湖北省远安一中高三物理 第十一至十二章《机械振动和机械波》回归教材复习导学案.doc

第十一至十二章机械振动和机械波回归教材导学案班级： 组号： 姓名： 【学习目标】根据导学案的提示有选择性地、有目的地阅读相关教材（含概念、规律、例题、插图、阅读材料、旁批、思考与讨论、做一做、课后习题等），掌握基础知识、基本思想和方法。【阅读教材】问题1阅读课本p2-3完成：（1）分析图11.1-1和11.1-3中小球的运动特点，分别画出水平弹簧振子和竖直弹簧振子的运动模型简图。水平弹簧振子： 竖直弹簧振子：（2）（阅读p2图第2段旁批、p3最后一段）研究振动时所说的位移都是对于 的位移，图11.1-2弹簧振子的频闪照片不是小球的运动轨迹，而是小球振动的 图像。质点的位移和时间遵循正弦函数规律的振动叫做 ，它是最简单、最基本的振动。问题2 阅读课本p6-7完成：（1）（阅读p5“描述简谐运动的物理量”和p6“做一做”）描述简谐运动的物理量有 、周期和频率、 。测量振动的周期的正确方法是测量 以减小测量误差，即周期t= ，本实验说明了简谐运动的周期与振幅的关系是 。（2）（阅读p7第一段）简写谐运动的表达式是 （口述表达式中各量的意义）。 问题3阅读课本p10-11完成：（1）（阅读p11第3段）质点做简谐运动时，所受合力应满足的条件是：合力的大小与质点 的大小成正比，方向总是指向 ，根据该力的作用效果把他称为回复力，即f回= 。水平弹簧振子的回复力是由 提供的，竖直弹簧振子的回复力是由 提供的，单摆的回复力是由 提供的。判断物体做简谐运动的思路是：从运动学的角度看，其位移时间图像是 曲线，位移时间表达式是 ；从动力学（受力）角度看，所受合力满足方程 。（2）（阅读p11第4、5段）质点做简谐运动，其动能和势能相互转化，但总的机械能 。实际的运动都有一定的能量损耗，所以简谐运动是一种理想化的模型。 问题4 阅读课本p1317完成：（1）（阅读p13第2段及旁批）构成单摆的装置要满足的条件是： 与小球相比可以忽略；球的直径与 比可以忽略。从小球受力的角度看，应满足的条件是：与小球的重力及绳的拉力相比， 可以忽略，因此，实验时应选择 的小球和 的线。可见，单摆是实际摆的理想化模型。（2）结合图11.4-3，阅读p14第26段及旁批，理清证明单摆做简谐运动的思路，找出相应的方程。请你证明证明单摆做简谐运动。（3）（阅读p15实验“实验过程中要注意以下几点”、 p17第1段）“探究单摆周期与摆长的关系”实验中，要注意的是：摆的振幅（或偏角） ；摆线和摆球的选择（口述应该如何选择？）；细线上端的悬挂方式应该选择图11.4-5甲、乙图的 图，其优点是 ；摆长的测量值应为 、 二者之和（口述应该如何测量？）；周期的测量应该选择图11.4-7甲、乙图的 图作为计时开始与停止的时刻，优点是 ，并且应测量单摆做 全振动的时间再计算出周期的测量值，优点是 ；通过数据分析，对周期t与摆长l的定量关系做出猜测时，应由简单到复杂进行，即可能是t 、t 、t 、t 。荷兰物理学家 确定了单摆的周期公式t= ，可见，单摆周期与 、 无关。（4）（阅读p17第2段）利用单摆可以测定重力加速度，g= 。作出lt2图象，其图象是 ，图线的斜率k= ，重力加速度g= （用k表示）。问题5 阅读课本p1821完成：（1）（阅读p18第1、2、4段）振动系统 时的振动叫固有振动；振动系统受到阻力的作用时，做 的振动叫阻尼振动；使周期性的外力（这种外力叫 ）作用于振动系统，对系统做功，补偿系统的能量损耗，这样的振动叫 。图11.5-2的实验表明，受迫振动的频率总等于 ，与系统的固有频率 。（2）观察图11.5-4共振曲线，由图线可以看出，当驱动力的频率等于系统的 时，受迫振动的振幅 ，这种现象叫共振。图11.5-3实验中， 摆（填“b”、“c”、“d”振幅最大。问题6 阅读课本p2425完成：（1）（阅读p24第1段）图12.1-3中，绳端在手的牵引下起振方向 ，在图中标p1p9各个质点的起振方向，都是 的，只是后面的质点总是比前面的质点 开始振动。绳端的振动形式能够沿绳传播的动力学原因是 ，质点并不随波迁移。（2）（阅读图12.1-3、12.1-4、12.1-6及p25最后4段）绳中形成的波是 ，弹簧中形成的波是 ，空气中传播的声波是 （填“横波”或“纵波”）。组成介质的质点间有 ，一个质点的质点的振动会引起 的质点的振动。波在传播“振动”这种运动形式的同时，也将波源的 、 传递出去。问题7 （阅读p27第5、6两段）介质中有正弦波传播时，介质的质点在做 。简谐波的波形图与质点的振动图象都是正弦曲线，但它们的意义不同。波形图表示介质中的 在 的位移，振动图象表示介质中 在 的位移。 问题8 （阅读p29第4、7两段）在波动中，各个质点的振动周期或频率都是 ，都等于 的振动周期或频率。波速、波长、频率的关系是： （写公式），其中，波速由 ，周期或频率由 。 问题9 阅读课本p3235完成：（1）观察p32图12.4-1可知，水波的波长一定时，狭缝越 ，水波的衍射现象越明显；观察p32图12.4-2可知，狭缝宽度一定时，水波的波长 时，水波的衍射现象越明显。（2）（阅读p33第1、2两段及“说一说”）观察到明显衍射现象的条件是：缝、孔的宽度或障碍物的尺寸跟 ，或者 。通常，声波的波长在1.7cm-17m之间，光波的波长在0.4um-0.7um的范围内，可见 容易发生衍射现象。（口述：（1）初中学习的光沿直线传播与现在学习的光的衍射现象的联系？（2）超声波定位仪为什么使用超声波而不使用普通的声波？）（3）阅读p33第6、7两段并结合图12.4-3理解：几列波相遇时能够 各自的运动特征，在几列波重叠的区域里，介质的质点的位移等于几列单独传播时引起的位移的 。（4）阅读p34“演示”实验内容，“波源是固定在同一个 振动片上的两根细杆”说明两个波源的 相同，振动的相位差 。两列波相遇时形成稳定的干涉图样如图12.4-4所示，图中出现的一条条相对平静的水面（即振动 区）和激烈振动的区域（即振动 区）（填“加强”或“减弱”）。（5）阅读p35第2段并结合图12.4-5理解：图12.4-5中，两列波波峰与波峰（或者波谷与波谷）相遇的点都在振动 区，质点振动的振幅 但位移会随时间 ；两列波波峰与波谷相遇的点都在振动 区，质点振动的振幅 但位移会随时间 。问题10阅读p37第1、4段、p38第1段，当波源与观察者互相靠近时，观察者接收到的频率 ；当波源与观察者互相远离时，观察者接收到的频率 ；多普勒效应中，波源的频率并不改变。利用多普勒效应的原理可以测量车辆速度、星球远离或靠近我们的速度、血流的速度。（口述测量速度的基本原理？）阅读p38“科学漫步”，超声波的特点是： 、 ，试举两个应用超声波的实例 、 。【习题再练】（p5问题3）如图11.1-9，在t=0到t=4s的范围内回答以下问题：（1）在1.5s和2.5s这两个时刻，质点向哪个方向运动？（2）质点相对平衡位置的位移的方向在哪段时间内跟它的瞬时速度的方向相同？在哪段时间内跟瞬时速度的方向相反？（3）质点在第2s末的位移是多少？质点在前2s内走过的路程是多少？2（p10问题4）图11.2-6为a、b两个简谐运动的位移-时间图像。请根据图像写出这两个简谐运动的位移随时间变化的关系式。3（p12问题3）做简谐运动的物体经过a点时加速度大小是2m/s2，方向指向b点；当它经过b点时，加速度的大小是3m/s2，方向指向a点。若ab之间的距离是10cm，请确定它的平衡位置。4（p17问题2）周期是2s的单摆叫秒摆，秒摆的摆长是多少？把一个地球上的秒摆拿到月球上去，已知月球上的重力加速度为1.6m/s2,它在月球上做50次全振动要用多少时间？5（p21问题3）汽车的车身是装在弹簧上的，某车的车身弹簧系统的固有周期是1.5s。这辆汽车在一条起伏不平的路上行驶，路面凸起之处大约都相隔8m。汽车以多大速度行驶时，车身上下颠簸得最剧烈？6（p21问题4）如图11.5-9是一个单摆的共振曲线。（1）试估计此单摆的摆长。（2）若摆长增大，共振曲线振幅最大值的横坐标将怎样变化。7（p28问题2）一列横波某时刻的波形如图12.2-3甲所示，图乙表示介质中某质点此后一段时间内的振动图象。（1）若波沿x轴正方向传播，图乙为k、l、m、n四点中哪点的振动图象？（2）若波沿x轴负方向传播，图乙为k、l、m、n四点中哪点的振动图象？8（p28问题3）图12.2-5的横波正在沿x轴的正方向传播，波速为0.5m/s，试画出经过1s后和4s后的波形曲线。9（p36问题2）如图12.46，挡板m是固定的，挡板n可以上下移动。现在把m、n两块挡板中的空隙当做一个“小孔”做水波的衍射实验，出现了图示的图样，p点的水没有振动起来。为了使挡板左边的振动传到p点，可以采用什么办法?10（p36问题4）图l2.47表示两列频率相同的水面波相遇时某一时刻