增加篩子的質(zhì)量D．減少篩子的質(zhì)量解析：選A、C。篩子在做自由振動(dòng)的固有周期是1.5s，驅(qū)動(dòng)力的周期為1.67s，那么要使篩子的振幅增大，就要使振動(dòng)的固有周期等于驅(qū)動(dòng)力的周期，因此可以增大自由振動(dòng)的固有周期或減小驅(qū)動(dòng)力的周期，根據(jù)題意可判定正確的做法是增加篩子的質(zhì)量或提高輸入電壓。例題3、作簡諧運(yùn)動(dòng)的彈簧振子，其質(zhì)量為m，最大速度為v，則下列說法中正確的是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mv2/2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)值解析：選A、D.由簡諧運(yùn)動(dòng)的振動(dòng)圖象知，從某時(shí)刻算起經(jīng)過半個(gè)周期，振子位移大小相等，方向相反，其速度也是大小相等，方向相反，而速度最小為零，最大為v，根據(jù)動(dòng)能定理，彈力做功等于振子動(dòng)能的變化，在半個(gè)周期的時(shí)間內(nèi)振子動(dòng)能不變，彈力做功等于零；根據(jù)動(dòng)量定理，彈力的沖量等于振子動(dòng)量的變化，動(dòng)量的變化最小為零，最大為2mv。ABAB振子的最大加速度B．振子的最大速度C．振子的振幅D．振動(dòng)系統(tǒng)總能量FCFCOBA例題5、如圖，一塊涂有炭黑的玻璃板，質(zhì)量為2kg，在拉力F的作用下，由靜止開始豎直向上運(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)音叉在玻璃板上畫出了圖示曲線，量得OA=1cm,OB=4cm,OC=9cm。求外力F的大?。╣=10m/s2不計(jì)阻力）解析：根據(jù)振動(dòng)的等時(shí)性，OA、AB、BC三階段的時(shí)間相等，tOA=tAB=tBC=T/2=0.1s，由AB-OA=BC-AB知玻璃板做勻加速直線運(yùn)動(dòng)AB-OA=at2再由F-mg=ma解得F=24N跟蹤反饋1．如圖所示是一質(zhì)點(diǎn)的簡諧運(yùn)動(dòng)的振動(dòng)圖象，在t1和t2兩個(gè)時(shí)刻，質(zhì)點(diǎn)的t/sx/mt/sx/m10t2t1-100位移相同速度相同回復(fù)力相同(C)2．下列說法正確的是A．受迫振動(dòng)不可能是自由振動(dòng) B．受迫振動(dòng)可能是簡諧振動(dòng)C．簡諧振動(dòng)不可能是受迫振動(dòng) D．物體共振時(shí)必作受迫振動(dòng)x/cm1x/cm10243t/s3．一質(zhì)點(diǎn)沿x軸做簡諧運(yùn)動(dòng)，其振動(dòng)圖象如圖所示，在1.5S～2S的時(shí)間內(nèi)，其速度v、加速度a的大小的變化情況是：A．v變大，a變大B．v變小，a變小C．v變大，a變小D．v變小，a變大（D）xOAtxOAtxOBtxOCtxODtt/sx/cmt/sx/cm50乙10-5-10甲5．甲、乙兩彈簧振子，振動(dòng)圖象如圖所示，則可知：A．兩彈簧振子完全相同B．兩彈簧振子所受的回復(fù)力最大值之比為F甲：F乙=2：1C．振子甲速度為零時(shí)，振子乙速度最大D．振子的振動(dòng)頻率之比為f甲：f乙=1：2t/st/s2.01.41.91.51.82.12.42.000.81.71.20.41.61.6F/N6．將一電動(dòng)傳感器接到計(jì)算機(jī)上，就可以測(cè)量快速變化的力，用這種方法測(cè)得的某單擺擺動(dòng)時(shí)懸線上拉力的大小隨時(shí)間變化的曲線如圖所示.t=0.2s時(shí)擺球正經(jīng)過最低點(diǎn)t=1.1s時(shí)擺球正經(jīng)過最低點(diǎn)擺球擺動(dòng)過程中機(jī)械能變小擺球擺動(dòng)的周期是T=1.4sA．①③ B.②③ C.③④ D.②④（A）x/cm40213t/s12x/cm40213t/s34ax/cm40213t/s12x/cm40213t/s34abdc2345-1-2-31-5-40A．若規(guī)定狀態(tài)a時(shí)t=0，則圖象為①B．若規(guī)定狀態(tài)b時(shí)t=0，則圖象為②C．若規(guī)定狀態(tài)c時(shí)t=0，則圖象為③D．若規(guī)定狀態(tài)d時(shí)t=0，則圖象為④（A、D）Mm8．彈簧振子的質(zhì)量為M，彈簧勁度系數(shù)為k，在振子上面放一質(zhì)量為m的木塊，使振子和木塊一起在光滑水平面上做簡諧振動(dòng)。如圖所示，木塊的回復(fù)力F是振子對(duì)木塊的靜摩擦力提供的，若F=—MmfOANA.m/MB.m/（fOANC.（M+m）/MD.M/m（B）9．如圖所示是某物體的共振曲線，若是懸掛于天花板上的單擺的共振線，則其擺長為多大？（設(shè)g為已知）[L=g/（4π2N2）]B10．如圖所示的裝置中，不轉(zhuǎn)動(dòng)手柄時(shí)，將小球B稍稍拉下釋放后，球上下振動(dòng)，測(cè)得30次全振動(dòng)的時(shí)間為15S，若讓手柄以30r/min勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，求B⑴穩(wěn)定后B球的振動(dòng)周期？⑵要使B球的振幅最大，求手柄的轉(zhuǎn)速？（2s120r/min）KMm11．如圖所示，質(zhì)量為M的托盤內(nèi)放有質(zhì)量為KMm（g2mg）AOPQB12．如圖所示，放在光滑水平面上的彈簧振子，由A、B兩物體粘合組成，且mAOPQB（E/4E）m3m1L1L2m2x/sOy/cm13．如圖所示，m1、m2、m3為質(zhì)量相等的三個(gè)彈性小球，m1、m2分別懸掛在L1=1m，L2=1/4m的細(xì)線上，它們剛好跟光滑水平面接觸而不互相擠壓，m1、m2相距10cm，m3從m1和m2的連線中點(diǎn)處以v=5cm/s的速度向右運(yùn)動(dòng)，則mm3m1L1L2m2x/sOy/cm（答案略）第三課時(shí)機(jī)械波波的圖象知識(shí)回顧1．每秒做100次全振動(dòng)的波源產(chǎn)生的波,以10m/s的速度傳播,其波長為A.0.1mB.1mC.10mD.100m（A）2．一列波在不同介質(zhì)中傳播，保持不變的物理量是A.波長B.波速C.頻率D.振幅（C）3．以下說法中，①有機(jī)械振動(dòng)必有機(jī)械波②機(jī)械振動(dòng)在介質(zhì)中傳播形成機(jī)械波③縱波在介質(zhì)中傳播時(shí)，介質(zhì)本身能夠隨波傳開去④橫波在介質(zhì)中傳播時(shí)，振動(dòng)質(zhì)點(diǎn)不發(fā)生遷移其中正確的有A．①③ B．②④ C．①④ D．②③（B）4．如圖所示為簡諧橫波在某一時(shí)刻的波形圖線，已知波的傳播速度為2m/s，質(zhì)點(diǎn)a的運(yùn)動(dòng)方向如圖，則下列說法中正確的是波沿x的負(fù)方向傳播質(zhì)點(diǎn)d再經(jīng)過0.5s第一次到達(dá)波峰該時(shí)刻質(zhì)點(diǎn)a的速度大于質(zhì)點(diǎn)b的速度該時(shí)刻質(zhì)點(diǎn)e運(yùn)動(dòng)的加速度為零（A、B）典型例題例題1.關(guān)于機(jī)械波的概念，下列說法正確的是相隔一個(gè)周期的兩時(shí)刻，簡諧波的圖象相同質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)的方向總是垂直于波傳播的方向任一振動(dòng)質(zhì)點(diǎn)每經(jīng)過一個(gè)周期沿波的傳播方向移動(dòng)一個(gè)波長簡諧波沿長繩傳播，繩上相距半個(gè)波長的兩質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)位移的大小相等且速度相同解析：選A。經(jīng)過一個(gè)周期，各振動(dòng)質(zhì)點(diǎn)又回到原位置，所以波的圖象相同；對(duì)于縱波質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)的方向不是垂直于波傳播的方向，而是與波傳播的方向在一條直線上；波向前傳播時(shí)質(zhì)點(diǎn)在平衡位置處振動(dòng)并不向前傳播；相距半個(gè)波長的兩質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)速度方向總相反。例題2.某時(shí)刻在波的傳播方向上相距s的P、Q兩點(diǎn)之間只有一個(gè)波峰的四種可能情況如圖所示，設(shè)各情況的波速均為v，傳播方向均向右，那么，自該時(shí)刻起，P點(diǎn)最先出現(xiàn)波谷的情況是解析：選B。λA=2sλB=λC=sλD=2s/3由T=λ/v知TA=2s/vTB=TC=s/vTD=2s/3vP點(diǎn)出現(xiàn)波谷的時(shí)間分別是tA=TA/4=s/2vtB=TB/4=s/4vtC=3TC/4=3s/4vtD=3TD/4=s/2v比較結(jié)果tB最小。abV例題3.如圖所示，a、b是水平繩上的兩點(diǎn)，相距42cmabVA.168cm

B.184cmC.56cm

D.24cmabV解析：選C、D。題中給出，每當(dāng)a點(diǎn)經(jīng)過平衡位置向上運(yùn)動(dòng)時(shí)，b點(diǎn)正好到達(dá)上方最大位移處，如右圖所示，則ab間距離為或或……，如圖4所示，寫出通式Sab=，(k=0,1,2……)，由此可得到波長的可能值λ=Sab/（k+）=42/（k+），當(dāng)k=0時(shí)，42=，λ=56厘米，此為波長最大值，k=1時(shí)，λ=24厘米，故本題選項(xiàng)C、D都正確。abV點(diǎn)評(píng)：由質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)的周期性和波速、波長、頻率的關(guān)系v=lf，將導(dǎo)致求解波的問題中，波速、波長、頻率（周期）的多解問題，本題是在已知波傳播方向的情況下討論波長的多解問題，若不知傳播方向，還要討論波沿反方向傳播時(shí)波長的可能值，將兩個(gè)方向傳播時(shí)，波長的可能值含在一起才是完整的，否則將漏解。例題4.一列簡諧橫波沿直線傳播，位于直線相距2m的A、B兩點(diǎn)的振動(dòng)圖象如圖所示，已知這列波的波長大于1m，則這列波的波長λ為多大，波速v為多大？解析：由A、B兩點(diǎn)的的振動(dòng)圖象可看出A、B兩點(diǎn)每時(shí)刻的振動(dòng)位移大小總相等，方向總相反，說明A、B兩點(diǎn)相距或1或2……寫出通式（k+）λ=2m得λ=m(k=0,1,2……)，再考慮波長大于1m，可求得λ為4m或m，波速v=λ/T=4m/s或m/s123456QOPX/cmy例題5.123456QOPX/cmy解析：由于波沿x軸正方向傳播，媒質(zhì)中前質(zhì)點(diǎn)帶動(dòng)后面質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)，質(zhì)點(diǎn)P將在T/4后到達(dá)零位置質(zhì)點(diǎn)現(xiàn)在的位置，所以質(zhì)點(diǎn)P運(yùn)動(dòng)方向向下，經(jīng)過3T/4將出現(xiàn)在第一次波峰處，故P質(zhì)點(diǎn)第三次到達(dá)波峰經(jīng)歷時(shí)間為(2+)T=1.1S，所以T=0.4S，波速v=l/T=2/0.4=5m/s，由圖可知此時(shí)位置1的質(zhì)點(diǎn)在波峰，它要傳到位置6的Q質(zhì)點(diǎn)所經(jīng)歷的時(shí)間t=S/v=1S，所以經(jīng)過1S質(zhì)點(diǎn)Q第一次到達(dá)波峰。跟蹤反饋1．關(guān)于機(jī)械波和機(jī)械振動(dòng)的關(guān)系，下列說法中正確的是A.有機(jī)械振動(dòng)就有機(jī)械波B.有機(jī)械波就一定有機(jī)械振動(dòng)C.機(jī)械波中各質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)頻率相同D.機(jī)械波在傳播過程中介質(zhì)中的各質(zhì)點(diǎn)是同時(shí)開始振動(dòng)的（B、C）2．一列波沿直線傳播，在某一時(shí)刻的波形圖如圖所示，質(zhì)點(diǎn)A的位置與坐標(biāo)原點(diǎn)相距0.5m，此時(shí)質(zhì)點(diǎn)A沿y軸正方向運(yùn)動(dòng)，再經(jīng)過0.02s將第一次達(dá)到最大位移，由此可見A．這列波波長是2mB．這列波頻率是50HzC．這列波波速是25m/sD．這列波的傳播方向是沿x軸的負(fù)方向（A、C、D）3．一列簡諧波在x軸上傳播，在某時(shí)刻波形圖xDxDyABCEOA.此波沿x軸正方向傳播B.質(zhì)點(diǎn)C此時(shí)向下運(yùn)動(dòng)C.質(zhì)點(diǎn)A將比質(zhì)點(diǎn)B先回到平衡位置D.質(zhì)點(diǎn)D的振幅為零（B）4．圖4，沿波的傳播方向上有間距均為1m的六個(gè)質(zhì)點(diǎn)a、b、c、d、e、f，均靜止在各自的平衡位置，一列橫波以1m/s的速度水平向右傳播，t=0時(shí)到達(dá)質(zhì)點(diǎn)a，質(zhì)點(diǎn)a開始由平衡位置向上運(yùn)動(dòng)，t=1s時(shí)，質(zhì)點(diǎn)a第1次到達(dá)最高點(diǎn)，則在4s＜t＜5s這段時(shí)間內(nèi)下列說法中錯(cuò)誤的是acacbedf質(zhì)點(diǎn)a的速度逐漸增大質(zhì)點(diǎn)d向下運(yùn)動(dòng)質(zhì)點(diǎn)f保持靜止（B）5．如下圖甲所示為一列簡諧橫波在t=20s時(shí)的波形圖，圖乙是這列波中P點(diǎn)的振動(dòng)圖線，那么該波的傳播速度和傳播方向是A．，向左傳播 B．，向右傳播C．，向左傳播 D．，向右傳播t/s3y/cmt/s3y/cm050.2-0.2214乙x/my/cm0P0.2-0.221甲ABABSCD相等，CD的距離為SC的2倍，下面的說法中正確的是若B點(diǎn)的位移與S點(diǎn)的位移始終相同，則A點(diǎn)的位移一定與S點(diǎn)的位移始終相同B．若B點(diǎn)的位移與S點(diǎn)的位移始終相反，則A點(diǎn)的位移一定與S點(diǎn)的位移始終相反C．若C點(diǎn)的位移與S點(diǎn)的位移始終相同，則D點(diǎn)的位移一定與C點(diǎn)的位移始終相同D．若C點(diǎn)的位移與S點(diǎn)的位移始終相反，則D點(diǎn)的位移一定與C點(diǎn)的位移始終相同（ACD）7．一列橫波沿x軸傳播，到達(dá)坐標(biāo)原點(diǎn)時(shí)的波形如圖。當(dāng)此波到達(dá)P點(diǎn)時(shí)，處于O點(diǎn)處的質(zhì)點(diǎn)所通過的路程和該時(shí)刻的位移是A.40.5cm，1cmB.40.5cm，-1cm

C.81cm，1cmD.81cm，-1cm（D）8．一列簡諧橫波沿直線傳播的速度是2m/s，在傳播方向上有A、B兩點(diǎn)，從波剛好傳到某質(zhì)點(diǎn)時(shí)開始計(jì)時(shí)，已知5s內(nèi)A點(diǎn)完成了6次全振動(dòng)，B點(diǎn)完成了10次全振動(dòng)，則此波向什么方向傳播？波長為多少？A、B兩點(diǎn)間的距離為多大？（B→A，1m，4m）9．一列沿x軸正方向傳播的簡諧波，在x1=10cm和x2=110cm處的兩質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)圖線如圖8所示，則質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)的周期為多少？這列簡諧波的波長為多大？（4scm）10．簡諧波沿x軸傳播，波速為50m/s.t=0時(shí)的波形如圖，M處的質(zhì)點(diǎn)此時(shí)正經(jīng)過平衡位置沿y軸正方向運(yùn)動(dòng).畫出t=0.5s時(shí)的波形圖.答案11.在x軸上傳播的簡諧波在t1=0和t2=2s時(shí)的波形圖如圖所示.若已知波的傳播方向是-x方向.周期T>2s，則此波的周期為多少？若波沿x軸正方向傳播，周期T>2s，則周期T為多少？（8/3s，8s）y/cm0.12y/cm0.120.24x/mOP（1）經(jīng)過多少時(shí)間P質(zhì)點(diǎn)第1次到達(dá)波谷？（2）經(jīng)過多少時(shí)間P點(diǎn)第二次到達(dá)波峰？（1.3s1.9s）第四課題波動(dòng)圖象的應(yīng)用波的特有現(xiàn)象聲波知識(shí)回顧1．下列關(guān)于兩列波相遇時(shí)疊加的說法，不正確的是A．相遇后振幅小的一列波將減弱，振幅大的一列波將加強(qiáng)B．相遇后，兩列波各自的波形和傳播方向與相遇前完全相同C．在相遇區(qū)域，任一點(diǎn)的總位移等于兩列波分別引起的位置的矢量和D．幾個(gè)人在同一房間說話，相互都聽得清楚，說明波在相遇時(shí)互不干擾（A）2．聲音在空氣中的傳播速度為340m/s,在水中的傳播速度為1450m/s,一列在空氣中的波長為0.5m的聲波，當(dāng)它傳入水中后的波長應(yīng)為多少？（2.1m）3．甲乙兩船停在湖面上，相距24m,有一列水波在湖面上傳播，每分鐘上下振蕩15次，甲船位于波峰時(shí)，乙船恰好位于波谷，它們中間只有一個(gè)波峰，此水波的波長為多大？波速為多大？（16m4m/s）4．由于波源和觀察者之間有相對(duì)運(yùn)動(dòng)，使觀察者感到頻率發(fā)生變化的現(xiàn)象叫做?；疖囘M(jìn)站時(shí)站臺(tái)上的人聽到汽笛聲的音調(diào)越來越高，說明聲波源靠近時(shí)，聲波頻率會(huì)。據(jù)此根據(jù)遙遠(yuǎn)天體發(fā)出的光波的頻率變化可以判斷天體相對(duì)于地球的。（多普勃效應(yīng)、變大、運(yùn)動(dòng)情況）典型例題oaxyb例題1：如圖所示為oaxybA.兩聲波傳播波速關(guān)系vb>vaB.兩聲波傳播波速關(guān)系vb=vaC.兩聲波的頻率關(guān)系fb>faD.兩聲波的頻率關(guān)系fb=fa解析：選B、C。機(jī)械波在介質(zhì)中的傳播速度與介質(zhì)有關(guān)，而與波長、頻率無關(guān)；由圖象可看出兩波波長λa>λb，再由v=λf知兩波頻率fa<fb。P①②例題2：一波源在繩的左端發(fā)出半個(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)出半個(gè)波②，頻率為f2，振幅為A2；P①②A.兩列波同時(shí)到達(dá)P點(diǎn)B.兩列波相遇是，P點(diǎn)振幅可達(dá)A1+A2C.兩列波相遇后，各自仍保持原來的波形獨(dú)立傳播D．兩列波相遇后，繩上的波峰可達(dá)A1+A2的點(diǎn)只有一點(diǎn)，此點(diǎn)在P點(diǎn)的左端解析：選A、C、D，因兩列波在同一介質(zhì)（繩）中傳播，所以波速相同，波的前沿到P點(diǎn)的距離相等，由圖可知λ1>λ2,說明它們的波峰離P點(diǎn)的距離不等，波雖同時(shí)到達(dá)P點(diǎn)，但波峰不會(huì)同時(shí)到達(dá)P點(diǎn)，所以P點(diǎn)振幅不能達(dá)A1+A2，兩列波波峰同時(shí)傳到的點(diǎn)應(yīng)在P點(diǎn)的左側(cè)。例題3：如圖1所示，一列沿x軸正方向傳播的機(jī)械橫波在某一時(shí)刻的圖象，從圖中可看出這列橫波的振幅是多少米？波長是多少米？P點(diǎn)處的質(zhì)點(diǎn)在此時(shí)刻的運(yùn)動(dòng)方向如何。-0.04ｙ／ｍ-0.04ｙ／ｍＯｘ／ｍＰ0.041234v圖甲圖乙ｘ／ｍＰＰ’ｙ／ｍＡＯv解析：從波的圖象(圖甲)可直接讀出振幅0.04m，波長2m，判斷P處質(zhì)點(diǎn)此時(shí)刻的運(yùn)動(dòng)方向有兩種方法：其一是前質(zhì)點(diǎn)帶動(dòng)后質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)法，離波源較遠(yuǎn)的后質(zhì)點(diǎn)總要追隨，模仿離波源較近的前質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)，只是其振動(dòng)步調(diào)比前質(zhì)點(diǎn)滯后一些，從圖2中看出，波沿x軸正方向傳播，介質(zhì)中的A點(diǎn)與P點(diǎn)相比，A是前質(zhì)點(diǎn)，P是后質(zhì)點(diǎn)，相差λ/4距離，P質(zhì)點(diǎn)經(jīng)過T/4時(shí)間將到達(dá)A質(zhì)點(diǎn)現(xiàn)在的位置處，由此判斷出P質(zhì)點(diǎn)是向y軸正方向運(yùn)動(dòng)的。其二是波形平移法，如圖1所示，將原波形（實(shí)線）沿波的傳播方向推進(jìn)一段很小距離得到推進(jìn)后的波形（虛線），比較質(zhì)點(diǎn)在原波形上的位置P和在推后波形上的位置P’，顯然原在P處的質(zhì)點(diǎn)到達(dá)了P’處，同樣得出此時(shí)刻在P處的質(zhì)點(diǎn)是沿正方向運(yùn)動(dòng)的。例題4：一列橫波在x軸線上傳播著，在t1=0和t2=0.005s時(shí)的波形曲線如圖所示：①讀出簡諧波的波長、振幅分別是多少？

②設(shè)周期大于(t2-t1).如果波向右傳播，波速多大？如果波向左傳播，波速又是多大？

③設(shè)周期小于(t2-t1).且波速為6000m/s，求波的傳播方向.①8，0.2

故知波向左傳播.例題5：如圖所示是高速公路上用超聲波測(cè)速儀測(cè)量車速的示意圖，測(cè)速儀發(fā)出并接收超聲波脈沖信號(hào)，根據(jù)發(fā)出和接收到的信號(hào)間的時(shí)間差，測(cè)出被測(cè)物體的速度。圖中p1、p2是測(cè)速儀發(fā)出的超聲波信號(hào)，n1、n2分別是p1、p2由汽車反射回來的信號(hào)。設(shè)測(cè)速儀勻速掃描，p1、p2之間的時(shí)間間隔△t=1.0s，超聲波在空氣中傳播的速度是v=340m/s，若汽車是勻速行駛的，則根據(jù)圖9可知，汽車在接收到p1、p2兩個(gè)信號(hào)之間的時(shí)間內(nèi)前進(jìn)的距離是多少？汽車的速度是多大？0235023514P2n2P1