2019-2020年高三物理第二輪復(fù)習(xí)教學(xué)案 機(jī)械振動(dòng)與機(jī)械波 人教版.doc

2019-2020年高三物理第二輪復(fù)習(xí)教學(xué)案 機(jī)械振動(dòng)與機(jī)械波 人教版高考要求1、彈簧振子，簡諧運(yùn)動(dòng)，簡諧運(yùn)動(dòng)的振幅，周期和頻率，簡諧運(yùn)動(dòng)的振動(dòng)圖象 2、單擺，在小振幅條件下單擺作簡諧運(yùn)動(dòng)，周期公式 3、振動(dòng)中的能量轉(zhuǎn)化 4、自由振動(dòng)和受迫振動(dòng)，受迫振動(dòng)的振動(dòng)頻率，共振及其常見的應(yīng)用 5、振動(dòng)在介質(zhì)中的傳播波，橫波和縱波，橫波的圖象，波長，頻率和波速的關(guān)系 6、波的疊加，波的干涉，衍射現(xiàn)象 7、聲波，超聲波及其應(yīng)用 8、多普勒效應(yīng) 周期：機(jī)械振動(dòng)簡諧運(yùn)動(dòng)物理量：振幅、周期、頻率運(yùn)動(dòng)規(guī)律簡諧運(yùn)動(dòng)圖象阻尼振動(dòng) 無阻尼振動(dòng)受力特點(diǎn)回復(fù)力：F= - kx彈簧振子：F= - kx單擺：受迫振動(dòng) 動(dòng)共振在介質(zhì)中的傳播機(jī)械波形成和傳播特點(diǎn)類型橫波 縱波描述方法波的圖象波的公式： x=vt特性聲波，超聲波及其應(yīng)用波的疊加 干涉 衍射多普勒效應(yīng)實(shí)例知識(shí)整合：機(jī)械振動(dòng)和機(jī)械波這一部分概念較多，考點(diǎn)較多，對(duì)圖象要求層次較高，因而高考試題對(duì)本部分內(nèi)容考查的特點(diǎn)是試題容量較大，綜合性較強(qiáng)，一道題往往要考查力學(xué)的多個(gè)概念或者多個(gè)規(guī)律。因此，在復(fù)習(xí)本部分時(shí)，應(yīng)注意概念的理解和記憶、應(yīng)注意機(jī)械振動(dòng)與牛頓定律、動(dòng)量守恒定律、機(jī)械能守恒定律的綜合應(yīng)用。在理解和掌握簡諧運(yùn)動(dòng)的運(yùn)動(dòng)學(xué)特征和動(dòng)力學(xué)特征的基礎(chǔ)上，進(jìn)而掌握機(jī)械波的相關(guān)知識(shí)。本部分高考題多以選擇題出現(xiàn)，但試題信息量大，一道題中考查多個(gè)概念、規(guī)律，尤其注重對(duì)波的考查互動(dòng)課堂：問題再現(xiàn)問題1：簡諧運(yùn)動(dòng)的判斷方法和運(yùn)動(dòng)過程例1、兩根質(zhì)量均可不計(jì)的彈簧，勁度系數(shù)分別為K1、K2，它們與一個(gè)質(zhì)量為m的小球組成的彈簧振子，如圖1所示。試證明彈簧振子做的運(yùn)動(dòng)是簡諧運(yùn)動(dòng)。例2、彈簧振子在光滑的水平面上做簡諧運(yùn)動(dòng)，在振子向平衡位置運(yùn)動(dòng)的過程中：A振子所受的回復(fù)力逐漸增大B振子的位移逐漸增大C振子的速度逐漸減小D振子的加速度逐漸減小。問題2：簡諧運(yùn)動(dòng)的對(duì)稱性和周期性例3、如圖2所示，一輕質(zhì)彈簧豎直放置，下端固定在水平面上，上端處于a位置，當(dāng)一重球放在彈簧上端靜止時(shí)，彈簧上端被壓縮到b位置?，F(xiàn)將重球（視為質(zhì)點(diǎn)）從高于位置的c位置沿彈簧中軸線自由下落，彈簧被重球壓縮到最低位置d.以下關(guān)于重球運(yùn)動(dòng)過程的正確說法應(yīng)是A、重球下落壓縮彈簧由a至d的過程中，重球做減速運(yùn)動(dòng)。B、重球下落至b處獲得最大速度。C、重球下落至d處獲得最大加速度。Cabd圖2D、由a至d過程中重球克服彈簧彈力做的功等于小球由c下落至d處時(shí)重力勢能減少量。XOX圖1例4、有人利用安裝在氣球載人艙內(nèi)的單擺來確定氣球的高度。已知該單擺在海平面處的周期是T0。當(dāng)氣球停在某一高度時(shí)，測得該單擺周期為T.求該氣球此時(shí)離海平面的高度h。把地球看作質(zhì)量均勻分布的半徑為R的球體。課堂提升問題再現(xiàn)例5、一彈簧振子作簡諧運(yùn)動(dòng)，周期為T ，則下列說法中正確的是： A、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，則t一定等于T/2的整數(shù)倍；C、若t=T，則在t時(shí)刻和(t+t)時(shí)刻振子運(yùn)動(dòng)的加速度 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。問題3：用簡諧運(yùn)動(dòng)圖象分析問題AB圖3例6、如圖3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、B的質(zhì)量，則A、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，下一次碰撞不可能在平衡位置左側(cè) 。oA/cmf/Hz0.250.50.75圖484例7、如圖4所示為一單擺的共振曲線，則該單擺的擺長約為多少？共振時(shí)擺球的最大速度大小是多少？（g取10m/s2）課堂提升問題再現(xiàn)問題4：波的基本概念例8、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。例9、關(guān)于機(jī)械波的概念，下列說法中正確的是（ ）A質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)的方向總是垂直于波的傳播方向B簡諧波沿長繩傳播，繩上相距半個(gè)波長的兩個(gè)質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)位移的大小相等C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D相隔一個(gè)周期的兩個(gè)時(shí)刻的波形相同問題5：波形、波的傳播方向與質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向例10、一簡諧橫波在x軸上傳播，在某時(shí)刻的波形如圖5所示。已知此時(shí)質(zhì)點(diǎn)F的運(yùn)動(dòng)方向向下，則A此波朝x軸負(fù)方向傳播B質(zhì)點(diǎn)D此時(shí)向下運(yùn)動(dòng)C質(zhì)點(diǎn)B將比質(zhì)點(diǎn)C先回到平衡位置圖5D質(zhì)點(diǎn)E的振幅為零例11、簡諧橫波某時(shí)刻的波形圖如圖6所示。由此圖可知（ ）A若質(zhì)點(diǎn)a向下運(yùn)動(dòng)，則波是從左向右傳播的B若質(zhì)點(diǎn)b向上運(yùn)動(dòng)，則波是從左向右傳播的C若波從右向左傳播，則質(zhì)點(diǎn)c向下運(yùn)動(dòng)圖6D若波從右向左傳播，則質(zhì)點(diǎn)d向上運(yùn)動(dòng)問題6：波的圖象問題例12、一列簡諧橫波向右傳播，波速為v。沿波傳播方向上有相距為L的P、Q兩質(zhì)點(diǎn)，如圖7所示。某時(shí)刻P、Q兩質(zhì)點(diǎn)都處于平衡位置，且P、Q間僅有一個(gè)波峰，經(jīng)過時(shí)間t，Q質(zhì)點(diǎn)第一次運(yùn)動(dòng)到波谷。則t的可能值（ ）A1個(gè) B2個(gè) C3個(gè)D4個(gè)課堂提升 問題再現(xiàn)例13、一根張緊的水平彈性長繩上的a、b兩點(diǎn)，相距14.0 m，b點(diǎn)在a點(diǎn)的右方，如圖8所示。當(dāng)一列簡諧橫波沿此長繩向右傳播時(shí)，若a點(diǎn)的位移達(dá)到正極大時(shí)，b點(diǎn)的位移恰為零，且向下運(yùn)動(dòng)，經(jīng)過1.00s后，a點(diǎn)的位移為零，且向下運(yùn)動(dòng)，而b點(diǎn)的位移達(dá)到負(fù)極大，則這簡諧橫波的波速可能等于( )A4.67m/sB6m/sC10m/s D14m/sab圖8例14、圖9甲所示為一列簡諧波在t=20s時(shí)的波形圖，圖19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：AV=25cm/s,向左傳播；圖9(甲)x/cmy/cm0.2050100150200PBV=50cm/s,向左傳播；CV=25cm/s,向右傳播；DV=50cm/s,向右傳播。圖7t/sy/cm0.2012345圖9(乙)課堂提升問題再現(xiàn)t/sy/cm024a圖10（甲）bab例15、一列機(jī)械波沿直線ab向右傳播，ab=2m,a、b兩點(diǎn)的振動(dòng)情況如圖10所示，下列說法中正確的是：A波速可能是B波長可能是C波長可能大于D波長可能大于。圖11問題6：波的疊加問題例16、如圖11所示，在半徑為R=45m的圓心O和圓周A處，有兩個(gè)功率差不多的喇叭，同時(shí)發(fā)出兩列完全相同的聲波，且波長=10m。若人站在B處，正好聽不到聲音；若逆時(shí)針方向從B走到A，則時(shí)而聽到時(shí)而聽不到聲音。試問在到達(dá)A點(diǎn)之前，還有幾處聽不到聲音？ 例17、如圖12甲所示，兩列相同的波相向傳播，當(dāng)它們相遇時(shí)，圖12乙中可能的波形是：圖12家甲A圖（a）和圖(b); B圖（b）和圖(c);C圖（c）和圖(d); D圖（a）和圖(d).圖12乙abcd課堂提升問題再現(xiàn)ABP12圖13例18、如圖13所示，一波源在繩的左端發(fā)生半個(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)生半個(gè)波2，頻率為f2,振幅為A2.圖中AP=PB，由圖可知（ ）A、兩列波同時(shí)到達(dá)P點(diǎn)；B、兩列波相遇時(shí)，P點(diǎn)的波峰可達(dá)（A1+A2）；C、兩列波相遇后各自保持原來波形獨(dú)立傳播；D、兩列波相遇時(shí)，繩上振幅可達(dá)（A1+A2）的質(zhì)點(diǎn)只有一點(diǎn)。例19、.兩列沿相反方向傳播的振幅和波長都相同的半波，如圖14（甲）所示，在相遇的某一時(shí)刻兩列波“消失”,如圖14（乙），此時(shí)圖中a、b質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向是：Aa向上，b向下； B. a向下，b向上；C. a、b都靜止； D. a、b都向上。ab甲乙圖141212例20、兩列簡諧波均沿x軸傳播，傳播速度的大小相等，其中一列沿x軸正方向傳播，如圖32中實(shí)線所示。一列波沿x負(fù)方向傳播，如圖15中虛線所示。這兩列波的頻率相等，振動(dòng)方向均沿y軸，則圖中x=1,2,3,4,5,6,7,8各點(diǎn)中振幅最大的是x= 的點(diǎn)，振幅最小的是x= 的點(diǎn)。xVxVxy0x12345678圖15課堂提升問題再現(xiàn)問題7：易出錯(cuò)的幾個(gè)地方例21、 如圖16所示，一列簡諧橫波沿x軸正方向傳播，從波傳到x=5m的M點(diǎn)時(shí)開始計(jì)時(shí)，已知P點(diǎn)相繼出現(xiàn)兩個(gè)波峰的時(shí)間間隔為0.4s，下面說法中正確的是（ ）圖16A這列波的波長是4mB這列波的傳播速度是10m/sC質(zhì)點(diǎn)Q（x=9m）經(jīng)過0.5s才第一次到達(dá)波峰DM點(diǎn)以后各質(zhì)點(diǎn)開始振動(dòng)時(shí)的方向都是向下圖17例22、如圖17所示,S為上下振動(dòng)的波源， 振動(dòng)頻率為100Hz，所產(chǎn)生的橫波左右傳播， 波速為80m/s，已知P、Q兩質(zhì)點(diǎn)距波源S的距離為SP=174m，SQ=162m。當(dāng)S通過平衡位置向上振動(dòng)時(shí)，P、Q兩質(zhì)點(diǎn)的位置是：AP在波峰，Q在波谷；B都在波峰； C都在波谷 ；DP在波峰，Q在波峰。例23、在均勻介質(zhì)中，各質(zhì)點(diǎn)的平衡位置在同一直線上，相鄰兩質(zhì)點(diǎn)的距離均為s，如圖18甲所示。振動(dòng)從質(zhì)點(diǎn)1開始向右傳播，質(zhì)點(diǎn)1開始運(yùn)動(dòng)時(shí)的速度方向豎直向上。經(jīng)過時(shí)間t，前13個(gè)質(zhì)點(diǎn)第一次形成如圖38乙所示的波形。關(guān)于這列波的周期和波速有如下說法A.這列波的周期T=2t/3B這列波的周期T=t/2圖18C.這列波的傳播速度v=12s/TD.這列波的傳播速度v=16s/T課堂提升點(diǎn)擊高考x/cmt/sO10-101.02.0圖11、一個(gè)單擺做簡諧運(yùn)動(dòng)，其振動(dòng)圖象如圖所示，則該單擺的周期T s；在2.0s末，擺球?qū)τ谄胶馕恢玫奈灰苮 cm。2、圖中實(shí)線和虛線分別是x軸上傳播的一列簡諧橫波在t=0和t=0.03s時(shí)刻的波形圖，x=1.2m處的質(zhì)點(diǎn)在t=0.03s時(shí)刻向y軸正方向運(yùn)動(dòng)，則該波的頻率可能是125HZ該波的波速可能是10m/st=0時(shí)x=1.4m處質(zhì)點(diǎn)的加速度方向沿y軸正方向各質(zhì)點(diǎn)在0.03s內(nèi)隨波遷移0.9m y/cm x/m O 5-50.3 0.6 0.9 1.2 1.5 1.8 2.1 圖2y/cmx/mO21046-103、一列簡諧機(jī)械橫波某時(shí)刻的波形圖如圖所示，波源的平衡位置坐標(biāo)為x=0。當(dāng)波源質(zhì)點(diǎn)處于其平衡位置上方且向下運(yùn)動(dòng)時(shí)，介質(zhì)中平衡位置坐標(biāo)x=2m的質(zhì)點(diǎn)所處位置及運(yùn)動(dòng)情況是A.在其平衡位置下方且向上運(yùn)動(dòng)B.在其平衡位置下方且向下運(yùn)動(dòng)C.在其平衡位置上方且向上運(yùn)動(dòng)D.在其平衡位置上方且向下運(yùn)動(dòng)4、一列沿x軸正方向傳播的簡諧橫波，周期為0.50s。某一時(shí)刻，離開平衡位置的位移都相等的各質(zhì)元依次為P1，P2，P3，。已知P1和P2之間的距離為20cm，P2和P3之間的距離為80cm，則P1的振動(dòng)傳到P2所需的時(shí)間為（ C ）A0.50 sB0.13 sC0.10 sD0.20 s5、一簡諧橫波沿x軸正方向傳播，某時(shí)刻其波形如圖所示。下列說法正確的是 y Ox/cm123456P Q R由波形圖可知該波的波長由波形圖可知該波的周期經(jīng)1/4周期后質(zhì)元P運(yùn)動(dòng)到Q經(jīng)1/4周期后質(zhì)元R的速度變?yōu)榱愀腻e(cuò)與點(diǎn)評(píng)FOABC6、如圖所示，一塊涂有炭黑玻璃板，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的大小。（g=10m/s2,不計(jì)阻力） 7、公安警車正以40m/s的速度追趕一罪犯，警報(bào)器每隔0.5s響一聲（響聲時(shí)間很短，可以不計(jì)），而罪犯在前方也以20m/s的速度逃跑，則罪犯聽到警聲的時(shí)間間隔是多少？若要罪犯聽不到警報(bào)聲，則罪犯應(yīng)以多大的速度逃跑？8、某臺(tái)心電圖儀的出紙速度（紙帶移動(dòng)的速度）為2.5cm/s,醫(yī)院進(jìn)行體檢時(shí)記錄下某人的心電圖如圖51所示，已知圖紙上每小格邊長為5mm。設(shè)在每分鐘時(shí)間內(nèi)人的心臟搏動(dòng)次數(shù)為人的心率，則此人的心率約為多少？（保留兩位有效數(shù)字）.圖51改錯(cuò)與點(diǎn)評(píng)參考答案例1、證明：以平衡位置O為原點(diǎn)建立坐標(biāo)軸，當(dāng)振子離開平衡位置O時(shí)，因兩彈簧發(fā)生形變而使振子受到指向平衡位置的合力。設(shè)振子沿X正方向發(fā)生位移x，則物體受到的合力為F=F1+F2=-k1x-k2x=-(k1+k2)x=-kx.所以，彈簧振子做的運(yùn)動(dòng)是簡諧運(yùn)動(dòng)。例2、分析與解：在振子向平衡位置運(yùn)動(dòng)的過程中，易知x減小，根據(jù)上述關(guān)系很容易判斷，回復(fù)力F、加速度a減??；速度V增大。即D選項(xiàng)正確。Cabd圖1a,例3、分析與解：重球由c至a的運(yùn)動(dòng)過程中，只受重力作用，做勻加速運(yùn)動(dòng)；由a至b的運(yùn)動(dòng)過程中，受重力和彈力作用，但重力大于彈力，做加速度減小的加速運(yùn)動(dòng)；由b至d的運(yùn)動(dòng)過程中，受重力和彈力作用，但重力小于彈力，做加速度增大的減速運(yùn)動(dòng)。所以重球下落至b處獲得最大速度，由a至d過程中重球克服彈簧彈力做的功等于小球由c下落至d處時(shí)重力勢能減少量，即可判定B、D正確。C選項(xiàng)很難確定是否正確，但利用彈簧振子的特點(diǎn)就可非常容易解決這一難題。重球接觸彈簧以后，以b點(diǎn)為平衡位置做簡諧運(yùn)動(dòng)，在b點(diǎn)下方取一點(diǎn)a,使ab=a,b,根據(jù)簡諧運(yùn)動(dòng)的對(duì)稱性，可知，重球在a、a,的加速度大小相等，方向相反，如圖1所示。而在d點(diǎn)的加速度大于在a,點(diǎn)的加速度，所以重球下落至d處獲得最大加速度，C選項(xiàng)正確。例4、分析與解：設(shè)單擺的擺長為L，地球的質(zhì)量為M，則據(jù)萬有引力定律可得地面的重力加速度和高山上的重力加速度分別為： 據(jù)單擺的周期公式可知由以上各式可求得例5、分析與解：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，表明兩時(shí)刻振子只是在同一位置，其速度方向還可能相反，則t不一定是T的整數(shù)倍，故A選項(xiàng)錯(cuò)誤。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，這時(shí)振子可能處于平衡位置兩側(cè)的兩個(gè)對(duì)稱的位置上，也可能是兩次處于同一位置上，這都不能保證t一定是T/2的整數(shù)倍。故選項(xiàng)B錯(cuò)誤。振子每經(jīng)過一個(gè)周期，必然回到原來的位置，其對(duì)應(yīng)的加速度一定相等。故選項(xiàng)C正確。經(jīng)過半個(gè)周期，彈簧的長度變化大小相等、方向相反，即一個(gè)對(duì)應(yīng)彈簧被壓縮，另一個(gè)對(duì)應(yīng)彈簧被拉伸，這兩種情況下彈簧的長度不相等，可見選項(xiàng)D錯(cuò)誤。綜上所述，本題正確答案為C。例6、分析與解：由于碰撞后兩擺球分開各自做簡諧運(yùn)動(dòng)的周期相同，任作出B球的振動(dòng)圖象如圖2所示，而A球碰撞后可能向右運(yùn)動(dòng)，也可能向左運(yùn)動(dòng)，因此A球的振動(dòng)圖象就有兩種情況，如圖2中A1和A2。從圖中很容易看出無論兩擺球的質(zhì)量之比是多少，下一次碰撞只能發(fā)生在平衡位置。即CD選項(xiàng)正確。tx0圖2 BA1A2從例6可以看出， 利用振動(dòng)圖象分析問題非常簡便。希望同學(xué)們養(yǎng)成利用圖象分析問題的習(xí)慣。例7、分析與解：這是一道共振曲線所給信息和單擺振動(dòng)規(guī)律進(jìn)行推理和綜合分析的題目。由題意知，當(dāng)單擺共振時(shí)頻率f=0.5Hz,即,振幅A=8cm=0.08m.由得根據(jù)機(jī)械能守恒定律可得： 解得例8、分析與解：波在介質(zhì)中傳播的快慢程度稱為波速，波速的大小由介質(zhì)本身的性質(zhì)決定，與振幅無關(guān)，所以A、B二選項(xiàng)錯(cuò)。由于振動(dòng)質(zhì)元做簡諧運(yùn)動(dòng)，在一個(gè)周期內(nèi)，振動(dòng)質(zhì)元走過的路程等于振幅的4倍，所以C選項(xiàng)錯(cuò)誤；根據(jù)經(jīng)過一個(gè)周期T ，振動(dòng)在介質(zhì)中傳播的距離等于一個(gè)波長，所以振動(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，即D選項(xiàng)正確。例9、分析與解： 質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)的方向可以與波的傳播方向垂直（橫波），也可以與波的傳播方向共線（縱波），故A選項(xiàng)錯(cuò)誤 相距一個(gè)波長的兩個(gè)質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)位移大小相等、方向相同，相距半個(gè)波長的兩個(gè)質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)位移大小相等、方向相反， B選項(xiàng)正確這是由于相距半個(gè)波長的兩個(gè)質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)狀態(tài)相差半個(gè)周期，所以它們的位移大小相等、方向相反 波每經(jīng)過一個(gè)周期就要向前傳播一個(gè)波長，但介質(zhì)中的各個(gè)質(zhì)點(diǎn)并不隨波向前遷移，只是在各自的平衡位置附近振動(dòng)，向前傳播的是質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)狀態(tài)所以C選項(xiàng)錯(cuò)誤 在波的傳播過程中，介質(zhì)中各點(diǎn)做周期性的振動(dòng)，相隔一個(gè)周期，各質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)又回到上一周期的振動(dòng)狀態(tài)因此，相隔一個(gè)周期的兩時(shí)刻波形相同故D選項(xiàng)正確 波動(dòng)是振動(dòng)的結(jié)果，波動(dòng)問題中很多知識(shí)點(diǎn)與振動(dòng)有關(guān)系，因此要搞清波動(dòng)與振動(dòng)的聯(lián)系與區(qū)別，在解決問題時(shí)才能抓住關(guān)鍵例10、分析與解：本題主要考查對(duì)波的傳播方向與波上某質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)方向間的關(guān)系的推理判斷，以及對(duì)波形圖的想像能力。對(duì)于本題，已知質(zhì)點(diǎn)F向下振動(dòng)，由上述方法可知，此列波向左傳播。質(zhì)點(diǎn)B此時(shí)向上運(yùn)動(dòng)，質(zhì)點(diǎn)D向下運(yùn)動(dòng)，質(zhì)點(diǎn)C比B先回到平衡位置。在此列波上所有振動(dòng)質(zhì)點(diǎn)的振幅都是相等的。故只有A、B選項(xiàng)正確。例11、分析與解：運(yùn)用上述逆向復(fù)描波形法可立即判定出B、D正確。例12、分析與解：解答本題，必須做出在題設(shè)條件下可能的波的圖形，然后才能作出判定。題中指出：“某時(shí)刻P、Q兩質(zhì)點(diǎn)都處于平衡位置，且P、Q間僅有一個(gè)波峰”，符合這一條件的波形圖有4個(gè)，如圖7所示。顯然，Q質(zhì)點(diǎn)第一次運(yùn)動(dòng)到波谷所需的時(shí)間t的可能值有4個(gè)。故D選項(xiàng)正確。例13、分析與解：本題考查振動(dòng)以及波動(dòng)的傳播規(guī)律，只有理解波動(dòng)(圖象)傳播的規(guī)律，準(zhǔn)確把握波動(dòng)過程中的圖象關(guān)于時(shí)間和空間的周期性，才能作出確切和完整的判斷。abab圖3由于波向右傳播，據(jù)“a點(diǎn)位移達(dá)正極大時(shí)，b點(diǎn)的位移恰為零，且向下運(yùn)動(dòng)”，可畫出此時(shí)a、b間的最簡波形，如圖3所示。因未明確a、b距離與波長的約束關(guān)系，故a、b間的距離存在“周期性”。即(n1+ (n1=0,1,2,)因所給定時(shí)間與周期的關(guān)系未知，故運(yùn)動(dòng)時(shí)間也存在“周期性”。即 (n2=0,1,2,)因此可能的波速為 當(dāng)n2=0,n1=0時(shí)，V=4.67m/s;當(dāng)n2=0,n1=1時(shí)，V=2m/s;(n2=0,V隨n1增大還將減小。)當(dāng)n2=1,n1=0時(shí)，V=23.3m/s;（n1=0,V隨n2的增大而增大.）當(dāng)n2=1,n1=1時(shí)，V=10m/s;據(jù)以上計(jì)算數(shù)據(jù)，不可能出現(xiàn)B和D選項(xiàng)的結(jié)果，故選項(xiàng)A、C正確。例14、分析與解：由圖9甲讀出=100cm,由圖9乙讀出T=2S，據(jù)V=/T得V=50cm/s.將圖9乙之y-t圖延長到t=20s時(shí)刻，可以看出P點(diǎn)運(yùn)動(dòng)方向向上，再看圖9甲，波若向右傳播，則P運(yùn)動(dòng)方向向下，波若向左傳播，則P運(yùn)動(dòng)方向向上，故判定波是向左傳播的。綜上所述，本題應(yīng)選B。圖4乙例15、分析與解：t=0時(shí)刻，a質(zhì)點(diǎn)在波谷，b質(zhì)點(diǎn)在平衡位置且向y軸正方向運(yùn)動(dòng)，根據(jù)波由a傳向b（如圖4甲所示），可知波長滿足這樣，由此可知波長不可能大于（對(duì)應(yīng)的波速也不可能大于）。當(dāng)n=0時(shí)，；當(dāng)n=10時(shí)，由V=/T得對(duì)應(yīng)的波速。故選項(xiàng)AB正確。例16、分析與解：因?yàn)椴ㄔ碅、O到B點(diǎn)的波程差為r=r1r2=R=45m=，所以B點(diǎn)發(fā)生干涉相消現(xiàn)象。在圓周任一點(diǎn)C上聽不到聲音的條件為：r = r1r2 =（2k+1）=5（2k+1）將r2=R=45m代入上式得：r1=5（2k+1）+ r2所以：r1=10k+50 或 r1= 10k+40而0 < r1 < 90m，所以有：0 <（10k+50） < 90m 和 0 <（10k+40） < 90m求得 :5 < k < 4即k = 4、3、2、1、0、1、2、3，所以在到達(dá)A點(diǎn)之前有八處聽不到聲音。例17、分析與解：當(dāng)兩列相遇時(shí)，達(dá)到圖5所示的狀態(tài)時(shí)，疊加以后的波形應(yīng)是圖12乙(b).當(dāng)兩列相遇時(shí)，達(dá)到圖6所示的狀態(tài)時(shí)，疊加以后的波形應(yīng)是圖12乙(c).所以正確答案應(yīng)是B.圖6圖5例18、分析與解：1、2兩列波在同一條繩上傳播，波速相同，所以A、B的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)傳播相同距離歷時(shí)相同，兩列波應(yīng)同時(shí)到達(dá)P點(diǎn)，選項(xiàng)A是正確的；兩列波到達(dá)P點(diǎn)后，在彼此穿過區(qū)間，P處質(zhì)點(diǎn)的位移為兩列波獨(dú)立引起的位移之和，由于兩波頻率不同，波長不同，相向傳播時(shí)，兩波峰不會(huì)同時(shí)到達(dá)P點(diǎn)，故在P處兩列波疊加的位移峰值不會(huì)達(dá)到（A1+A2），選項(xiàng)B是錯(cuò)誤的；兩波峰可同時(shí)到達(dá)的一點(diǎn)應(yīng)是與圖28中現(xiàn)正處于波峰的兩質(zhì)點(diǎn)的平衡位置等距的一點(diǎn)：如果f1>f2,則1<2,則P點(diǎn)右側(cè)某處質(zhì)點(diǎn)振幅可達(dá)到（A1+A2），而如果f1<f2,則1>2,則P點(diǎn)左側(cè)某處質(zhì)點(diǎn)振幅可達(dá)到（A1+A2），選項(xiàng)D是正確的；根據(jù)波的疊加原理，兩列波相遇后各自保持原來的波形，即如選項(xiàng)C所述。綜上所述，本題正確答案為ACD.例19、分析與解：兩列波在相遇的某一時(shí)刻兩列波“消失”了，是因?yàn)閮闪胁ǚ謩e引起各質(zhì)點(diǎn)的位移矢量和為零。但兩列波分別引起各質(zhì)點(diǎn)總的振動(dòng)速度的矢量和不為零。對(duì)于a點(diǎn)，波1使其振動(dòng)的速度為零，波2使其振動(dòng)的速度也向下，故a點(diǎn)的振動(dòng)合速度應(yīng)向下。而對(duì)于b點(diǎn)，波1使其振動(dòng)的速度方向向上，波2使其振動(dòng)的速度為零，故b點(diǎn)的振動(dòng)合速度應(yīng)向上。所以B選項(xiàng)正確。例20、錯(cuò)解：從圖中可以看出：振幅最大的是x=2，6的點(diǎn)，振幅最小的是x=4，8的點(diǎn)。分析糾錯(cuò)：對(duì)于x=4、8的點(diǎn)，此時(shí)兩列波引起的位移的矢量和為零，但兩列波引起的振動(dòng)速度的矢量和最大，故應(yīng)是振動(dòng)最強(qiáng)的點(diǎn)，即振幅最大的點(diǎn)。對(duì)于x=2和6的點(diǎn)，此時(shí)兩列波引起的位移矢量和為零，兩列波引起的振動(dòng)速度的矢量和也為零，故應(yīng)是振動(dòng)最弱的點(diǎn)，即振幅最小的點(diǎn)。例21、錯(cuò)解：由質(zhì)點(diǎn)Q（x=9m），經(jīng)過0.4s波傳到它，又經(jīng)過T/4（0.1s）Q點(diǎn)第一次到達(dá)波峰，所以C對(duì)。分析糾錯(cuò)：（1）從圖上可以看出波長為4m，選A。圖7（2）實(shí)際上“相繼出現(xiàn)兩個(gè)波峰”應(yīng)理解為，出現(xiàn)第一波峰與出現(xiàn)第二個(gè)波峰之間的時(shí)間間隔。因?yàn)樵谝粋€(gè)周期內(nèi)，質(zhì)點(diǎn)完成一次全振動(dòng)，而一次全振動(dòng)應(yīng)表現(xiàn)為“相繼出現(xiàn)兩個(gè)波峰”，即T=0.4s。則V=/T=10m/s,所以B選項(xiàng)正確。（3）質(zhì)點(diǎn)Q（x=9m）經(jīng)過0.4s開始振動(dòng)，而波是沿x軸正方向傳播，即介質(zhì)中的每一個(gè)質(zhì)點(diǎn)都被它左側(cè)的質(zhì)點(diǎn)所帶動(dòng)，從波向前傳播的波形圖7可以看出，0.4s波傳到Q時(shí)，其左側(cè)質(zhì)點(diǎn)在它下方，所以Q點(diǎn)在0.5s時(shí)處于波谷。再經(jīng)過0.2ss即總共經(jīng)過0.7s才第一次到達(dá)波峰，所以選項(xiàng)C錯(cuò)了。（4）從波的向前傳播原理可以知道，M以后的每個(gè)質(zhì)點(diǎn)都是先向下振動(dòng)的。所以選項(xiàng)D是對(duì)的。此題正確答案為A，B，D。例22、錯(cuò)解：根據(jù)=VT=0.8m,SP=174m=(21+3/4),SQ=162m=(20+1/4),據(jù)此可作出波形圖如圖8所示，故可得到“P在波峰，Q在波峰”，而錯(cuò)選D。分析糾錯(cuò)：波源S在振動(dòng)的過程之中要形成分別向左右傳播的兩列波，波形應(yīng)如圖9所示，故可得到“P在波峰，Q在波谷”，而應(yīng)選A。圖9圖8例23、錯(cuò)解：由圖可知：波長=8s,而在時(shí)間t內(nèi)波向前傳了3/2,所以周期T=2t/3，傳播速度v=12s/T，即AC正確。分析糾錯(cuò)：上述解答錯(cuò)在沒有理解題意，題說“經(jīng)過時(shí)間t，前13個(gè)質(zhì)點(diǎn)第一次形成如圖乙所示的波形”，并不說波只傳到前13個(gè)質(zhì)點(diǎn)。如果是只傳到前13個(gè)質(zhì)點(diǎn)，由于第13個(gè)質(zhì)點(diǎn)此時(shí)振動(dòng)方向向下，所以質(zhì)點(diǎn)1開始運(yùn)動(dòng)時(shí)的速度方向也應(yīng)該豎直向下，這與題給條件矛盾。所以在時(shí)間t內(nèi)波向前傳了2,所以周期T=t/2，傳播速度v=16s/T，即BD正確。點(diǎn)擊高考1、【分析】根據(jù)單擺做簡諧振動(dòng)與簡諧振動(dòng)的圖象（如圖），單擺的周期就是單擺單擺振動(dòng)一個(gè)完整的周期所用的時(shí)間T2.0s，在2.0s末，擺球?qū)τ谄胶馕恢玫奈灰苮10cm。2、【分析】觀察圖2，虛線波是實(shí)線波0.03s后的波形圖。分析x=1.2m處的質(zhì)點(diǎn)，在t=0.03s時(shí)刻向y軸正方向運(yùn)動(dòng)，所以這列橫波向右傳播。則可以得到：，分析選項(xiàng)A，f125HZ，是可能的。分析選項(xiàng)B，,，不可能。分析選項(xiàng)C，簡諧波上任一質(zhì)點(diǎn)都作簡諧振動(dòng)，所受力都是指向平衡位置，加速度也指向平衡位置，t=0時(shí)x=1.4m處質(zhì)點(diǎn)位于平衡位置之上，所以所受力及加速度的方向均為沿y軸負(fù)方向。分析選項(xiàng)D，簡諧波在傳播時(shí)，簡諧波上的質(zhì)點(diǎn)在做簡諧振動(dòng)，并沒有隨波遷移。選A。3、【分析】在簡諧波中，相距半個(gè)波長的兩個(gè)質(zhì)點(diǎn)，它們的位移方向和運(yùn)動(dòng)方向是正好相反的，我們可以從正弦波形圖上可以看出。x=0與x=2m正好相距1/2個(gè)波長，當(dāng)x=0處質(zhì)點(diǎn)處于其平衡位置上方且向下運(yùn)動(dòng)時(shí)，x=2m處質(zhì)點(diǎn)處于其平衡位置下方且向上運(yùn)動(dòng)。A正確。4、C5、AD 6.F=24N; 7.0.47s,大于340m/s; 8.70次/分。