导学案33-期末复习8-机械振动机械波-教师版-1

专题四机械振动、机械波【活动一】机械振动及其图像(2021·浙江嘉兴模拟)如图所示，弹簧振子在光滑水平杆上的MN之间做往复振动，振幅为A，周期为T，O为平衡位置，P0为ON的中点，下列说法正确的是( )A．弹簧振子受重力、支持力、弹簧弹力和回复力的作用B．弹簧振子每经过T4时间，通过的距离均为A C．振子由O运动至P 0，所用的时间为T12D．振子由N向O运动过程中，回复力减小而位移增大(2022·山东菏泽期末)如图甲所示，物体置于光滑水平面上O点，左端连接一弹簧，弹簧左端固定于竖直墙上，用向左的力缓慢推动物块，使其压缩弹簧至A点，撤去力并开始计时，其运动图像如图乙所示。

则( )A．t＝0.8 s时，物体的速度方向向右B．t＝0.2 s时，物体在O点左侧6 cm处C．t＝0.2 s和t＝1.0 s时，物体的加速度等大反向D．t＝0.8 s到t＝1.2 s的时间内，物体的速度逐渐减小(2022·杭州重点中学期中)图甲是用力传感器对单摆做小角度摆动过程进行测量的装置图，图乙是与力传感器连接的计算机屏幕所显示的F－t图像，其中F的最大值F max＝1.02 N，已知摆球质量m＝100 g，重力加速度取9.8 m/s2，π2取9.8，不计摆线质量及空气阻力。

下列说法不正确的是( )A．单摆周期为0.8 sB．单摆摆长为0.64 mC．F的最小值F min＝0.96 N D．若仅将摆球质量变为200 g，单摆周期不变(2022·浙江金华十校一模)飞力士棒是德国物理治疗师发明的一种物理康复器材，也是一种有效加强躯干肌肉功能的训练器材。

标准型飞力士棒整体结构为中间握柄，两端负重头，用一根PVC软杆连接组成，质量为508 g，长度为1.525 m，棒的固有频率为4.5 Hz，如图所示，可以使用双手进行驱动，则下列关于飞力士棒的认识正确的是( )A．使用者用力越大飞力士棒振动越快B．随着手振动的频率增大，飞力士棒振动的幅度一定越来越大C．双手驱动该飞力士棒每分钟振动270次全振动，会产生共振D．负重头质量相同，同样材料的PVC杆缩短，飞力士棒的固有频率不变【活动二】机械波及其图像(2022·湖南岳阳二模)两列简谐横波分别沿x轴正方向和负方向传播，两波源分别位于x＝－0.2 m和x＝1.2 m处，两列波的波速均为0.4 m/s，如图为t＝0时刻两列波的图像。

高中物理会考复习《机械振动和机械波》复习导学案【文本研读案】知识点一、简谐运动1.定义：如果物体所受的力跟偏离平衡位置的位移大小成____比，并且总指向_________,物体的运动叫做简谐运动.2.振幅（A ）：指的是振动物体离开平衡位置的最_____距离.单位是______.3.周期(T)：指的是振动物体完成一次全振动所需的______.单位是______.4.频率（f ）：指的是振动物体在单位时间内完成的全振动的次数.单位是______.5.周期和频率的关系是：___________.6.固有周期和固有频率：即物体的振动周期和频率是由物体本身的性质决定的，跟振幅____关.知识点二、单摆1.单摆做简谐运动的条件：摆角θ<____，回复力为摆球重力沿切线方向的分力θsin mg .2.单摆振动的周期：_________=T ,从公式可看出单摆的周期只与_____、_____有关，与振幅和摆球的质量无关.注意：摆长l 是指悬挂点到摆球______的距离. 3.单摆的应用：测定重力加速度，由glT π2=得___________=g 知识点三、简谐运动的振动图像 1.图像特点：是一条正弦（余弦）曲线.2.图像的物理意义：表示振动的质点的位移随时间变化的规律3.简谐运动图像反映的几个物理量: (1)任一时刻振动质点的位移 (2)振幅A (3)周期T(4) 任一时刻加速度的方向 (5) 任一时刻速度的方向(6)判定某段时间内位移、回复力、加速度、速度、动能、势能的变化情况 知识点四、简谐运动的能量转化作简谐运动的物体能量的变化规律：只有_____能和______能相互转化，机械能守恒. 知识点五、机械波1.机械振动在_______中传播就形成了机械波.2.机械波只是机械振动这种形式的传播，______不会沿着波的传播方向移动.波传播的是能量.3.横波和纵波：横波：质点的振动方向跟波的传播方向_______的波。

高考物理第一轮复习08—机械振动和机械波学案新人教版kx单摆：受迫振动共振在介质中的传播机械波形成和传播特点类型横波纵波描述方法波的图象波的公式：x=vt特性声波，超声波及其应用波的叠加干涉衍射多普勒效应实例单元切块：按照考纲的要求，本章内容可以分成两部分，即：机械振动；机械波。

其中重点是简谐运动和波的传播的规律。

难点是对振动图象和波动图象的理解及应用。

机械振动教学目标：1、掌握简谐运动的动力学特征和描述简谐运动的物理量；掌握两种典型的简谐运动模型弹簧振子和单摆。

掌握单摆的周期公式；了解受迫振动、共振及常见的应用2、理解简谐运动图象的物理意义并会利用简谐运动图象求振动的振幅、周期及任意时刻的位移。

3、会利用振动图象确定振动质点任意时刻的速度、加速度、位移及回复力的方向。

教学重点：简谐运动的特点和规律教学难点：谐运动的动力学特征、振动图象教学方法：讲练结合，计算机辅助教学教学过程：一、简谐运动的基本概念1、定义物体在跟偏离平衡位置的位移大小成正比，并且总指向平衡位置的回复力的作用下的振动，叫简谐运动。

表达式为：F=kx是判断一个振动是不是简谐运动的充分必要条件。

凡是简谐运动沿振动方向的合力必须满足该条件；反之，只要沿振动方向的合力满足该条件，那么该振动一定是简谐运动。

2、几个重要的物理量间的关系要熟练掌握做简谐运动的物体在某一时刻（或某一位置）的位移x、回复力F、加速度a、速度v这四个矢量的相互关系。

（1）由定义知：F∝x，方向相反。

（2）由牛顿第二定律知：F∝a，方向相同。

（3）由以上两条可知：a∝x，方向相反。

（4）v和x、F、a之间的关系最复杂：当v、a同向（即 v、 F同向，也就是v、x反向）时v一定增大；当v、a反向（即 v、 F反向，也就是v、x同向）时，v一定减小。

3、从总体上描述简谐运动的物理量振动的最大特点是往复性或者说是周期性。

因此振动物体在空间的运动有一定的范围，用振幅A来描述；在时间上则用周期T来描述完成一次全振动所须的时间。

【引言】机械振动与机械波的考查以图像为主，重点是简谐运动的特点、振动和波动图像、波的传播、波的叠加、波速的计算、波的多解问题以及用单摆测定重力加速度等。

一、机械振动1、简谐运动的规律例1．如图甲所示为一弹簧振子的振动图像，规定向右的方向为正方向，试根据图像分析以下问题：（1）如图乙所示的振子振动的起始位置是 ，从初始位置开始，振子向 （填“右”或“左”）运动。

（2）在乙图中，找出图像中的O 、A 、B 、C 、D 各对应振动过程中的位置，即O 对应 ，A 对应 ，B 对应 ，C 对应 ，D 对应 。

（3）在2s =t 时，振子的速度的方向与0=t 时速度的方向 。

（4）质点在前4s 内的位移等于 。

*拓展训练1．（2024·浙江·高考真题）如图1所示，质量相等的小球和点光源，分别用相同的弹簧竖直悬挂于同一水平杆上，间距为l ，竖直悬挂的观测屏与小球水平间距为2l ，小球和光源做小振幅运动时，在观测屏上可观测小球影子的运动。

以竖直向上为正方向，小球和光源的振动图像如图2所示，则（ ）A ．1t 时刻小球向上运动B ．2t 时刻光源的加速度向上C ．2t 时刻小球与影子相位差为πD ．3t 时刻影子的位移为5A 2、单摆及周期公式23---24学年高三二轮专题复习 物理学案 第（8）期 学生姓名 班级 学号专题八：机械振动 机械波（2课时） 组编人： 校对人： 使用日期：4月1日例2．（2022·海南·高考真题）在同一地方，甲、乙两个单摆做振幅不同的简谐运动，其振动图像如图所示，求甲、乙两个单摆的摆长之比。

【导思】请写出单摆周期公式_______________________*拓展训练2．（2019·全国·高考真题）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。

物理学案专题8----机械振动和机械波B一、基本概念1.机械振动是物体或质点在其平衡位置附近所作的往复运动。

振动的强弱用振动量来衡量，振动量可以是振动体的位移、速度或加速度。

2.简谐振动定义物体在跟偏离平衡位置的位移大小成正比，并且总指向平衡位置的回复力的作用下的振动，叫简谐运动。

表达式F= -kx F∝x，方向相反。

注意⑴简谐运动的位移必须是指偏离平衡位置的位移。

也就是说，在研究简谐运动时所说的位移的起点都必须在平衡位置处。

⑵回复力是一种效果力。

是振动物体在沿振动方向上所受的合力。

由牛顿第二定律知：F∝a，方向相同由以上可知：a∝x，方向相反⑶“平衡位置”不等于“平衡状态”。

平衡位置是指回复力为零的位置，物体在该位置所受的合外力不一定为零。

（如单摆摆到最低点时，沿振动方向的合力为零，但在指向悬点方向上的合力却不等于零，所以并不处于平衡状态）⑷F=-kx是判断一个振动是不是简谐运动的充分必要条件。

凡是简谐运动沿振动方向的合力必须满足该条件；反之，只要沿振动方向的合力满足该条件，那么该振动一定是简谐运动。

v和x、F、a之间的关系最复杂：当v、a同向（即 v、F同向，也就是v、x反向）时v一定增大；当v、a反向（即 v、F反向，也就是v、x同向）时，v一定减小。

3.从总体上描述简谐运动的物理量振幅⑴振幅A是描述振动强弱的物理量。

（一定要将振幅跟位移相区别，在简谐运动的振动过程中，振幅是不变的而位移是时刻在改变的）。

周期 ⑵周期T 是描述振动快慢的物理量。

（频率f =1/T 也是描述振动快慢的物理量）周期由振动系统本身的因素决定，叫固有周期。

任何简谐振动都有共同的周期公式：km T π2=（其中m 是振动物体的质量，k 是回复力系数，即简谐运动的判定式F = -kx 中的比例系数，对于弹簧振子k 就是弹簧的劲度，对其它简谐运动它就不再是弹簧的劲度了）4. 典型的简谐运动：弹簧振子 周期⑴周期km T π2=，与振幅无关，只由振子质量和弹簧的劲度决定。

机械振动和机械波第一部分机械振动1机械振动定义物体在跟偏离平衡位置的位移大小成正比，并且总指向平衡位置的回复力的作用下的振动，叫简谐运动。

表达式为：F=－kx，是判断一个振动是不是简谐运动的充分必要条件。

注（1）简谐运动的位移必须是指偏离平衡位置的位移。

也就是说，在研究简谐运动时所说的位移的起点都必须在平衡位置处。

（2）回复力是一种效果力，是振动物体在沿振动方向上所受的合力。

（3）“平衡位置”不等于“平衡状态”。

平衡位置是指回复力为零的位置，物体在该位置所受的合外力不一定为零。

（如单摆摆到最低点时，沿振动方向的合力为零，但在指向悬点方向上的合力却不等于零，所以并不处于平衡状态。

）（4）做简谐运动的物体在某一时刻（或某一位置）的位移x、回复力F、加速度a、速度v这四个矢量的相互关系。

（1）F x，方向与位移方向相反。

（2）a F，方向与F方向相同。

（3）a x，方向与位移方向相反。

（4）：当v、a同向时v一定增大；当v、a反向时，v一定减小。

2．表达式，其中A是振幅，是t=0时的相位，即初相位或初相。

3．简谐运动的图象表示振动物体的位移随时间变化的规律。

（1）从平衡位置开始计时，函数表达式为，图象如图1。

（2）从最大位移处开始计时，函数表达式，图象如图2。

简谐运动的过程特点1．变化特点：抓住两条线第一，从中间到两边（平衡位置到最大位移）：，，，动能，势能，机械能E不变。

第二，从两边到中间（最大位移到平衡位置）：，动能，势能，机械能E不变。

．从图象中可以知道（1）任一个时刻质点的位移（2）振幅A （3）周期T （4）速度方向（5）加速度：注：（1）简谐运动的图象不是振动质点的轨迹。

（2）简谐运动的周期性体现在振动图象上是曲线的重复性。

简谐运动的图象任一时刻图线上过该点切线的斜率数值代表该时刻振子的速度大小，正负表示速度的方向，斜率为正时表示速度沿x正向，斜率为负时表示速度沿x负向。

1：一质点做简谐振动，其位移x与时间t的关系曲线如图所示，由可知（） A．质点振动频率是4Hz B．t＝2s时，质点的加速度最大C．质点的振幅为2cm D．t＝3s时，质点所受合外力最大答案：BC2、一质点简谐运动的振动图象如图所示。

专题二 机械振动和机械波的综合分析课题任务机械振动与机械波的综合问题振动是单个质点所表现出的周而复始的运动现象，波动是大量质点表现出的周而复始的运动现象。

振动是质点由于某种原因离开平衡位置，同时受到指向平衡位置的力——回复力的作用。

波动是由于介质中质点受到相邻质点的扰动而随着运动，并将振动形式由近及远传播开去，各质点间存在相互作用的弹力，各个质点受到回复力的作用。

振动是波动的起因，波是振动的传播；波动的周期等于质点振动的周期。

要会识别和描绘振动图像和波动图像，并能相互转化，能判断质点的运动方向和波的传播方向。

例1 (多选)图a 为一列简谐横波在t ＝0.10 s 时刻的波形图，P 是平衡位置在x ＝1.0 m 处的质点，Q 是平衡位置在x ＝4.0 m 处的质点；图b 为质点Q 的振动图像，下列说法正确的是( )A ．在t ＝0.10 s 时，质点Q 向y 轴正方向运动B ．在t ＝0.25 s 时，质点P 的加速度方向与y 轴正方向相同C ．从t ＝0.10 s 到t ＝0.25 s ，该波沿x 轴负方向传播了6 mD ．从t ＝0.10 s 到t ＝0.25 s ，质点P 通过的路程为30 cmE ．质点Q 简谐运动的表达式为yt (m)[规范解答] 由质点Q 的振动图线可知，t ＝0.10 s 时质点Q 向y 轴负方向运动，A 错误；由波的图像可知，Q 附近靠近波源的点(前面的点)在右边，波沿x 轴负方向传播，从振动图像可看出波的周期为T ＝0.2 s ，t ＝0.10 s 时质点P 向上振动，经过34T ，即在t ＝0.25 s 时，质点P 振动到x 轴下方位置，且速度方向沿y 轴正方向，加速度方向也沿y 轴正方向，B 正确；波速v ＝λT ＝80.2m/s ＝40 m/s ，故从t ＝0.10 s 到t ＝0.25 s ，该波沿x 轴负方向传播的距离为：x ＝v ·Δt ＝40×0.15 m ＝6 m ，C 正确；由于t ＝0.10 s 时质点P 不是在波峰或波谷或平衡位置，故从t ＝0.10 s 到t ＝0.25 s 的34个周期内，通过的路程不等于3A ＝30 cm ，D 错误；质点Q 做简谐振动的表达式为：y ＝A sin ⎝⎛⎭⎪⎫2πT tt (m)，E 正确。

机械振动机械波教案一、教学目标1.了解机械振动的基本概念和特点；2.了解机械波的基本概念和特点；3.能够描述机械振动的特征参数和振动方程；4.能够描述机械波的传播特点和波动方程；5.能够解决与机械振动和机械波相关的问题。

二、教学重点1.机械振动的特征参数和振动方程；2.机械波的传播特点和波动方程。

三、教学难点1.机械波的传播特点和波动方程。

四、教学过程1.导入（10分钟）通过激发学生的好奇心，引导他们思考什么是机械振动和机械波，并以日常生活中机械振动和机械波的例子来引入。

2.机械振动（20分钟）2.1机械振动的基本概念和特点通过展示一些具有振动特征的物体（如钟摆、弹簧等），引导学生了解机械振动的基本概念和特点。

2.2机械振动的特征参数和振动方程介绍机械振动的特征参数，如周期、频率、角频率、振幅等。

并通过示例讲解机械振动的振动方程。

3.机械波（20分钟）3.1机械波的基本概念和特点通过展示一些具有波动特征的物质（如水波、声波等），引导学生了解机械波的基本概念和特点。

3.2机械波的传播特点和波动方程介绍机械波的传播特点，如波速、频率、波长等。

并通过示例讲解机械波的波动方程。

4.练习与巩固（20分钟）通过小组讨论和个人思考，解决一些与机械振动和机械波相关的问题，巩固所学知识。

5.拓展与应用（20分钟）引导学生思考机械振动和机械波在日常生活和科学技术中的应用，并请学生在小组内进行讨论和展示。

6.总结与展望（10分钟）对本节课所学内容进行总结，并展望下一节课的学习内容。

五、教学资源1.PPT课件；2.实验设备：钟摆、弹簧、水槽等；3.小组讨论资料。

六、教学评价通过学生的课堂参与、小组讨论和个人解答问题等方式来评价学生的学习情况。

并根据学生的表现情况，对相关知识进行巩固和拓展。

《机械波》导学案一、学习目标1、理解机械波的形成过程和产生条件。

2、掌握横波和纵波的特点，能区分横波和纵波。

3、理解波长、频率和波速的概念及其关系。

4、能用图像描述横波，理解波的图像的物理意义。

二、知识梳理（一）机械波的形成和传播1、机械波的定义机械振动在介质中的传播形成机械波。

2、机械波产生的条件（1）要有做机械振动的物体，即波源。

（2）要有能够传播机械振动的介质。

3、机械波的传播特点（1）介质中的质点只是在各自的平衡位置附近振动，并不随波迁移。

（2）波传播的是振动这种运动形式，同时也传递能量和信息。

（二）横波和纵波1、横波质点的振动方向与波的传播方向相互垂直的波，如绳波。

2、纵波质点的振动方向与波的传播方向在同一直线上的波，如声波。

（三）波长、频率和波速1、波长（λ）在波动中，振动相位总是相同的两个相邻质点间的距离，叫做波长。

2、频率（f）波的频率由波源决定，等于波源的振动频率。

3、波速（v）（1）波速的定义：波在介质中传播的速度。

（2）波速的决定因素：由介质本身的性质决定。

（3）波长、频率和波速的关系：v ＝λf（四）波的图像1、波的图像的物理意义表示在波的传播方向上，某一时刻介质中各质点离开平衡位置的位移情况。

2、从波的图像中可以获取的信息（1）波长和振幅。

（2）该时刻各质点的位移。

（3）已知波的传播方向，可以确定各质点的振动方向；已知某质点的振动方向，也可以确定波的传播方向。

三、重难点突破（一）机械波的形成过程以绳波为例，当手握绳的一端上下振动时，相邻的质点由于绳子中张力的作用依次被带动起来振动，从而形成了绳波。

在这个过程中，后面的质点总是重复前面质点的振动，只是滞后一段时间。

（二）波长的理解波长是两个相邻的、振动相位总是相同的质点间的距离。

对于横波，相邻两个波峰或波谷之间的距离等于波长；对于纵波，相邻两个密部中央或疏部中央之间的距离等于波长。

（三）波速与质点振动速度的区别波速是指波在介质中传播的速度，它由介质的性质决定，与波源无关；质点的振动速度是指质点在平衡位置附近振动的速度，它的大小和方向随时间变化，与波速没有直接关系。