江苏高考物理二轮总复习 专题10 第1课时 机械振动和机械波课件.ppt

专题十选修3-4,第1课时机械振动与机械波,(2011山东卷)如图10.11所示，一列简谐横波沿x轴传播，实线为t1=0时的波形图，此时p质点向y轴负方向运动，虚线为t2=0.01s时的波形图已知周期t0.01s.波沿x轴_(填“正”或“负”)方向传播求波速,图10.11,【答案】(1)正100m/s,【命题解读】本课时主要讨论两种常见的运动形式机械振动和机械波的特点和规律，以及它们之间的联系与区别，是高考的必考内容，其中命题频率最高的知识点是波的图象、频率、波长、波速的关系，其次是单摆周期题型多以选择题、填空题形式出现，在高考考纲中属于级要求但通过波的图象可以综合考查对波的理解能力、推理能力和空间想象能力，所以应在复习中予以重视,热点一简谐运动的表达式,【例1】如图10.12所示，弹簧振子在bc之间做往复运动，已知bc间距离为20cm，振子在2s时间内振动10次，若从某时刻振子经过平衡位置开始计时(t=0)，经过1/4周期振子有正向最大加速度试画出该振子的位移时间x-t图象,图10.12,【规律方法】建立实际振动和振动图象联系，找准振动过程中的特殊位置，是正确解答这类问题的关键振动图象的具体形态和计时开始的时刻有关，当位移取正向最大值时，速度为零，回复力为负向最大值，由牛顿第二定律可知加速度也为负向最大值，按照这样的思维链进行分析，不难确定图象的具体形态,【答案】c,【例题2】一列简谐波沿x轴负方向传播，波速v=4m/s.已知坐标原点(x=0)处质点的振动图象如图10.13所示在下列4幅图中能够正确表示t=0.15s时波形的图是(),热点二振动与波动关系的应用,图10.13,【解析】本题考查由一个质点的振动图象和波的传播方向分析不同时刻的波形图，由振动图象得到原点处的质点在t=0.15s时位于y正半轴且向下运动，由于波沿负x轴方向传播，所以此时刻靠近波源的右侧相邻质点在其下方,【答案】a,【规律方法】1.物理图象能形象地表达物理规律、直观地描述物理过程、鲜明地表示物理量之间的相互关系，是分析解决物理问题的有效手段，是高考的热点，复习时要重视2振动图象与波动图象都具有空间周期性两个图象的坐标轴所表示物理意义不同振动图象的横坐标表示时间，而波动图象的横坐标表示介质中各质点的平衡位置两个图象所描述的对象不同，振动图象描述的是一个质点的位移随时间的变化情况，而波动图象描述的是介质中各个质点某一时刻各自振动所能达到的位置情况,通俗说，振动图象相当于是一个质点一段时间内的“录像”，波动图象则是某一时刻一群质点振动的“集体照片”随着时间的推移，振动图象原来的形状(即过去质点不同时刻所到达的位置)不再发生变化，而波动图象由于各质点总在不断地振动，所有图象将发生周期性的变化3波动图象往往具有多解：当波的传播方向不确定时会出现多解波传播的周期性会引起多解问题波中两质点间距离不定或相位之间的关系不定时，亦会形成多解,【变式练习】一质点以坐标原点为中心位置在y轴上做简谐运动，其振动图象如图10.14所示，振动在介质中产生的简谐横波沿x轴正方向传播，波速为1m/s，从t=0时刻开始经过0.2s后此质点立即停止运动，则再经过0.3s时的波形图是下图中的(),图10.14,【解析】由振动图象可知波源从平衡位置开始起振的方向向上，这意味着任意刚刚开始振动的质点的振动方向必定向上，故经过0.2s+0.3s=0.5s时，波在x轴正方向传播的距离为0.5m，且最前方质点振动方向向上，b项正确,【答案】b,热点三波的特有现象,【例3】(2010上海卷)利用发波水槽得到的水面波形如图10.15a、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,图10.15,【解析】波绕过障碍物继续传播的现象叫波的衍射当狭缝宽度和波长差不多或狭缝宽度比波长更小时，就会发生明显的衍射现象，a图发生了衍射现象两列频率相同的波叠加，则形成某些区域的振幅加大，某些区域振幅减弱的稳定干涉图样，b图是干涉现象所以d项正确【答案】d,【规律方法】衍射、干涉是波的特有现象(1)两列波相遇叠加时遵从叠加原理，但两列波叠加时不受波的频率限制；干涉是一种特殊的叠加，即是两波的频率相同时，使某些振动加强点总加强，振动减弱点总减弱的现象(2)当波形成后就可以脱离波源而单独存在，凡是被带动的质点就可视为一个新的波源衍射总是存在，只是明显与不明显而已，不明显表现为直线传播,【变式练习】(2011南通二调)射电望远镜是接受天体射出电磁波(简称“射电波”)的望远镜电磁波信号主要是无线电波中的微波波段(波长为厘米或毫米级)在地面上相距很远的两处分别安装射电波接收器，两处接收到同一列宇宙电波后，再把两处信号叠加，最终得到的信号是宇宙射电波在两处的信号干涉后的结果下列说法中正确的是()a当上述两处信号步调完全相反时，最终所得信号最强b射电波沿某方向射向地球，由于地球自转，两处的信号叠加有时加强，有时减弱，呈周期性变化c干涉是波特有的现象，所以任何两列射电波都会发生干涉d波长为毫米级射电波比厘米波更容易发生衍射现象,b,热点四单摆及单摆周期,【例4】做简谐运动的单摆摆长不变，若摆球质量增加为原来的4倍，摆球经过平衡位置时速度减小为原来的1/2,则单摆振动的()a频率、振幅都不变b频率、振幅都改变c频率不变、振幅改变d频率改变、振幅不变,【答案】c,【规律方法】在单摆这块内容中，除了应该注意单摆本身所受的回复力以及位移、速度、加速度等物理量的考查，还要注意实验“探究单摆周期与摆长的关系”,【变式练习】把地球上的一个秒摆(周期等于2s的摆称为秒摆)拿到月球上去，它的振动周期变为多少？已知地球质量m地=5.981024kg，半径r地=6.4106m，月球质量m月=7.341022kg，半径r月=1.74106m.,【命题预测】渔船常利用超声波来探测远处鱼群的方位已知某超声波频率为1.0105hz，某时刻该超声波在水中传播的波动图象如图10.16所示(1)从该时刻开始计时，画出x=7.510-3m处质点做简谐运动的振动图象(至少一个周期)(2)现测得超声波信号从渔船到鱼群往返一次所用时间为4s，求鱼群与渔船间的距离(忽略船和鱼群的运动),图10.1-6,【预测