高二物理模块二机械振动 机械波教案 新课标 人教版.doc

高二物理模块二机械振动机械波教案
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①
B．若规定状态b时t=0，则图象为②
C．若规定状态c时t=0，则图象为③
D．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．AD
t2
t4
x
t3
A
－A
O
t1
t
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—3
A．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
θ1
Ａ
α
α
B
θ2
C
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＝０.９ｍ Ｂ．la＝０.９ｍlb＝２.５ｍ
Ｃ．la=２.４ｍlb＝４.０ｍ Ｄ．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∶1 B．