机械运动机械波 知识归类.doc

机械运动机械波 知识归类（一） 机械振动 一，机械振动1，定义：物体在平衡位置两侧往返运动。2，特点：具有周期性。3，产生振动的条件：（1）要有回复力。回复力的定义是：指向平衡位置方向的力，属于效果力。（2）阻力足够小。4，表征振动的物理量：振幅：定义：偏离平衡位置的最大距离。由振动的能量决定。周期：定义：完成一次全振动的时间叫周期。由振子的构造因素决定。频率：定义：单位时间内完成全振动的次数。周期与频率的关系是：互为倒数。二，简谐振动1，判定方法：（1）力学条件：回复力与平衡位置的位移符合关系式： F= kx、文字表述是：物体回复力大小与偏离平衡位置的位移大小成正比，方向指向平衡位置；或是符合关系式 的振动，就是简谐振动。（2）运动学现象：如其位移随时间变化规律是正弦或余弦关系，就是简谐振动。2，特例：单摆的振动 周期： ，3，简谐振动的图象（见下面振动图象与波的图象的比较）简谐振动的振幅、周期、频率是不变的。4，简谐振动的能量：振动过程中发生势能（重力势能或弹性势能）与动能间的相互转化。当回到平衡位置时，势能最小、动能最大（对应的速度最大，加速度等于零）；当位移最大时，动能最小、势能最大（对应的速度为零，加速度最大）。简谐振动的能量与振幅有关，振幅越大，简谐振动的能量越大。【例题1】如图所示，物体 A置于物体 B上，一轻质 弹簧一端固定，另一端与 B相连，在弹性限度范围内，A和 B一起在光滑水平面上作往复运动（不计空气阻力），交保持相对静止。则下列说法正确的是 AA和 B均作简谐运动 B作用在 A上的静摩擦力大小与弹簧的形变量成正 比 CB对 A的静摩擦力对 A做功，而 A对 B的静磨擦力对 B不做功 DB对 A的静摩擦力始终对 A做正功，而 A对 B的静摩擦力始终对 B做负功 A-A48t/sx123567O【例题2】.某质点做简谐运动，其位移随时间变化的关系式为xAsin，则质点 A.第1 s末与第3 s末的位移相同 B.第1 s末与第3 s末的速度相同 C.3 s末至5 s末的位移方向都相同D.3 s末至5 s末的速度方向都相同【例题3】 一弹簧振子作简谐振动,周期为T,A.若t时刻和(t+t)时刻振子运动位移的大小相等、方向相同,则t一定等于T的整数倍;B.若t时刻和(t+t)时刻振子运动速度的大小相等、方向相反，C.若t=T，则在t时刻和(t+t)时刻振子运动加速度一定相等；D.若t=T/2，则在t时刻和(t+t)时刻弹簧的长度一定相等。【例题4】一单摆做小角度摆动，其振动图象如图，以下说 法正确的是A t1时刻摆球速度最大，悬线对它的拉力最小B t2 时刻摆球速度为零，悬线对它的拉力最小C t3 时刻摆球速度为零，悬线对它的拉力最大D t4 时刻摆球速度最大，悬线对它的拉力最大【例题5】一简谐振子沿轴振动，平衡位置在坐标原点。0时刻振子的位移-0.1m；时刻0.1m；4时刻0.1m。该振子的振幅和周期可能为A0.1m，B0.1m，8C0.2m，D0.2m，8【例题6】图中两单摆摆长相同，平衡时两摆球刚好接触。现将摆球A在两摆线所在平面内向左拉开一小角度后释放，碰撞后，两摆球分开各自做简谐运动，以mA、mB分别表示摆球A、B的质量，则（A）如果mAmB，下一次碰撞将发生在平衡位置右侧（B）如果mA0.5s)时的波形，能正确反映时波形的是图【例题7】 如图为一列沿x轴负方向传播的简谐横波在t=0时的波形图，当Q点在t=0时的振动状态传到P点时，则A.1cmx3cm范围内的质点正在向y轴的负方向运动B.Q处的质点此时的加速度沿y轴的正方向C. Q处的质点此时正在波峰位置D. Q处的质点此时运动到p处（3）振动图像和波动图像互换【例题8】一简谐机械波沿x轴正方向传播，周期为T，波长为。若在x=0处质点的振动图像如右图所示，则该波在t=T/2时刻的波形曲线为 【例题9】图甲为一列简谐横波在t=0.10s时刻的波形图，P是平衡位置为x=1 m处的质点，Q是平衡位置为x=4 m处的质点，图乙为质点Q的振动图象，则A.t=0.15s时，质点Q的加速度达到正向最大B.t=0.15s时，质点P的运动方向沿y轴负方向C.从t=0.10s到t=0.25s，该波沿x轴正方向传播了6 mD.从t=0.10s到t=0.25s，质点P通过的路程为30 cm【例题10】 一简谐横波以4m/s的波速沿x轴正方向传播。已知t=0时的波形如图所示，则 A波的周期为1s Bx=0处的质点在t=0时向y轴负向运动 Cx=0处的质点在t= s时速度为0 Dx=0处的质点在t= s时速度值最大【例题11】 一列简谐横波在某一时刻的波形图如图1所示，图中P、Q两质点的横坐标分别为x=1.5m和x=4.5m。P点的振动图像如图2所示。在下列四幅图中，Q点的振动图像可能是【例题12】介质中坐标原点0处的波源在t=0时刻开始振动，产生的简谐波沿x轴正向传播，t0时刻传到L处，波形如题17图所示。下列能描述x0处质点振动的图象是 【例题13】一列横波沿轴正向传播，为介质中的沿波传播方向上四个质点的平衡位置。某时刻的波形如图所示，此后，若经过3/4周期开始计时，则图描述的是处质点的振动图像处质点的振动图像处质点的振动图像处质点的振动图像【例题13】一列波长大于1m的横波沿着轴正方向传播，处在和的两质点、的振动图像如图所示。由此可知A波长为m B波速为C末、两质点的位移相同D末点的振动速度大于点的振 动速度（4）振动方向和传播方向的判断【例题1】一列沿x轴正方向传播的简谐横波，某时刻的波形如图所示。P为介质中的一个质点，从该时刻开始的一段极短时间内，P的速度v和加速度a的大小变化情况是DAv变小，a变大Bv变小，a变小Cv变大，a变大Dv变大，a变小 （5）波长不确定和振动周期的不确定的多解【例题1】一列间谐横波沿直线由A向B传播，A、相距.45m，右图是A处质点的振动图像。当A处质点运动到波峰位置时，B处质点刚好到达平衡位置且向轴正方向运动，这列波的波速可能是 A4.5/s B . 3.0m/s C . 1.5m/s D .0.7m/s【例题2】图1所示为一列简谐横波在t20秒时的波形图，图2是这列波中P点的振动图线，那么该波的传播速度和传播方向是Av25cm/s，向左传播 Bv50cm/s，向左传播Cv25cm/s，向右传播 Dv50cm/s，向右传播【例题3】 一列简谐波在两时刻的波形如题14图中实线和虚线所示，由图可确定这列波的A 周期 B波速C波长 D频率【例题3】图示为一列沿x轴负方向传播的简谐横波，实线为t0时刻的波形图，虚线为t0.6 s时的波形图，波的周期T0.6 s，则A.波的周期为2.4 sB.在t0.9 s时，P点沿y轴正方向运动C.经过0.4 s，P点经过的路程为4 mD.在t0.5 s时，Q点到达波峰位置【例题5】如图，一列沿轴正方向传播的简谐横波，振幅为，波速为，在波的传播方向上两质点的平衡位置相距（小于一个波长），当质点在波峰位置时，质点在轴下方与轴相距的位置，则A.此波的周期可能为B.此波的周期可能为C.从此时刻起经过，点可能在波谷位置D.从此时刻起经过，点可能在波峰位置四，波的重要性质和现象，波的叠加：几列波相遇时能够各自保持原有的波形而不互相干扰。两列波重叠的区域里，任何一个质点都遵循运动的合成。，波的干涉：频率相同的两列波叠加出现稳定的干涉图样；产生干涉的条件是两个波源必须频率 ：频率相等，相差恒定。波的衍射：波绕过障碍物或孔传到障碍物后边去（偏离直线传播）的现象。产生明显衍射的条件是：障碍物或孔的尺寸比波长小、或者跟波长相差不多。【例题1】两波源在水槽中形成的波形如图所示，其中实线表示波峰，虚线表示波谷，则 (A)在两波相遇的区域中会产生干涉 (B)在两波相遇的区域中不会产生干涉 (C) 点的振动始终加强 (D) 点的振动始终减弱【例题2】利用发波水槽得到的水面波形如a,b所示，则（A）图a、b均显示了波的干涉现象（B）图a、b均显示了波的衍射现象（C）图a显示了波的干涉现象，图b显示了波的衍射现象（D）图a显示了波的衍射现象，图b显示了波的干涉现象五，声波，声音的产生：一切发声的物体都在振动，它们就是声源。，声波的性质：声波是纵波。，声波的几种现象【例题1】反射、干涉、衍射、共鸣。夏日雷声轰鸣不绝，是声音_造成的；“闻其声而不见其人”，是由于声波_造成的；围绕正在发声的音叉走一圈，回听到声音忽强忽弱，是由于声波_造成的。_叫做共鸣。【例题2】某