《2022年西北师大附中物理奥赛第二轮教案第八章：机械振动机械波.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2022年西北师大附中物理奥赛第二轮教案第八章：机械振动机械波.docx（42页珍藏版）》请在taowenge.com淘文阁网|工程机械CAD图纸|机械工程制图|CAD装配图下载|SolidWorks_CaTia_CAD_UG_PROE_设计图分享下载上搜索。
1、精选学习资料 - - - - - - - - - 第八章学习必备欢迎下载机械振动机械波考纲（考点）要求读解内容要 求读解34.弹簧振子 简谐运动简谐运知道什么是弹簧振子, 简谐运动, 会运算振幅、 周动的振幅、周期和频率,简谐运期和频率,懂得简谐运动的图像动的运动位移 -时间图像35.单摆在小振幅条件下单摆作懂得单摆做简谐运动的条件,周期公式的应用简谐运动周期公式36.振动中的能量转化懂得在振动中显现势能最大和动能最大的位置37.自由振动和受迫振动, 受迫振动的振动频率 共振及其常见的结合实际懂得振动的应用应用38.振动在介质中的传播波 横懂得波形成的缘由及波的传播过程, 懂得波的图像波和纵波
2、横波的图像波长、的应用频率和波速的关系39.波的叠加 波的干涉、衍射现懂得干涉、衍射现象是波特有的现象象40.声波超声波及其应用结合实际问题知道声波,超声波的应用41.多普勒效应会用多普勒效应说明简洁现象120.用单摆测定重力加速度学会用单摆测定当地重力加速度, 正确娴熟使用秒表命题趋势导航本章综合运用运动学、动力学和能量的转化等方面的学问争论了两种常见的运动形式机械振动和机械波的特点和规律,以及它们之间的联系与区分对于这两种运动,既要熟悉到它们的共同点 运动的周期性,如振动物体的位移、速度、加速度、回复力、能量等都呈 周期性变化,更重要的是搞清它们的区分：振动争论的是一个孤立质点的运动规律,
3、而波动 争论的是波的传播方向上参加波动的一系列质点的运动规律其中振动的周期、能量、波速、波长与频率的关系,机械波的干涉、衍射等学问,对后面交变电流、电磁振荡、电磁波的干 涉、衍射等内容的复习都具有较大的帮忙本章学问与实际结合得较亲密,而且是多种力学学问的交汇点,应是今后高考考查的热点,估量今后高考仍以波动图像考查为主,可能考察 到多普勒效应等一系列边缘基础学问点本章内容是历年高考的必考内容,其中命题频率最高的学问点是波的图象、频率、波长、波速的关系,其次是与单摆周期有关的问题题型多以挑选题形式显现,试题信息容量大,综合性强,一道题往往考查多个概念和规律本章主要命题的方向有：1.简谐运动中位移、
4、速度、加速度的周期性变化规律. . 2.单摆做简谐运动的周期公式. 3.振动图象和波动图像 . 4.波速、波长和频率的关系. 5.受迫振动,共振,声波,干涉,衍射,声音的共鸣,多普勒效应特殊是通过波的图象综合考查对波的懂得才能、推理才能和空间想象才能,更应在复习 中予以重视 涉及波的图像的题目在近几年的高考中重现率极高,一般以挑选题的形式显现,经常和质点的振动以及波速公式结合在一起考查名师归纳总结 - - - - - - -第 1 页,共 24 页精选学习资料 - - - - - - - - - 一、概念与规律精释学习必备欢迎下载8 1 机械振动1.机械振动（1）机械振动：物体（或物体的一部分
5、）在某一中心位置（平稳位置）邻近所做来回往 复的运动,叫做机械振动（2）平稳位置：振动物体所受回复力等于零的位置,也是振动停止后,振动物体所在的 位置注：回复力等于零的位置物体所受的合外力不肯定为零2.回复力（1）回复力：使振动物体回复到平稳位置的力叫做回复力（2）特点：回复力的方向总是指向平稳位置；回复力是以成效命名的力,回复力是振动物体在振动方向上的合外力；振动物体所受的回复力可能是物体所受的合外力,也可能是物体所受的某 一个力的分力留意回复力不肯定是合外力3.简谐运动 物体在跟位移大小成正比,并且总是指向平稳位置的力作用下的振动叫简谐运动,1 受力特点：回复力 F=-kx（k 是常数,不
6、肯定是劲度系数）2运动特点：加速度 a=-kx/m,是一种变加速运动 . 3判定一个振动是否为简谐运动,依据就是看它是否满意上述特点）例 1 以下关于简谐运动回复力的表达,正确选项（A. 回复力为零的位置就是简谐运动的平稳位置 B.做简谐运动的物体受到一种具有新的性质的力回复力的作用 C.只有弹簧弹力可以供应回复力 D.物体做简谐运动时,回复力是大小、方向都变化的力 例 2 证明竖直弹簧振子的运动也是简谐运动4.描述简谐运动的物理量（1）位移 x：由平稳位置指向振动质点所在位置的有向线段表示振动位移,是矢量,注 意在振动中位移的起点总是平稳位置（2）振幅 A：振动物体离开平稳位置的最大距离,是
7、标量表示振动的强弱（3）周期 T 和频率 f：物体完成一次全振动所需的时间叫周期,而频率就等于单位时间 内完成全振动的次数它们是表示振动快慢的物理量二者互为倒数关系,T=1/f,自由振动 周期和频率大小由振动系统本身打算,也叫做固有周期和固有频率5.简谐运动的运动规律要点. 简谐运动的加速度a=kx/m,方向与位移方向相反,总指向平稳位置,简谐运动是一种变加速运动,运动有以下规律: （1）在平稳位置时,速度最大,加速度为零；在最大位移处,速度为零,加速度最大（2）远离平稳位置的过程中, 位移 x 增大,回复力 F 增大,a 增大,a 与 v 反向故 v 减小,动能减小 . （3）靠近平稳位置的
8、过程中,位移x 减小,回复力 F 减小, a 减小,但 a 与 v 同向,故名师归纳总结 - - - - - - -第 2 页,共 24 页精选学习资料 - - - - - - - - - 学习必备 欢迎下载速率 v 增大,动能增大 . （4）经过同一位置时位移、回复力、加速度、速率、动能肯定相同,但速度、动量不一 定相同（由于方向可能相反） 例 3 弹簧振子做简谐运动, t1 时刻速度大小为 v（v 0）,t2 时刻速度大小也为v,且方向相同已知（ t 2t1）小于周期 T,就（ t2t1）（）A. 可能大于四分之一周期 B.可能小于四分之一周期 C.肯定小于二分之一周期 D.可能等于二分之
9、一周期 6.单摆及单摆的周期（1）单摆：在一条不行伸长的、忽视质量的细线下端拴一质点,上端固定,构成的装置 叫单摆（2）单摆作简谐运动的条件：摆角 5（3）周期公式：T2lg（4）单摆的等时性：在振幅很小（ mB, 下一次碰撞将发生在平稳位置右侧 B假如 mAmB, 下一次碰撞将发生在平稳位置左侧左A B C无论两球的质量之比是多少, 下一次碰撞不行能在平稳位置右侧D无论两球的质量之比是多少, 下一次碰撞不行能在平稳位置左侧图 8-1-1 7. 简谐运动的位移时间图象：（1）横坐标表示时间, 纵坐标表示某时刻质点的位移x/m（2）意义：表示振动质点的位移随时间变化的规律（3）外形：正弦或余弦图
10、像,如图8-1-2 所示A TT t/s（4）由位移时间图象可知：O 振幅 A、周期 T 以及各时刻振子的位置各时刻回复力、加速度、速度、位移的方向2某段时间内位移、回复力、加速度、速度、动能、-A 图 8-1-2 势能的变化情形某段时间内振子的路程x/cm留意：振动图像不是振动质点的运动轨迹例 5 单摆做简谐运动的图象如图813 所示,正6 4 8 t/s确说法是（）A振幅为 12 cm ,周期为 4 sO B8 s 末摆球速度为最大,振动加速度为零C3 s 末和 8s 末,小球的机械能相同-6 图 8-1-3 D3 s 末和 5s 末速度相同,加速度也相同8简谐运动的能量振动过程是一个动能
11、和势能不断转化的过程在任意时刻动能和势能之和等于振动物体 总的机械能没有损耗时,振动过程中总机械能守恒振动物体的总机械能的大小与振幅有 关,振幅越大,振动能量越大做简谐运动的物体,振动的能量等于它振动时动能最大值或名师归纳总结 - - - - - - -第 3 页,共 24 页精选学习资料 - - - - - - - - - 学习必备 欢迎下载势能最大值阻尼振动的振幅逐步减小,因此阻尼振动的机械能不守恒9. 阻尼振动、受迫振动和共振：（1）无阻尼振动与阻尼振动：振幅不变的振动,叫无阻尼振动；振幅逐步减小的振动,叫阻尼振动振动系统受到的阻尼越大,振幅减小得越快,阻尼过大时,系统不能发生振动（2）
12、受迫振动： 物体在周期性变化的外力 （驱动力） 作用下的振动 做受迫振动的物体,振动稳固后的周期或频率等于驱动力的周期或频率,而与物体的固有周期或频率无关（3）共振：做受迫振动的物体,它的固有频率与驱动力的频率越接近,其振幅就越大,当二者相等时,振幅达到最大,这就是共振现象；声音的共振现象叫共鸣；（4）受迫振动的振幅 A 与驱动力的频率 f 的关系共振曲线 （如图 8-1-4 所示）f 固表示 振动物体的固有频率,当 f=f 固时振幅最大（5）共振的防止和利用 利用共振：使驱动力的频率接近、直至等于振动系统的固有频率防止共振：使驱动力的频率远离振动系统的固有频率图 8-1-4 例 6 下表记录
13、了某受迫振动的振幅随驱动力频率变化的关系,如该振动系统的固有频率为 f固,就（）30 40 50 60 70 80 驱动力的频率 /Hz受迫振动的振幅 /cm 10.2 16.8 27.2 28.1 16.5 8.3 A.f固=60Hz B.60Hzf固70Hz C.50Hzf固60Hz D.以上三个都不对 二、方法与技巧导引1. 简谐运动的特点（1）周期性：简谐运动的物体经过一个周期或几个周期后,能复原到原先的状态, 因此,在处理实际问题中,要留意到多解的可能性,解决问题经常需要写出解答结果的通式（2）对称性：简谐运动的物体对于平稳位置对称的两点具有以下对称的特点 位移、回复力、加速度速率、
14、 动量大小、动能、势能时间名师归纳总结 - - - - - - -例 7 如图 815 所示,作简谐运动的单摆,摆球质量为m,摆长为 L,振动的最大偏角为 （ 5 0）,当它运动到最高位置A 时,恰好质量为M 的物体在水平恒力F 的作用下第 4 页,共 24 页精选学习资料 - - - - - - - - - 学习必备欢迎下载F 应满意什么条沿光滑水平面由静止开头向右运动,问：欲使m 和 M 的动量相同,作用力件？A l B M F m 图 815例 8 一个弹簧振子在平稳位置 O点邻近做简谐运动, 如从 O点开头计时, 经过 3s 时振子第一次经过 M点,如图 816 所示,又经过 2s 其
15、次次经过 M点,就该质点第三次经过 M点仍需的时间是（）A.8s B.4s a O M b C.14s D. 10 s 3 图 816 2. 影响单摆的周期的因素单摆的周期公式 T 2 l,影响单摆的周期的因素是摆长 l 和重力加速度 g,l 为等效g摆长,是悬点到球心的距离 ; g 与单摆所处的物理环境有关,g 为等效重力加速度摆球重心的变化（1）摆长 l（悬点到球心的距离）悬点位置的变化（双线摆）温度对摆长的影响在不同的星球超重、失重（2）g 值的影响 高度的变化纬度的变化例 9 在以下情形下,能使简谐运动的单摆振动周期变小的是A. 将摆的振幅减为原先的一半（）B. 将摆从平地移到高山上C
16、.将摆从赤道移到两极D.用一个装满砂的漏斗做成单摆,在摇摆过程中让砂逐步漏出E挂在加速下降的电梯中单摆例 10 有人利用安装在气球载人舱内的单摆来确定气球的高度,已知该单摆在海平面处的周期是 T0,当热气球停在某一高度时,测得该单摆周期为 度 h把地球看作质量匀称分布的半径为 R 的球体T,求该气球此时离海平面的高3. 简谐运动的图像应用 简谐运动的图像能够反映简谐运动的规律,将简谐运动的详细运动过程跟图像对应起来,或将简谐运动的图像跟详细的运动过程联系起来是争论简谐运动的一种好方法例 11（2004 江苏）一弹簧振子沿x 轴振动,振幅为 4cm,振子的平稳位置位于x 轴上的O 点,图 817
17、 中的 a、b、c、d 为四个不同的振动状态：黑点表示振子的位置,黑点上的名师归纳总结 - - - - - - -第 5 页,共 24 页精选学习资料 - - - - - - - - - 箭头表示运动的方向图学习必备欢迎下载818 给出的四条振动图线,可用于表示振子的振动图象（）c b a d -4 xcm 4 3 -3 -2 -1 O 1 2 3 4 5 x/cm 图 817 xcm 4 3 2 2 1 O 1 ts O ts 图 818A. 如规定状态 a 时 t0,就图像为B. 如规定状态 b 时 t0,就图像为C.如规定状态 c 时 t0,就图像为D.如规定状态 d 时 t0,就图像为
18、例 12：图 8191是演示简谐振动图像的装置.当盛砂漏斗下面的薄木板N 被匀速地拉出时,摇摆着的漏斗中漏出的砂在板上形成的曲线显示出摆的位移随时间变化的关系,板上的直线 OO1代表时间轴 .图2是两个摆中的砂在各自木板上形成的曲线,如板 N1和板 N2 拉动的速度 v1 和 v2 的关系为 v2=2v1,就板 N1、N2上曲线所代表的振动的周期 T1 和 T2 的关系为 A. T2=T1 B. T2=2T1 C.T2=4T1 D. T2= 1 T1 4N 1 N 2 图 819 5. 振动的能量变化名师归纳总结 - - - - - - -第 6 页,共 24 页精选学习资料 - - - -
19、- - - - - 学习必备 欢迎下载简谐运动中机械能守恒,系统动能和势能相互转化,平稳位置动能最大；位移最大时,势能最大判定动、势能变化的趋势是：位移x 变化势能 Ep变化动能变化 Ek受迫振动中不断有外界供应能量,其总机械能是变化的,发生共振时,驱动力做功给系统的机械能与振动系统消耗的机械能达到“ 供求” 平稳时,系统的机械能不再变化,振幅达到最大例 13：光滑水平面上做简谐运动的弹簧振子,其振子的质量为m,振动过程中的最大速度为 v,从某一时刻算起,半个周期内（）A. 弹力做功肯定为零B. 弹力做功可能是零到 C.弹力的冲量肯定为零1 mv 之间的某一数值 2D.弹簧和振子系统的机械能和
20、动量都守恒摸索：（1）简谐运动的物体,经振动过程中的同一位置时不变的物理量有哪些？（2）此题能利用图像解答吗？（3）如将此题中的水平弹簧振子改为竖直放置的弹簧振子答案又如何？三、创新与应用范例 例 14（振动的综合问题）在光滑的水平面上停放着一辆质量为 m1 的小车,质量为 m2 的 物体与一轻弹簧固定相连,弹簧的另一端与小车左端固定连接,将弹簧压缩后用细线将 m1 拴住, m2 静止在小车上的 A 点,如图 8110 所示设 m1 与 m2 间的动摩擦因数为 ,O m1、m2 开头运动,就：点为弹簧原长位置,将细线烧断后,1当 m2 位于 O 点左侧仍是右侧时,物体 m2 的速度最大 .简要
21、说明理由2如物体 m2 达到最大速度 v2 时,物体 m2 已相对小车移动了距离 s,求此时 m1 的速度 v1 和这一过程中弹簧释放的弹性势能 Ep .并简要说明理由3判定 m2与 m1 的最终运动状态是静止、匀速运动仍是相对往复运动细线m2m1A O 图 81 10 四随堂针对性练习名师归纳总结 倍1.一弹簧振子做简谐运动,周期为T,就正确的说法是（） t 肯定等于 T 的整数A. 如 t 时刻和 t+ t时刻振子运动位移的大小相等,方向相同,就第 7 页,共 24 页- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 数倍学习必备欢迎下载t 肯定等于 T/2 的整
22、B. 如 t 时刻和 t+ t时刻振子运动速度的大小相等,方向相反,就C. 如 t= T,就在 t 时刻和 t+ t时刻振子运动的加速度肯定相等 D. 如 t= T/2,就在 t 时刻和 t+t时刻弹簧的长度肯定相等2.图 8-1-11 为一在光滑水平面上弹簧振子的振动图象,由此可知（A. 在 t1 时刻,振子的动能最大,所受的弹性力最大 B. 在 t2 时刻,振子的动能最大,所受的弹性力最小）C. 在 t3 时刻,振子的动能最小,所受的弹性力最小 D. 在 t4 时刻,振子的动能最小,所受的弹性力最大XA O t1 t2 t3 t4 t-A图 8111 3.一平台沿竖直方向做简谐运动,一物体
23、置于振动平台上随平台一起运动,当振动平台 处于什么位置时,物体对平台的正压力最大（）A. 当振动平台运动到最高点时 B.当振动平台向下运动过振动中心点时 C.当振动平台运动到最低点时 D.当振动平台向上运动过振动中心点时 4.如图 8112 所示为一单摆及其振动图象,由图回答：x/cmO F G 3 A B 1.5 D 2 t/sO O O.5 1 -3 C E 图 8-1-12 1单摆的振幅为 _,频率为 _,摆长为 _；一周期内位移 xF回、a、Ep最大的时刻为 _名师归纳总结 - - - - - - -2如摆球从 E 指向 G 为正方向, 为最大摆角,就图象中O,A,B,C 点分别对应单
24、摆中的_点,一周期内加速度为正且减小,并与速度同方向的时间范畴是_,势能增加且速度为正的时间范畴是_3单摆摆球多次通过同一位置时,以下物理量变化的是（）A. 位移B.速度C.加速度D.动量E.动能F.摆线张力4在悬点正下方O处有一光滑水平细钉可拦住摆线,且OE1OE,就单摆周期为4第 8 页,共 24 页精选学习资料 - - - - - - - - - 学习必备 欢迎下载_s. 比较钉挡绳前后瞬时摆线的张力5如单摆摆球在最大位移处摆线断了,此后摆球做什么运动？如在摆 球过平稳位置时摆线断了,摆球又做什么运动？图 8-1-13 5. 如图 8-1-13 所示为一双线摆, 它是在一水平天花板上用两
25、根等长细线悬挂一小球而构成,如小球的直径为 d,每根摆线的长均为 l ,摆线与天花板之间的夹角为,当小球在垂直纸面的平面内做小振幅振动时,其振动的周期是；6.一质点在平稳位置 O 邻近做简谐运动,从它经过平稳位置起开头计时,经 0.13 s 质点 第一次通过 M 点,再经 0.1 s其次次通过 M 点,就质点振动周期的可能值为多大？7.如图 8113 所示,光滑圆弧轨道的半径为 R,圆弧底部中点为 O,两个相同的小球 分别在 O 正上方 h 处的 A 点和离 O 很近的轨道 B 点,现同时释放两球,使两球正好在 O 点相碰问 h 应为多高？图 8113 五、例题答案及详解例 1： AD 解析：
26、回复力是按成效命名的力,不是一种新的力 例 2：见解析解析：如图答案 8-1 所示,设弹簧劲度系数为k,小物块质量为 m,取竖直向下为正方向,当小物块的位移为 x 时,小物块受到的合外力为：F=-kxx0+x+mg,式中 x0 为小物块静止时弹簧伸长量, kx0=mg, F=-kx,回复力为线性回复力,故竖直弹簧振子的振动是简谐运动x0ABx答案 8-1 例 3： AB 例 4： CD 解析：此题主要考察单摆的等时性,这两个单摆做简谐运动时,其周期必定相等,两球名师归纳总结 - - - - - - -第 9 页,共 24 页精选学习资料 - - - - - - - - - 学习必备 欢迎下载碰
27、后有两种可能：碰后两球速度方向相反,这样两球各自到达最高点再返回平稳位置所用 的时间相等,故两球只能在平稳位置相遇碰后两球向同一方向运动,就每个球都是先达 到最大位移处然后返回平稳位置,所用时间也都是半个周期,两球仍在平稳位置相遇例 5： BC 例 6： C 解析：从共振曲线可判定出受迫振动的振幅越大,并从中看出f 驱与 f 固相差越大,受迫振动的振幅越小；f 驱与 f 固越接近,f驱越接近f固,振幅变化越慢比较各组数据知f驱在50Hz60Hz 范畴内时,振幅变化最小,因此,50Hzf 固60Hz,即 C 正确例 7： F=m g2 1cos（n=0,1,2,3 ）2n1 4例 8： CD 解
28、析：设图中 a、b 两点为振子振动过程中的最大位移,如开头计时时振子从 O 点向右 运动, OM 运动过程历时 3s,MbM 过程历时 2s,明显 T/4 4s,T16s,振子第三次 经过 M点所需要时间 t T2s=16s-2s=14s,故 C选项正确如开头计时时振子从 OaOM运动过程历时 3s,MbM运动过程历时 2s,明显 T/2 T/4 4s,T=16/3s ,振子第三次再经过 M点所需要的时间 t =T-2s=16/3s-2s=10/3s 例 9： C 例 10：hT1 RT 0例 11： AD ,应选项 D正确解析： A 选项, t=0 时,a 点位移为 3cm,且向正方向运动,
29、故图像正确D 选项, t=0时,d 点位移为 4cm,故图像正确, B、C 与图像不对应,故 A、D 正确例 12：D 例 13：A 解析：经过半个周期,弹性势能复原原先值,因此 EP0,故弹力做功肯定为零,所以A 正确 B 错误在半个周期内,动量变化不肯定为零,故弹力的冲量不肯定为零,所以 C 错误弹簧振子系统,只有重力（或弹力）做功,机械能守恒；但系统所受的合外力冲量不一定为零,动量并不肯定守恒,所以 D 错误例 14：见解析解析： 1m2 速度最大的位置应在 O 左侧由于细线烧断后,m2 在弹簧弹力和滑动摩擦力的合力作用下向右做加速运动,当弹力与摩擦力的合力为零时,m2 的速度达到最大,
30、此时弹簧必处于压缩状态此后,系统的机械能不断减小,不能再达到这一最大速度m 1 m 2 22v1=m2v2/m1 E p m 2 v 2 gs 2 m 13m2 与 m1 最终将静止,由于系统动量守恒,且总动量为零,只要 m1与 m2 间有相对运动,就要克服摩擦力做功,不断消耗能量,所以 m1 与 m2 最终必定都静止六、随堂针对性练习答案1. C 2. B 3.C 4. 1 3 cm、0.5HZ、1 m、0.5 s 末和 1.5 s 末 2 E、G、E、F,1.5 s到 2s,0 到 0.5s3BD4 1.5 s,绳的张力变大（ 5）在最大位移处线断,球做自由落体运动在平稳位置处线断,球做平
31、抛运动解析： 1由纵坐标的最大位移可直接读取振幅为3 cm.从横坐标可直接读取完成一个全名师归纳总结 - - - - - - -第 10 页,共 24 页精选学习资料 - - - - - - - - - 学习必备 欢迎下载振 动 即 一 个 完 整 的 正 弦 曲 线 所 占 据 的 时 间 轴 长 度 就 是 周 期 T=2 s, 进 而 算 出 频 率2f 10 5. Hz,算出摆长 l gT2 1 m从图中看出纵坐标有最大值的时刻为 0.5 s末和 1.5 T 4s 末 2图象中 O 点位移为零, O 到 A 的过程位移为正,且增大,A 处最大,历时四分之一周期,明显摆球是从平稳位置 E
32、 起振并向 G 方向运动的,所以 O 对应 E,A 对应 G. A 到 B的过程分析方法相同,因而 O,A,B,C 对应 E,G,E,F 点一周期内加速度为正且减小,并与速度同方向的时间范畴是 1.5 s 到 2s,势能增加且速度为正的时间范畴是 0 到 0.5s 3过同一位置,位移、回复力和加速度不变；由机械能守恒知,动能不变,速率也不变,摆线张2力 m g cos m v 也不变；相邻两次过同一点,速度方向转变,从而动量方向也转变,应选lBD.假如有爱好的话,可以分析一下,当回复力由小变大时, 上述哪些物理量的数值是变小的？4放钉后转变了摆长,因此单摆周期应分成钉左侧的半个周期,前已求出摆
33、长为 1 m,所以T 左 1 1 s；钉右侧的半个周期,T 右 1 0 5. s,所以 T=t左t 右=1.5 s.由受力分析g 4 g2得,张力 F mg m v,由于钉挡绳前后瞬时摆球速度不变,球的重力不变,挡后摆线长l为挡前的 1/4,所以挡后绳的张力变大 （5）问题的关键要分析在线断的瞬时,摆球所处的运动状态和受力情形在最大位移处线断,此时球的速度为零,只受重力作用,所以做自由落体运动在平稳位置处线断,此时球有最大水平速度,又只受重力,所以球做平抛运动5.T2lsingd26. 周期的可能值为 0.72 s和 0.24 s 名师归纳总结 7.h2n81 22R,（n0,1,2,3 ）第
34、 11 页,共 24 页- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 一、概念与规律精释学习必备欢迎下载82 机械波1.机械波（1）机械振动在介质中的传播过程叫做机械波机械波产生的条件：要有做机械振动的波源 ； . 要有传播机械波的 介质, 但波可以离开波源而独立传播（2）机械波传播特点：波传播的是振动,介质中的质点不会随波迁移 波传播时也传播了能量 波传播时也传播了信息（3）机械波分类：横波：质点振动方向与波的传播方向垂直凸起部分叫波峰,凹下部分叫波谷纵波：质点的振动与波的传播方向在同一条直线上质点分布最密的叫密部,分布最 疏的叫疏部（4）机械波与电磁波的同异：
35、（5）机械波的产生：同点：运动形式都是波,具有波的一切性质 异点：电磁波传播不需要介质,而机械波需要前质点（靠近波源的质点）的振动带动后质点振动（由于介质之间存在着相互作用力,作为波源的质点就带动四周质点振动,并依次带动了后质点振动）.后质点振动完全重复前质点的振动.前、后质点的振动规律完全相同（周期、振幅）时间.,只是后质点的振动落后于前质点一段例 1 关于机械振动和机械波的产生以下说法正确选项（）A. 有机械波,就肯定有机械振动B. 质点的振动速度也就是波传播的速度C.机械波就是质点在介质中的运动路径 D.传播波的介质中全部质点的起振方向是相同的, 但起振的位置不同,E.传播波的介质中肯定
36、有数个振动步调总是相同的质点 ,但各质点的振动次数肯定不同 F.传播波的介质中相邻的质点要相互做功 J.一列绳波当波源突然停止振动,绳上各质点同时停止振动,波立刻消逝 H.球掉入池塘里,可以往池塘丢入一石块,石块激起的水波把球能冲到岸边 2. 描述波的物理量 1 波长 ：定义：两个相邻的、在振动过程中对平稳位置的位移总是相等的质点间的距离叫波长也可懂得为 : 在横波中,两个相邻波峰（或波谷）间的距离等于波长在纵波中,两个相邻密部（或疏部）间的距离等于波长波在一个周期内向前传播的距离就是一个波长2 频率f 和周期 T：波源的振动频率,亦即波的频率,由于介质各质点做受迫振动,其振动是由波源的振动引
37、起的,故各个质点的振动频率等于波源振动频率,不随介质的不同而变化即当波从一种介质进入另一种介质时,波的频率不变3 波速 v：名师归纳总结 单位时间内波向前传播的距离叫波速即vs 波在同种匀称介质中是匀速传播的第 12 页,共 24 页t波速大小由介质打算同类波在同一种匀称介质中,波速是一个定值. 波长 频率 f 和波速 v 的关系为vsTf. t- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 学习必备欢迎下载2 , 且例 2 一列波在第一种匀称介质中的波长为1, 它在其次种匀称介质中的波长为1=32,那么在这两种介质中的频率之比为,波速之比为；乙例 3 如图 8-2
38、-1 所示,为某时刻从O点同时连续发出的两列简谐横波在同一介质沿相同方向传播的波形图（不考虑波的叠加）, P在甲y Q 波的最大位移处, Q在乙波的最大位移处,以下说法正确选项 A两列波传播相同距离时,乙波所用的时间比甲波的短P B两列波传播相同距离时,乙波所用的时间比甲波的长x CQ点比 P 点先回到平稳位置甲D在 P点完成 20 次全振动时, Q点完成了 30 次全振动3. 波的图像图 8-2-1（1）波的图像取质点平稳位置的连线为x 轴,表示质点分布的次序； 取波源质点的振动方向为y 轴,表示质点位移就简谐波的图像外形为正弦（或余弦）曲线 如图 8-2-2 所示 意义：反映某时刻介质中各
39、质点（全部质点）离开平稳位置的位移懂得方法给波拍照得波的图象10y/cm x/m 将介质中某时刻质点位移末端的连线（2）简谐波图像的应用A从图中直接读出波长和振幅及任一质点在该时刻的位移. 5 10 15 20 25 30 可确定任一质点在该时刻的加速度方向 如图中 A 点加速度向下 图 8-2-2 如已知波的传播方向,可画出在 t 前后的波形,方法是沿传播方向平移 x=v t 如已知某质点的振动方向,如已知波的传播方向, 可确定各质点在该时刻的振动方向；可确定波的传播方向 , 判定方法如下 : 方法一：前后质点法 由波的形成传播原理可知,后质点总是重复前质点的运动, 故如已知波的传播方向而判
40、断某质点的振动方向时,可找与该点距离最近的波峰或波谷,依据它与波峰、波谷位置的关 系确定其振动方向方法二：“ 逆推” 法 当逆着波的传播方向沿波形行走时质点的振动方向与行走趋势方向是相同的 .这种方法简洁、直观,使用便利C G I 例 4 如图 823 是一横波在某时刻的波形图已知质点B D F 此时的运动方向如下列图,就（）A. 质点 H的运动方向与质点F 的运动方向相同A E F B. 波向右传播 , 质点 D此时的速度在增大H C.质点 C比质点 B先回到平稳位置D.质点 C此时的加速度为正向最大图 823 （3）波动图像和振动图象的区分振动是一个质点随时间的推移而出现的现象,波动是全部质点联合起来共同出现的现 象简谐运动和简谐波的振幅、频率相同,二者的图象有相同的正弦（余弦）曲线外形,但 两图象是有本质区分的争论对象不同（多质点和一质点）争论过程不同（某一时刻和一段时间）比如 懂得方式不同 拍照和录像 从图象上获得的信息 不同 （波长和周期）图象随时间变化趋势不同（波形图变化,振动图已画出部分不变）名师归纳总结 - - - - - - -第 13 页,共 24 页精选学习资料 - - - - - - - - - 学习必备