新课标2020高考物理二轮复习专题七第1讲机械振动与机械波ppt课件

【题组突破】 角度 1 图象问题 1．一列简谐横波某时刻的波形如图所示，比较介质中的三个质点 a、b、c，则( )
A．此刻 a 的加速度最小 B．此刻 b 的速度最小 C．若波沿 x 轴正方向传播，此刻 b 向 y 轴正方向运动 D．若波沿 x 轴负方向传播，a 比 c 先回到平衡位置
解析：选 C.由波动图象可知，此时质点 a 位于波峰处，根据质点振动特点可知，质点 a 的 加速度最大，故 A 错误，此时质点 b 位于平衡位置，所以速度为最大，故 B 错误，若波沿 x 轴正方向传播，由“上下坡法”可知，质点 b 向 y 轴正方向运动，故 C 正确，若波沿 x 轴负方向传播，由“上下坡法”可知，a 质点沿 y 轴负方向运动，c 质点沿 y 轴正方向运动， 所以质点 c 比质点 a 先回到平衡位置，故 D 错误．
解析：选 D.由质点 P 向动能增大的方向运动，则 t＝T4时 P 点向平衡 位置运动，即运动方向向下，可得该波沿 x 轴负方向传播，故 A 错 误；图示 t＝T4时刻 Q 点处在波谷，速度为 0，小于 P 点的速度，故 B 错误；t＝34T时刻， 移动波形图可知此时 Q 点位于波峰，P 点在平衡位置下方，如图中虚线部分，此时 P 点 向 y 轴正方向振动，故 D 正确，C 错误.
解析：t＝T2时刻，题图(b)表示介质中的某质点从平衡位置向下振动，而题图(a)中质点 Q 在 t＝T2时刻从平衡位置向上振动，平衡位置在坐标原点的质点从平衡位置向下振动，所 以质点 Q 的振动图象与题图(b)不同，平衡位置在坐标原点的质点的振动图象如题图(b) 所示，选项 A 错误，D 正确；在 t＝0 时刻，质点 P 处在波谷位置，速率为零，与其平衡 位置的距离最大，加速度最大，而质点 Q 运动到平衡位置，速率最大，加速度为零，即 在 t＝0 时刻，质点 P 的速率比质点 Q 的小，质点 P 的加速度比质点 Q 的大，质点 P 与 其平衡位置的距离比质点 Q 的大，选项 B 错误，C、E 正确. 答案：CDE
角度 2 多解性、周期性问题 2．(2019·菏泽段考)一列简谐横波的波形如图所示，实线表示 t1＝0 时刻的波形图，虚线表 示 t2＝0.01 s 时刻的波形图．
(1)若 t2－t1＜T2，求波的传播方向和周期 T； (2)若 2T＞t2－t1＞T，波速可能为多大？
解析：(1)若 t2－t1＜T2，则波向右传播， 且 t2－t1＝T4，所以 T＝4(t2－t1)＝0.04 s. (2)若 2T＞t2－t1＞T，则有两种可能： ①若波向右传播，则 v＝t2－x1 t1＝01.001 m/s＝1 000 m/s. ②若波向左传播，则 v＝t2－x2 t1＝80＋.016 m/s＝1 400 m/s. 答案：(1)波向右传播 0.04 s (2)波向右传播，1 000 m/s 波向左传播，1 400 m/s
[解析] 由单摆的周期公式 T＝2π Lg可知，小球在钉子右侧时，振动周期为在左侧时振动 周期的 2 倍，所以 B、D 项错误．由机械能守恒定律可知，小球在左、右最大位移处距离 最低点的高度相同，但由于摆长不同，所以小球在左、右两侧摆动时相对平衡位置的最大 水平位移不同，当小球在右侧摆动时，最大水平位移较大，故 A 项正确，C 项错误． [答案] A
考情分析
典题再现 2.(2019·高考全国卷Ⅰ)一简谐横波沿 x 轴正方向传播，在 t＝T2时刻，该波的波形图如图(a) 所示，P、Q 是介质中的两个质点．图(b)表示介质中某质点的振动图象．下列说法正确的 是( )
A.质点 Q 的振动图象与图(b)相同 B.在 t＝0 时刻，质点 P 的速率比质点 Q 的大 C.在 t＝0 时刻，质点 P 的加速度的大小比质点 Q 的大 D.平衡位置在坐标原点的质点的振动图象如图(b)所示 E.在 t＝0 时刻，质点 P 与其平衡位置的距离比质点 Q 的大
考情分析
命题研究 从近年的高考全国卷试题可以看出，机械波的波长、波速和频率(周期)的关系是高考
热点．山东模考对本部分的考查与全国卷类似，只是题型是四选一，在备考过程中要重 视对波速和频率(周期)的关系的复习
1．必须理清的知识联系
振动与波动的综合应用 【高分快攻】
2．巧解波动图象与振动图象综合问题的基本方法
1．判断波的传播方向和质点振动方向的方法 (1)特殊点法； (2)微平移法(波形移动法)． 2．周期、波长、波速的计算 (1)周期：可根据质点的振动情况计算，若 t 时间内，质点完成了 n 次(n 可能不是整数)全 振动，则 T＝nt ；还可根据公式 T＝λv计算．
(2)波长：可根据波形图确定，若 l 的距离上有 n 个(n 可能不是整数)波长，则 λ＝nl ；也可 根据公式 λ＝vT 计算． (3)波速：可根据波形传播的时间、距离计算 v＝xt ；也可根据公式 v＝Tλ计算． 3．利用波传播的周期性、双向性解题 (1)波的图象的周期性：相隔时间为周期整数倍的两个时刻的波形相同，从而使题目的解 答出现多解的可能． (2)波传播方向的双向性：在题目未给出波的传播方向时，要考虑到波可沿 x 轴正向或负 向传播的两种可能性．
3．波的多解问题的分析思路
【典题例析】 (2019·高考全国卷Ⅱ)如图，长为 l 的细绳下方悬挂一小球 a，绳的另一端固 定在天花板上 O 点处，在 O 点正下方34l 的 O′处有一固定细铁钉．将小球向右拉开， 使细绳与竖直方向成一小角度(约为 2°)后由静止释放，并从释放时开始计时．当 小球 a 摆至最低位置时，细绳会受到铁钉的阻挡．设小球相对于其平衡位置的水 平位移为 x，向右为正．下列图象中，能描述小球在开始一个周期内的 x－t 关系的是( )
专题七 机械振动与机械波 光学 第1讲 机械振动与机械波
典题再现 1.(2020·山东等级考模拟)某一列沿 x 轴传播的简谐横波，在 t＝质点 P 正在向动能增大的方向运动．下列说法正确的是( ) A.波沿 x 轴正方向传播 B.t＝T4时刻，Q 比 P 的速度大 C.t＝34T时刻，Q 到达平衡位置 D.t＝34T时刻，P 向 y 轴正方向运动