高考物理大二轮总复习与增分策略 专题十九 机械振动 机械波（加试）课件.ppt

专题十九机械振动机械波(加试),考点基础自清,考点互动探究,内容索引,考点基础自清,一、简谐运动1.定义如果质点的位移与时间的关系遵从正弦函数的规律.即它的振动图象(xt图象)是一条正弦曲线，这样的振动叫做简谐运动.2.平衡位置物体在振动过程中为零的位置.3.回复力(1)定义：使物体返回到的力.(2)公式：F.(3)方向：总是指向.,答案,回复力,平衡位置,kx,平衡位置,(4)来源：属于力，可以是某一个力，也可以是几个力的或某个力的.4.描述简谐运动的物理量：,答案,效果,合力,分力,平衡位置,所在位置,最大,距离,平衡位置,强弱,答案,全振动,单位时间,快慢,二、简谐运动的公式和图象1.表达式：(1)动力学表达式：F，其中“”表示回复力与位移的方向相反.(2)运动学表达式：x，其中A代表振幅，2f表示简谐运动的快慢，(t)代表简谐运动的相位，叫做初相.,答案,kx,Asin(t),2.图象：(1)从平衡位置开始计时，函数表达式为x，图象如图1甲所示.(2)从最大位移处开始计时，函数表达式为x，图象如图乙所示.,答案,图1,Asint,Acost,三、单摆1.单摆在一条不可伸长的轻质细线下端拴一可看做质点的物体，上端固定，这样的装置就叫单摆；单摆振动在偏角很小(3s)，质点B到达平衡位置，同时C到达波峰位置，则(),图8,A.周期为4.8sB.波长为2mC.波速为m/sD.此时质点A到达波谷位置,3,4,解析,3,4,两种图象的比较,例3(多选)图9甲为一列简谐横波在t0.10s时刻的波形图，P是平衡位置在x1.0m处的质点，Q是平衡位置在x4.0m处的质点；图乙为质点Q的振动图象.下列说法正确的是(),图9,A.在t0.10s时，质点Q向y轴正方向运动B.在t0.25s时，质点P的加速度方向与y轴正方向相同C.从t0.10s到t0.25s，该波沿x轴负方向传播了6mD.从t0.10s到t0.25s，质点P通过的路程为30cm,解析,解析由Q点的振动图象可知，t0.10s时质点Q向y轴负方向振动，选项A错误；,由波动图象可知，波向左传播，t0.10s时质点P向上振动，再经过0.15s，即t0.25s时，质点P振动到x轴的下方，加速度沿y轴正方向，选项B正确；,由于在t0.10s时，质点P既不在波峰、波谷，也不在平衡位置，因此在T的时间内通过的路程不等于3A30cm，选项D错误.,技巧点拨,“一分、一看、二找”巧解波的图象与振动图象综合类问题1.分清振动图象与波的图象.只要看清横坐标即可，横坐标为x则为波的图象，横坐标为t则为振动图象.2.看清横、纵坐标的单位.尤其要注意单位前的数量级.3.找准波的图象对应的时刻.4.找准振动图象对应的质点.,解析,5,6,变式题组,5.(多选)一简谐机械横波沿x轴正方向传播，波长为，周期为T.t0时刻的波形如图10甲所示，a、b是波上的两个质点.图乙是波上某一质点的振动图象.下列说法中正确的是(),图10,A.t0时刻质点a的速度比质点b的小B.t0时刻质点a的加速度比质点b的小C.图乙可以表示质点a的振动D.图乙可以表示质点b的振动,5,6,解析质点在平衡位置处的振动速度是最大的，所以在t0时刻a的速度小于b的速度，A正确；而质点偏离平衡位置越远加速度越大，a的加速度大于b的加速度，B错误；根据波的图象可以判断在t0时刻，b在平衡位置且向下振动，D正确，C错误.,解析,5,6,6.图11甲为一列简谐横波在某一时刻的波形图，a、b两质点的横坐标分别为xa2m和xb6m，图乙为质点b从该时刻开始计时的振动图象.下列说法正确的是(),图11,A.该波沿x方向传播，波速为1m/sB.质点a经过4s振动的路程为4mC.此时刻质点a的速度沿y方向D.质点a在t2s时速度为零,解析由题图可知，该简谐横波波长为8m，周期T8s，所以波速为v1m/s，该时刻开始质点b向上运动，所以该波沿x方向传播，A错误；,经过4s(半个周期)质点a振动的路程为2A1m，B错误；此刻质点a运动方向与质点b相反，沿y方向，C错误；在t2s时质点a在波谷处，速度为0，D正确.,1.造成波动问题多解的主要因素(1)周期性时间周期性：时间间隔t与周期T的关系不明确.空间周期性：波传播的距离x与波长的关系不明确.(2)双向性传播方向双向性：波的传播方向不确定.振动方向双向性：质点振动方向不确定.,2.解决波的多解问题的思路一般采用从特殊到一般的思维方法，即找出一个周期内满足条件的关系t或x，若此关系为时间，则tnTt(n0,1,2，)；若此关系为距离，则xnx(n0,1,2，).,例4(多选)一列简谐横波在t0时刻的波形如图12中的实线所示，t0.02s时刻的波形如图中虚线所示.若该波的周期大于0.02s，则该波的传播速度可能是(),图12,A.1m/sB.3m/sC.4m/sD.5m/s,解析,解析由于该波的周期大于0.02s，则波沿传播方向传播的距离小于一个波长，即x0).a点的振动规律如图13所示.已知波速为v10m/s，在t0.1s时b的位移为0.05m，则下列判断可能正确的是(),解析,7,8,图13,A.波沿x轴正向传播，xb0.5mB.波沿x轴正向传播，xb1.5mC.波沿x轴负向传播，xb2.5mD.波沿x轴负向传播，xb3.5m,解析由振动图象可知，振动周期T0.2s，所以vT100.2m2m；由题意可知在t0.1s时，a在平衡位置且正向上振动，b在最大位移处，这时如果波沿x轴正向传播，根据“同侧法”，a、b之间的距离为(n)(n0,1,2,3)，所以xb(n)(2n1.5)m(n0,1,2,3)；这时如果波沿x轴负向传播，根据“同侧法”，a、b之间的距离为(n)(n0,1,2,3)，所