高二物理模块二 机械振动 机械波.doc

高二物理模块二机械振动机械波波的干涉机械波波的叠加波的衍射波的多普勒效应机械振动机械波机械振动简谐运动受力特点F=－Kx运动性质：变加速运动能量转化：机械能受恒典型模型弹簧振子单摆T=2(与摆球质量、振幅无关)共振受迫振动（无）阻尼振动受迫振动【知识网络】第一节机械振动【考点透视】一、考纲指要1．弹簧振子，简谐运动，简谐运动的振幅、周期和频率，简谐运动的振动图象。（Ⅱ）2．单摆，在小振幅条件下单摆作简谐运动，周期公式。（Ⅱ）3．振动中的能量转化。（Ⅰ）4．自由振动和受迫振动，受迫振动的振动频率，共振及其常见的应用。（Ⅰ）二、命题落点1．对弹簧振子的振动过程的了解、。如例1。2．考查对弹簧振子的振动图象的应用能力。如例2。3．单摆振动过程中的能量转化。如例3。4．单摆的周期公式的理解和应用，如例4【典例精析】dcba-5-4-3–2-1012345x/cm图7—1—1甲乙例1：（03江苏）．一弹簧振子沿轴振动，振幅为4cm，振子的平衡位置位于轴上的O点，图7—1—1甲图中的a、b、c、d为四个不同的振动状态；黑点表示振子的位置，黑点上的箭头表示运动的方向，图7—1—1乙图给出的①②③④四条振动图线，可用于表示振子的振动图象。（）A．若规定状态a时t=0，则图象为①B．若规定状态b时t=0，则图象为②C．若规定状态c时t=0，则图象为③D．若规定状态d时t=0，则图象为④解析：A选项，t=0时，a点的位移为3cm且向正方向运动，故图象①对。D选项，t=0时，d点位移为－4cm且向正方向运动，故图象④对，B、C与图象②③不对应，故A、D对答案：7．ADt2t4xt3A－AOt1t图7—1—2例2：（2002年广东综合）图图7—1—2为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，振子的动能最大，所受的弹性力最大D．在t4时刻，振子的动能最大，所受的弹性力最大解析：从图象的横坐标和纵坐标可以知道此图是机械振动图象，将它与机械波的图象区分开。它所描述的是一个质点在不同时刻的位置，t2和t4是在平衡位置处，t1和t3是在最大振幅处，头脑中应出现一张弹簧振子的实物图象，根据弹簧振子振动的特征，弹簧振子在平衡位置速度最大，加速度为零，即弹性力为零；在最大位置处，速度为零，加速度最大。即弹性力为最大，所以B正确。答案：B例3：(2001年全国)细长轻绳下端拴一小球构成单摆，在悬挂点正下方1/2摆长处有一个能挡住摆线的钉子A，如图7—1—3所示。现将单摆向左拉开一个小角度，，然后无初速度的释放。对于以后的运动，下列说法正确的是：Ａ图7—1—3A．摆球往返运动一次的周期比无钉子时的单摆周期小Ｂ．摆球往左、右两侧上升的最大高度一样Ｃ．摆球往在平衡位置左右两侧走过的最大弧长相等Ｄ．摆球往在平衡位置右侧的最大摆角是左侧的两倍θ1ＡααBθ2C图7—1—4解析：根据单摆做简谐运动的周期公式：T=2可以知道，T与成正比，摆长减小，周期变小，故A选项正确。摆球在摆动的过程中，空气的阻力很小可以忽略，悬线拉力不做功，只有重力做功，机械能守恒，摆球再左、右两侧上升的最大高度一样，故B选项正确。假若无钉子，摆球摆至右侧最高点B，与初位置对称，有钉子摆球摆至右侧最高点C，C、B在同一水平线上，由图7—1—4几何关系知θ2＝2αθ2<2θ1，故D项错。摆球在平衡位置左侧走过的最大弧长大于在右侧走过的最大弧长，C选项错。正确答案为A、B。答案：A、B例4：(2000年春季)已知在单摆a完成10次全振动的时间内，单摆b完成6次全振动，两摆长之差为1.6米。则两单摆摆长la与lb分别为A．la＝２.５ｍlb＝０.９ｍＢ．la＝０.９ｍlb＝２.５ｍＣ．la=２.４ｍlb＝４.０ｍＤ．la＝４.０ｍlb＝２.４ｍ解析：由题意知，Ta=，Tb=，t是a摆完成10次全振动、b摆完成6次全振动的时间，由单摆周期公式T=2得，=2=2，又la－lb=1.6m，解出la=0.9m，lb=2.5m。答案：B【常见误区】1．对于弹簧振子的振动过程了解不够，振动过程中的各个物理量如位移、回复力、加速度、速度的变化搞不清楚，因而出错。例如：例2。2．对单摆的周期公式不熟，如例4【基础演练】1．一个单摆，在某一个行星上的振动周期为T1，在另一个行星上的周期为T2，若这两个行星的质量之比为M1∶M2＝4∶1，半径之比为R1∶R2=2∶1，则（）A．T1∶T2＝2∶1B．T1∶T2＝4∶lC．T1∶T2＝∶1D．Tl∶T2＝l∶1图7—1—52．如图7—1—5所示，木块A在光滑水平面上做简谐运动，O为其平衡位置，C、D为振动中最大位移处，则下述说法中正确的是（）A．木块A在振动中