高考物理力学知识点之机械振动与机械波分类汇编及解析(6)
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【高考复习】高考物理考点分类解析:机械振动和机械波1.简谐运动(1)定义:物体在回复力作用下的振动称为简谐运动,回复力与远离平衡位置的位移成正比,并始终指向平衡位置(2)简谐运动的特征:回复力f=-kx,加速度a=-kx/m,方向与位移方向相反,总指向平衡位置.简谐运动是一种变加速度运动。
在平衡位置,速度最大,加速度为零;在最大位移处,速度为零,加速度为最大(3)描述简谐运动的物理量① 位移X:从平衡位置到振动粒子位置的定向线段是一个向量,其最大值等于振幅②振幅a:振动物体离开平衡位置的最大距离,是标量,表示振动的强弱.③ 周期T和频率f:表示振动速度的物理量。
它们是相互对应的,即t=1/F(4)简谐运动的图像① 意思:表示振动物体的位移随时间变化的规律。
请注意,振动图像不是粒子的轨迹②特点:简谐运动的图像是正弦(或余弦)曲线.③ 用途:可直观读取每次的振幅A、周期T和位移x,确定恢复力和加速度的方向,确定位移、恢复力、加速度、速度、动能和势能在一定时间内的变化2.弹簧振子:周期和频率只取决于弹簧的劲度系数和振子的质量,与其放置的环境和放置的方式无任何关系.如某一弹簧振子做简谐运动时的周期为t,不管把它放在地球上、月球上还是卫星中;是水平放置、倾斜放置还是竖直放置;振幅是大还是小,它的周期就都是t.3.单摆:摆线的质量被忽略,不能扩展。
摆球的直径远小于摆线的长度,摆球可视为质点。
单摆是一个理想模型(1)单摆的振动可视为简谐运动的条件是:最大摆角α<5°。
(2)单摆的回复力是重力沿圆弧切线方向并且指向平衡位置的分力.(3)单摆在简谐运动中的周期公式为:T=2π①在振幅很小的条件下,单摆的振动周期跟振幅无关.② 单摆的振动周期与摆球的质量无关,只与摆长L和局部重力加速度G有关③摆长l是指悬点到摆球重心间的距离,在某些变形单摆中,摆长l应理解为等效摆长,重力加速度应理解为等效重力加速度(一般情况下,等效重力加速度g'等于摆球静止在平衡位置时摆线的张力与摆球质量的比值).4.强迫振动(1)受迫振动:振动系统在周期性驱动力作用下的振动叫受迫振动.(2)受迫振动特性:当受迫振动稳定时,系统振动频率等于驱动力频率,与系统固有频率无关(3)共振:当驱动力的频率等于振动系统的固有频率时,振动物体的振幅最大,这种现象叫做共振.共振条件:驱动力的频率等于振动系统的固有频率5.机械波:机械振动在介质中的传播形成机械波.(1)机械波产生的条件:① 波源;② 中等的(2)机械波的分类①横波:质点振动方向与波的传播方向垂直的波叫横波.横波有凸部(波峰)和凹部(波谷).② 纵波:粒子振动方向和波传播方向在同一条直线上的波称为纵波。
高考物理第六章机械振动和机械波知识点高考物理第六章机械振动和机械波知识点机械振动和机械波部分是高中物理的一大重要版块,学好这一部分对整个高中阶段物理的学习至关重要。
下面是店铺为大家精心推荐的机械振动和机械波知识点总结,希望能够对您有所帮助。
机械振动和机械波必背知识点一、机械振动:物体在平衡位置附近所做的往复运动,叫机械振动。
1、平衡位置:机械振动的中心位置;2、机械振动的位移:以平衡位置为起点振动物体所在位置为终点的有向线段;3、回复力:使振动物体回到平衡位置的力;(1)回复力的方向始终指向平衡位置;(2)回复力不是一重特殊性质的力,而是物体所受外力的合力;4、机械振动的特点:(1)往复性; (2)周期性;二、简谐运动:物体所受回复力的大小与位移成正比,且方向始终指向平衡位置的运动;(1)回复力的大小与位移成正比;(2)回复力的方向与位移的方向相反;(3)计算公式:F=-Kx;如:音叉、摆钟、单摆、弹簧振子;三、全振动:振动物体如:从0出发,经A,再到O,再到A/,最后又回到0的周期性的过程叫全振动。
例1:从A至o,从o至A/,是一次全振动吗?例2:振动物体从A/,出发,试说出它的一次全振动过程;四、振幅:振动物体离开平衡位置的最大距离。
1、振幅用A表示;2、最大回复力F大=KA;3、物体完成一次全振动的路程为4A;4、振幅是表示物体振动强弱的物理量;振幅越大,振动越强,能量越大;五、周期:振动物体完成一次全振动所用的时间;1、T=t/n (t表示所用的总时间,n表示完成全振动的次数)2、振动物体从平衡位置到最远点,从最远点到平衡为置所用的时间相等,等于T/4;六、频率:振动物体在单位时间内完成全振动的次数;1、f=n/t;2、f=1/T;3、固有频率:由物体自身性质决定的频率;七、简谐运动的图像:表示作简谐运动的物体位移和时间关系的图像。
1、若从平衡位置开始计时,其图像为正弦曲线;2、若从最远点开始计时,其图像为余弦曲线;3、简谐运动图像的作用:(1)确定简谐运动的周期、频率、振幅;(2)确定任一时刻振动物体的位移;(3)比较不同时刻振动物体的速度、动能、势能的大小:离平衡位置跃进动能越大、速度越大,势能越小;(4)判断某一时刻振动物体的运动方向:质点必然向相邻的后一时刻所在位置运动4、作受迫振动的物体的振动频率等于驱动力的`频率与其固有频率无关;物体发生共振的条件:物体的固有频率等于驱动力的频率;八、单摆:用一轻质细绳一端固定一小球,另一端固定在悬点的装置。
机械振动和机械波知识点复习一 机械振动知识要点1. 机械振动:物体(质点)在平衡位置附近所作的往复运动叫机械振动,简称振动条件:a 、物体离开平衡位置后要受到回复力作用。
b 、阻力足够小。
回复力:效果力——在振动方向上的合力 平衡位置:物体静止时,受(合)力为零的位置: 运动过程中,回复力为零的位置(非平衡状态) 描述振动的物理量位移x (m )——均以平衡位置为起点指向末位置振幅A (m )——振动物体离开平衡位置的最大距离(描述振动强弱) 周期T (s )——完成一次全振动所用时间叫做周期(描述振动快慢) 全振动——物体先后两次运动状态(位移和速度)完全相同所经历的过程频率f (Hz )——1s 钟内完成全振动的次数叫做频率(描述振动快慢) 2. 简谐运动概念:回复力与位移大小成正比且方向相反的振动 受力特征:kx F -= 运动性质为变加速运动 从力和能量的角度分析x 、F 、a 、v 、E K 、E P 特点:运动过程中存在对称性平衡位置处:速度最大、动能最大;位移最小、回复力最小、加速度最小 最大位移处:速度最小、动能最小;位移最大、回复力最大、加速度最大✧ v 、E K 同步变化;x 、F 、a 、E P 同步变化,同一位置只有v 可能不同3. 简谐运动的图象(振动图象)物理意义:反映了1个振动质点在各个时刻的位移随时间变化的规律 可直接读出振幅A ,周期T (频率f ) 可知任意时刻振动质点的位移(或反之) 可知任意时刻质点的振动方向(速度方向) 可知某段时间F 、a 等的变化4. 简谐运动的表达式:)2sin(φπ+=t TA x 5. 单摆(理想模型)——在摆角很小时为简谐振动回复力:重力沿切线方向的分力 周期公式:glT π2= (T 与A 、m 、θ无关——等时性) 测定重力加速度g,g=224T Lπ 等效摆长L=L 线+r6. 阻尼振动、受迫振动、共振阻尼振动(减幅振动)——振动中受阻力,能量减少,振幅逐渐减小的振动 受迫振动:物体在外界周期性驱动力作用下的振动叫受迫振动。
高考物理力学知识点之机械振动与机械波图文解析一、选择题1.一列横波某时刻的波形图如图甲所示,图乙表示介质中某质点此后一段时间内的振动图象.下列说法正确的是()A.若波沿x轴正方向传播,则图乙表示的是质点N的振动图象B.若波沿x轴负方向传播,则图乙表示的是质点K的振动图象C.若图乙表示的是质点L的振动图象,则波沿x轴正方向传播D.若图乙表示的是质点M的振动图象,则波沿x轴负方向传播2.如图所示,一单摆在做简谐运动,下列说法正确的是A.单摆的幅度越大,振动周期越大B.摆球质量越大,振动周期越大C.若将摆线变短,振动周期将变大D.若将单摆拿到月球上去,振动周期将变大3.一洗衣机在正常工作时非常平稳,当切断电源后,发现洗衣机先是振动越来越剧烈,然后振动再逐渐减弱,对这一现象,下列说法正确的是()①正常工作时,洗衣机波轮的运转频率比洗衣机的固有频率大;②正常工作时,洗衣机波轮的运转频率比洗衣机的固有频率小;③正常工作时,洗衣机波轮的运转频率等于洗衣机的固有频率;④当洗衣机振动最剧烈时,波轮的运转频率恰好等于洗衣机的固有频率.A.①B.③C.①④D.②④4.在天花板O点处通过细长轻绳栓一小球构成单摆,在O点正下方A点有一个能挡住摆线的钉子,OA的距离是单摆摆长的一半,如图所示。
现将单摆向左方拉开一个小角度θ(θ<5°),然后无初速度地释放,关于单摆以后的运动,下列说法正确的是()A .摆球往返运动一次的周期比无钉子时的单摆周期小B .摆球在平衡位置右侧上升的最大高度大于在平衡位置左侧上 升的最大高度C .摆球在平衡位置左、右两侧走过的最大弧长相等D .摆球向左经过最低点的速度大于向右经过最低点的速度5.两个弹簧振子,甲的固有频率是100Hz ,乙的固有频率是400Hz ,若它们均在频率是300Hz 的驱动力作用下做受迫振动,则 ( ) A .甲的振幅较大,振动频率是100Hz B .乙的振幅较大,振动频率是300Hz C .甲的振幅较大,振动频率是300Hz D .乙的振幅较大,振动频率是400Hz6.图甲所示为以O 点为平衡位置、在A 、B 两点间做简谐运动的弹簧振子,图乙为这个弹簧振子的振动图象,由图可知下列说法中正确的是A .在t =0.2s 时,弹簧振子运动到O 位置B .在t =0.1s 与t =0.3s 两个时刻,弹簧振子的速度相同C .从t =0到t =0.2s 的时间内,弹簧振子的动能持续地减小D .在t =0.2s 与t =0.6s 两个时刻,弹簧振子的加速度相同7.如图所示,质量为m 的物块放置在质量为M 的木板上,木板与弹簧相连,它们一起在光滑水平面上做简谐振动,周期为T ,振动过程中m 、M 之间无相对运动,设弹簧的劲度系数为k 、物块和木板之间滑动摩擦因数为μ,A .若t 时刻和()t t +∆时刻物块受到的摩擦力大小相等,方向相反,则t ∆一定等于2T 的整数倍B .若2Tt ∆=,则在t 时刻和()t t +∆时刻弹簧的长度一定相同 C .研究木板的运动,弹簧弹力充当了木板做简谐运动的回复力D .当整体离开平衡位置的位移为x 时,物块与木板间的摩擦力大小等于mkx m M+ 8.在平静的水面上激起一列水波,使漂浮在水面上相距6.0m 的小树叶a 和b 发生振动,当树叶a 运动到上方最大位移处时,树叶b 刚好运动到下方最大位移处,经过1.0s 后,树叶a 的位移第一次变为零。
专题六机械振动与机械波一、大纲解读振动在介质中的传播形成波,本专题涉及的Ⅱ级要求有三个:弹簧振子、简谐运动、简谐运动的振幅、周期和频率、简谐运动的位移—时间图象;单摆,在小振幅条件下单摆做简谱运动,周期公式;振动在介质中的传播——波、横波和纵波、横波的图像、波长、频率和波速的关系。
它们是高考考查的重点,其中振动与波动的结合问题是高考出题的一个重要方向,单摆的问题经常结合实际的情景进行考查,有时也综合题出现,但往往比较简单,以考查周期公式为主。
涉及的I级要求有五个,其中共振,波的叠加、干涉、衍射等问题都曾在高考中出现,复习中不能忽视。
只要振动的能量转化、多普勒效应在高考中出现次数的相对较少是考查的冷门。
二、重点剖析1.机械振动这一部分概念较多,考点较多,对图象要求层次较高,因而高考试题对本部分内容考查的特点是试题容量较大,综合性较强,一道题往往要考查力学的多个概念或者多个规律。
因此,在复习本专题时,要注意概念的理解和记忆、要注意机械振动与牛顿定律、动量守恒定律、机械能守恒定律的综合应用。
要求掌握简谐运动的判断方法,知道简谐运动中各物理量的变化特点,知道简谐运动具有周期性,其运动周期由振动系统本身的性质决定,清楚简谐运动涉及到的物理量较多,且都与简谐运动物体相对平衡位置的位移x存在直接或间接关系,如果弄清了图6-1的关系,就很容易判断各物理量的变化情况。
2.理解和掌握机械波的特点:(1)在简谐波传播方向上,每一个质点都以它自己的平衡位置为中心做简谐运动;后一质点的振动总是落后于它前一质点的振动。
(2)波传播的只是运动形式(振动)和振动能量,介质并不随波的传播而迁移。
(3)同一列波上所有质点的振动都具有相同的周期和频率。
3.理解波长是两个相邻的在振动过程中对平衡位置的位移总相等的质点间的距离。
也是波在一个周期内向前传播的距离,波的周期决定于振源的周期,一列波上所有质点振动的周期都相等。
4.掌握衍射、干涉是波的特有现象。
机械振动考点01 简谐运动1. . (2024年高考辽宁卷)如图(a),将一弹簧振子竖直悬挂,以小球的平衡位置为坐标原点O,竖直向上为正方向建立x轴。
若将小球从弹簧原长处由静止释放,其在地球与某球状天体表面做简谐运动的图像如(b)所示(不考虑自转影响),设地球、该天体的平均密度分别为1r和2r,地球半径是该天体半径的n倍。
12r r 的值为( )A. 2n B.2n C.2nD.12n【答案】C【解析】解法一:将小球从弹簧原长出由静止释放,小球下落到弹力与重力相等时速度最大,此时弹簧伸长A=mg/k ,小球将围绕弹力与重力相等处做振幅为A=mg/k 的简谐运动。
由小球简谐运动图像可知,在地球表面和天体表面简谐运动的振幅之比为2׃1,即地球表面和天体表面的重力加速度之比为2׃1。
由GM/R 2=g ,ρ=M/V ,V=343R p ,解得ρ=34g RG p ;12r r =12g g 21RR =2×1/n=2/n ,C 正确。
解法二:设地球表面的重力加速度为g ,某球体天体表面的重力加速度为g ¢,弹簧的劲度系数为k ,根据简谐运动的对称性有4k A mg mg ×-=,2k A mg mg ¢¢×-=可得 2kA g m =,kAg m¢=可得2g g =¢设某球体天体的半径为R ,在星球表面,有()()31243nR mGmgnR r p ××=32243R mGmg R r p ××¢=联立可得 122nr r =,故选C 。
2. (2024年高考江苏卷)如图所示,水面上有O 、A 、B 三点共线,OA =2AB ,0=t 时刻在O 点的水面给一个扰动,t 1时刻A 开始振动,则B 振动的时刻为( )A. t 1B.132t C. 2t 1 D.152t 【答案】B 【解析】机械波的波速v 不变,设OA =2AB =2L ,故可得:12L t v=可得:112AB L t t v ==故可得B 振动的时刻为1132AB t t t t =+=,B 正确。
高考物理最新力学知识点之机械振动与机械波解析一、选择题1.一列波长大于1 m的横波沿着x轴正方向传播.处在x1=1 m和x2=2 m的两质点A、B 的振动图象如图所示,由此可知().A.波长为4 3 mB.波速为1m/sC.3 s末A、B两质点的位移相同D.1 s末A点的振动速度大于B点的振动速度2.一质点做简谐运动,则下列说法中正确的是()A.若位移为负值,则速度一定为正值,加速度也一定为正值B.质点通过平衡位置时,速度为零,加速度最大C.质点每次通过平衡位置时,加速度不一定相同,速度也不一定相同D.质点每次通过同一位置时,其速度不一定相同,但加速度一定相同3.做简谐运动的物体,下列说法正确的是A.当它每次经过同一位置时,位移可能不同B.当它每次经过同一位置时,速度可能不同C.在一次全振动中通过的路程不一定为振幅的四倍D.在四分之一周期内通过的路程一定为一倍的振幅4.下列关于单摆运动过程中的受力说法,正确的是()A.单摆运动的回复力是重力和摆线拉力的合力B.单摆运动的回复力是重力沿圆弧切线方向的一个分力C.单摆过平衡位置时,所受的合力为零D.单摆运动的回复力是摆线拉力的一个分力5.在简谐运动中,振子每次经过同一位置时,下列各组描述振动的物理量总是相同的是A.速度、加速度、动能B.动能、冋复力、对平衡位置的位移C.加速度、速度、势能D.速度、动能、回复力6.如图是一弹簧振子做简谐运动的图像,下列说法中正确的是()A.质点振动的振幅为2cmB.质点振动的频率为4HzC.在2s末,质点的加速度最大D.在2s末,质点的速度最大7.下列说法中正确的是()A.只有横波才能发生干涉,纵波不能发生干涉B.“闻其声而不见其人”现象说明遇到同样障碍物时声波比可见光容易发生衍射C.在受迫振动中,物体振动的频率一定等于自身的固有频率D.发生多普勒效应时,观察者接收的频率发生了变化,是波源的频率变化的缘故8.如图所示是一弹簧振子在水平面做简谐运动的图像,那么振动系统在( )A.t3 和t5具有相同的动能和动量B.t3 和t4具有相同的动能和不同的动量C.t2 和t5时刻振子所受的回复力大小之比为 2:1D.t1 和t4时刻具有相同的加速度和速度9.一列简谐横波在某时刻的波形图如图所示,已知图中的质点b比质点a晚0. 5s起振,质点b和质点c平衡位置之间的距离为5m,则该波的波速为A.1m/s B.3m/s C.5m/s D.8m/s10.一列简谐横波沿x轴传播,t=0时刻的波形如图所示.则从图中可以看出()A.这列波的波长为5mB .波中的每个质点的振动周期为4sC .若已知波沿x 轴正向传播,则此时质点a 向下振动D .若已知质点b 此时向上振动,则波是沿x 轴负向传播的11.一条绳子可以分成一个个小段,每小段都可以看做一个质点,这些质点之间存在着相互作用。
高考物理最新力学知识点之机械振动与机械波知识点总复习有答案解析一、选择题1.两根相同的绳子上某时刻存在A、B 两列绳波,两波形如图所示。
经过t 时间,在该区域内两波再次出现如图波形,设A和B 的周期分别是T A、T B,则t 可能等于()A.T A B.T BC.2T A D.2T B2.如图所示,S是x轴上的上下振动的波源,振动频率为10Hz.激起的横波沿x轴向左右传播,波速为20m/s.质点a、b与S的距离分别为36.8m和17.2m,已知a和b已经振动.若某时刻波源S正通过平衡位置向上振动,则该时刻下列判断中正确的是A.b位于x轴上方,运动方向向下B.b位于x轴下方,运动方向向上C.a位于x轴上方,运动方向向上D.a位于x轴下方,运动方向向上3.沿x轴正向传播的一列简谐横波在t=0时刻的波形如图所示,M为介质中的一个质点,该波的传播速度为40m/s,则t=s时A.质点M对平衡位置的位移一定为负值B.质点M的速度方向与对平衡位置的位移方向相同C.质点M的加速度方向与速度方向一定相同D.质点M的加速度方向与对平衡位置的位移方向相同4.如图所示,弹簧振子以O点为平衡位置,在M、N两点之间做简谐运动.下列判断正确的是()A.振子从O向N运动的过程中位移不断减小B.振子从O向N运动的过程中回复力不断减小C.振子经过O时动能最大D.振子经过O时加速度最大5.两个弹簧振子,甲的固有频率是100Hz,乙的固有频率是400Hz,若它们均在频率是300Hz的驱动力作用下做受迫振动,则()A.甲的振幅较大,振动频率是100HzB.乙的振幅较大,振动频率是300HzC.甲的振幅较大,振动频率是300HzD.乙的振幅较大,振动频率是400Hz6.图甲所示为以O点为平衡位置、在A、B两点间做简谐运动的弹簧振子,图乙为这个弹簧振子的振动图象,由图可知下列说法中正确的是A.在t=0.2s时,弹簧振子运动到O位置B.在t=0.1s与t=0.3s两个时刻,弹簧振子的速度相同C.从t=0到t=0.2s的时间内,弹簧振子的动能持续地减小D.在t=0.2s与t=0.6s两个时刻,弹簧振子的加速度相同7.如图是观察水面波衍射的实验装置,AC 和 BD 是两块挡板,AB 是一个孔,O 是波源。
高考物理力学知识点之机械振动与机械波知识点总复习附解析一、选择题1.如图所示为一列沿x轴负方向传播的简谐横波在t1=0时的波形图。
经过t2=0.1s,Q点振动状态传到P点,则()A.这列波的波速为40cm/sB.t2时刻Q点加速度沿y轴的正方向C.t2时刻P点正在平衡位置且向y轴的负方向运动D.t2时刻Q点正在波谷位置,速度沿y轴的正方向2.下列关于简谐振动和简谐机械波的说法正确的是()A.简谐振动的平衡位置一定是物体所受合外力为零的位置。
B.横波在介质中的传播速度由波源本身的性质决定。
C.当人向一个固定的声源跑去,人听到的音调变低了。
D.当声波从空气进入水中时,声波的频率不变,波长变长。
3.如图所示,S是x轴上的上下振动的波源,振动频率为10Hz.激起的横波沿x轴向左右传播,波速为20m/s.质点a、b与S的距离分别为36.8m和17.2m,已知a和b已经振动.若某时刻波源S正通过平衡位置向上振动,则该时刻下列判断中正确的是A.b位于x轴上方,运动方向向下B.b位于x轴下方,运动方向向上C.a位于x轴上方,运动方向向上D.a位于x轴下方,运动方向向上4.一质点做简谐运动,则下列说法中正确的是()A.若位移为负值,则速度一定为正值,加速度也一定为正值B.质点通过平衡位置时,速度为零,加速度最大C.质点每次通过平衡位置时,加速度不一定相同,速度也不一定相同D.质点每次通过同一位置时,其速度不一定相同,但加速度一定相同5.关于机械振动和机械波,以下说法正确的是()A.要产生机械波,有波源就可以B.要产生机械波,必须要有波源和介质C.要产生机械波,有介质就可以D.要产生机械波,不需要有波源和介质6.如图所示,A、B两物体组成弹簧振子,在振动过程中,A、B始终保持相对静止,下列给定的四幅图中能正确反映振动过程中物体A所受摩擦力F f与振子对平衡位置位移x关系的图线为A.B.C.D.7.如图所示,一单摆在做简谐运动,下列说法正确的是A.单摆的幅度越大,振动周期越大B.摆球质量越大,振动周期越大C.若将摆线变短,振动周期将变大D.若将单摆拿到月球上去,振动周期将变大8.下列说法中正确的是()A.只有横波才能发生干涉,纵波不能发生干涉B.“闻其声而不见其人”现象说明遇到同样障碍物时声波比可见光容易发生衍射C.在受迫振动中,物体振动的频率一定等于自身的固有频率D.发生多普勒效应时,观察者接收的频率发生了变化,是波源的频率变化的缘故9.如图所示是一弹簧振子在水平面做简谐运动的图像,那么振动系统在( )A .t 3 和t 5具有相同的动能和动量B .t 3 和t 4具有相同的动能和不同的动量C .t 2 和t 5时刻振子所受的回复力大小之比为 2:1D .t 1 和t 4时刻具有相同的加速度和速度10.如图所示,一列简谐横波向右传播,P 、Q 两质点平衡位置相距0.15 m 。
高考物理机械振动和机械波知识点梳理高考物理机械振动和机械波知识点梳理初中是学物理的开始,打好地基才能盖高楼大厦;高中是盖好这座高楼大厦的重要过程。
小编准备了高考物理机械振动和机械波知识点,希望你喜欢。
1.简谐运动(1)定义:物体在跟偏离平衡位置的位移大小成正比,并且总是指向平衡位置的回复力的作用下的振动,叫做简谐运动。
(2)简谐运动的特征:回复力F=-kx,加速度a=-kx/m,方向与位移方向相反,总指向平衡位置。
简谐运动是一种变加速运动,在平衡位置时,速度最大,加速度为零;在最大位移处,速度为零,加速度最大。
(3)描述简谐运动的物理量①位移x:由平衡位置指向振动质点所在位置的有向线段,是矢量,其最大值等于振幅。
②振幅A:振动物体离开平衡位置的最大距离,是标量,表示振动的强弱。
③周期T和频率f:表示振动快慢的物理量,二者互为倒数关系,即T=1/f。
(4)简谐运动的图像①意义:表示振动物体位移随时间变化的规律,注意振动图像不是质点的运动轨迹。
(1)受迫振动:振动系统在周期性驱动力作用下的振动叫受迫振动。
(2)受迫振动的特点:受迫振动稳定时,系统振动的频率等于驱动力的频率,跟系统的固有频率无关。
(3)共振:当驱动力的频率等于振动系统的固有频率时,振动物体的振幅最大,这种现象叫做共振。
共振的条件:驱动力的频率等于振动系统的固有频率。
5.机械波:机械振动在介质中的传播形成机械波。
(1)机械波产生的条件:①波源;②介质(2)机械波的分类①横波:质点振动方向与波的传播方向垂直的波叫横波。
横波有凸部(波峰)和凹部(波谷)。
②纵波:质点振动方向与波的传播方向在同一直线上的波叫纵波。
纵波有密部和疏部。
[注意]气体、液体、固体都能传播纵波,但气体、液体不能传播横波。
(3)机械波的特点①机械波传播的是振动形式和能量。
质点只在各自的平衡位置附近振动,并不随波迁移。
②介质中各质点的振动周期和频率都与波源的振动周期和频率相同。
高考物理力学知识点之机械振动与机械波分类汇编及解析(6)一、选择题1.一条绳子可以分成一个个小段,每小段都可以看做一个质点,这些质点之间存在着相互作用。
如图所示,1、2、3、4……为绳上的一系列等间距的质点,绳处于水平方向。
质点1在外力作用下沿竖直方向做简谐运动,会带动2、3、4……各个质点依次上下振动,把振动从绳的左端传向右端。
质点1的振动周期为T 。
t = 0时质点1开始竖直向上运动,经过四分之一周期,质点5开始运动。
下列判断正确的是A .质点1与质点20间相距一个波长B .质点20开始振动时运动方向向下C .2T t =时质点5的加速度方向向上 D .34T t =时质点12的运动方向向上 2.如图所示,从入口S 处送入某一频率的声音。
通过左右两条管道路径SAT 和SBT ,声音传到了出口T 处,并可以从T 处监听声音。
右侧的B 管可以拉出或推入以改变B 管的长度,开始时左右两侧管道关于S 、T 对称,从S 处送入某一频率的声音后,将B 管逐渐拉出,当拉出的长度为l 时,第一次听到最弱的声音。
设声速为v ,则该声音的频率( )A .B .C .D .3.做简谐运动的物体,下列说法正确的是A .当它每次经过同一位置时,位移可能不同B .当它每次经过同一位置时,速度可能不同C .在一次全振动中通过的路程不一定为振幅的四倍D .在四分之一周期内通过的路程一定为一倍的振幅4.如图为一弹簧振子做简谐运动的位移﹣时间图象,在如图所示的时间范围内,下列判断正确的是( )A.0.2s时的位移与0.4s时的位移相同B.0.4s时的速度与0.6s时的速度相同C.弹簧振子的振动周期为0.9s,振幅为4cmD.0.2s时的回复力与0.6s时的回复力方向相反5.下列关于单摆运动过程中的受力说法,正确的是()A.单摆运动的回复力是重力和摆线拉力的合力B.单摆运动的回复力是重力沿圆弧切线方向的一个分力C.单摆过平衡位置时,所受的合力为零D.单摆运动的回复力是摆线拉力的一个分力6.一列波在传播过程中遇到一个障碍物,发生了一定程度的衍射,一定能使衍射现象更明显的措施是A.增大障碍物尺寸,同时增大波的频率。
B.缩小障碍物尺寸,同时增大波的频率。
C.增大障碍物尺寸,同时减小波的频率。
D.缩小障碍物尺寸,同时减小波的频率。
7.在简谐运动中,振子每次经过同一位置时,下列各组描述振动的物理量总是相同的是A.速度、加速度、动能B.动能、冋复力、对平衡位置的位移C.加速度、速度、势能D.速度、动能、回复力8.沿x轴正向传播的一列简谐横波在t=0时刻的波形如图所示,M为介质中的一个质点,该波的传播速度为40m/s,则t=s时A.质点M对平衡位置的位移一定为负值B.质点M的速度方向与对平衡位置的位移方向相同C.质点M的加速度方向与速度方向一定相同D.质点M的加速度方向与对平衡位置的位移方向相同9.下列说法中正确的是()A.只有横波才能发生干涉,纵波不能发生干涉B.“闻其声而不见其人”现象说明遇到同样障碍物时声波比可见光容易发生衍射C.在受迫振动中,物体振动的频率一定等于自身的固有频率D.发生多普勒效应时,观察者接收的频率发生了变化,是波源的频率变化的缘故10.如图是观察水面波衍射的实验装置,AC 和 BD 是两块挡板,AB 是一个孔,O 是波源。
图中已画出波源所在区域波的传播情况,每两条相邻波纹(图中曲线)间的距离表示一个波长,则波经过孔之后的传播情况,下列说法中正确的是()A .此时能明显观察到波的衍射现象B .如果将孔 AB 缩小,经过孔以后的波纹间的距离会变小C .如果将孔 AB 缩小,有可能观察不到明显的衍射现象D .如果孔的大小不变,波源的频率增大,将能更明显地观察到衍射现象11.如图所示为一列沿x 轴负方向传播的简谐横波,实线为0t =时刻的波形图,虚线为0.6s t =时的波形图,波的周期0.6s T >,则:( )A .波的周期为2.4sB .波的速度为10 m/s 3C .在0.5 s =t 时,Q 点到达平衡位置D .在0.5 s =t 时,Q 点到达波峰位置12.如图所示,S 是x 轴上的上下振动的波源,振动频率为10Hz.激起的横波沿x 轴向左右传播,波速为20m/s.质点a 、b 与S 的距离分别为36.8m 和17.2m ,已知a 和b 已经振动.若某时刻波源S 正通过平衡位置向上振动,则该时刻下列判断中正确的是A .b 位于x 轴上方,运动方向向下B .b 位于x 轴下方,运动方向向上C .a 位于x 轴上方,运动方向向上D .a 位于x 轴下方,运动方向向上13.一列横波某时刻的波形图如图甲所示,图乙表示介质中某质点此后一段时间内的振动图象.下列说法正确的是( )A.若波沿x轴正方向传播,则图乙表示的是质点N的振动图象B.若波沿x轴负方向传播,则图乙表示的是质点K的振动图象C.若图乙表示的是质点L的振动图象,则波沿x轴正方向传播D.若图乙表示的是质点M的振动图象,则波沿x轴负方向传播14.如图所示的装置,弹簧振子的固有频率是4Hz.现匀速转动把手,给弹簧振子以周期性的驱动力,测得弹簧振子振动达到稳定时的频率为1Hz.则把手转动的频率为A.1HzB.3HzC.4HzD.5Hz15.如右图甲所示,水平的光滑杆上有一弹簧振子,振子以O点为平衡位置,在a、b两点之间做简谐运动,其振动图象如图乙所示.由振动图象可以得知( )A.振子的振动周期等于t1B.在t=0时刻,振子的位置在a点C.在t=t1时刻,振子的速度为零D.从t1到t2,振子正从O点向b点运动16.一弹簧振子做简谐运动,其位移x与时间t的关系曲线如图所示,由图可知:()A.质点的振动频率是4HzB.t=2s时,质点的加速度最大C.质点的振幅为5cmD.t=3s时,质点所受合力为正向最大17.一列简谐横波某时刻的波形如图所示,该时刻a、b两质点均到达波峰位置,c质点加速度正在增大。
下列判断正确的是A .a 、b 两质点之间的距离为半个波长B .a 、b 两质点振动开始时刻相差半个周期C .a 质点完成全振动的次数比b 多一次D .a 质点完成全振动的次数比b 少一次18.如图,实线为一列沿x 轴正方向传播的简谐横波在t =0时刻的波形,虚线是该波在t =0.20s 时刻的波形,则此列波的波速可能为A .25m/sB .20m/sC .35m/sD .55m/s 19.已知在某时刻的波的图像如图所示,且M 点的振动方向向上,下述说法正确的是:( )A .A 点振动落后于M 点,波向右传播B .A 点振动落后于M 点,波向左传播C .B 点振动落后于M 点,波向右传播D .B 点振动落后于M 点,波向左传播20.一简谐横波沿水平绳向右传播,波速为v ,传播周期为T ,介质中质点的振幅为A 。
绳上两质点M 、N 的平衡位置相距34波长,N 位于M 右方。
设向上为正,在t =0时刻M 位移为2A +,且向上运动;经时间t (t <T ),M 位移仍为2A +,但向下运动,则( ) A .在t 时刻,N 位移为负,速度向下B .在t 时刻,N 位移为负,速度向上C .在t 时刻,N 恰好在波谷位置D .在t 时刻,N 恰好在波峰位置 21.如图所示,摆球质量相同的四个摆的摆长分别为L l =2m ,L 2=1.5m ,L 3=lm ,L 4=0.5m ,悬于同一根绷紧的横线上,用一周期为2s 的驱动力作用在横线上,使它们做受迫振动,稳定时A.摆1的周期最长B.摆2的振幅最大C.摆3的振幅最大D.四个摆的周期不同,但振幅相等22.物理学原理在现代科技中有许多重要应用.例如,利用波的干涉,可将无线电波的干涉信号用于飞机降落的导航.如图所示,两个可发射无线电波的天线对称地固定于飞机跑道两侧,它们类似于杨氏干涉实验中的双缝.两天线同时都发出波长为λ1和λ2的无线电波.飞机降落过程中,当接收到λ1和λ2的信号都保持最强时,表明飞机已对准跑道.下列说法正确的是()A.天线发出的两种无线电波必须一样强B.导航利用了λ1与λ2两种无线电波之间的干涉C.两种无线电波在空间的强弱分布稳定D.两种无线电波各自在空间的强弱分布完全重合23.在弹性绳左右两端垂直绳轻摇一下,产生两个振动方向、振幅和波长都相同的正弦形“孤波”,t=0时刻两孤波传播至如图所示位置,已知左侧孤波向右传播速度大小为v=1m/s,下列说法正确的是()1A.t=0时坐标在x=-2m处的质点,在t=2s时运动到了O点B.右侧孤波向左传播的速度大小2v与1v不一定相等C.t=2.5s时,O点处的质点位于波峰D.t=3s时,O点处的质点加速度最大24.如图所示,位于介质Ⅰ和Ⅱ分界面上的波源S,产生两列分别沿x轴负方向与正方向传播的机械波.若在两种介质中波的频率及传播速度分别为f1、f2和v1、v2,则A .f 1=2f 2,v 1=v 2B .f 1=f 2,v 1=2v 2C .f 1=f 2,v 1=0.5v 2D .f 1=0.5f 2,v 1=v 225.沿x 轴正方向传播的简谐横波在t =0时刻的波形图如图所示,A , B 、C 三个质点的平衡位 置分别为x A =1.5m 、x B =2m 、x C =3m ,t =0.9s 时质点A 恰好第二次到达波峰,下列说法正确中的是A .波传播的速度为10m/sB .t =0.1s 时质点A 运动到质点B 的位置C .质点C 在t =0.9s 时沿y 轴负方向振动D .质点B 的振动表达式为y=5sin (2.5πt )cm【参考答案】***试卷处理标记,请不要删除一、选择题1.D解析:D【解析】【详解】A .由题意可知,第1到第5个质点之间为14λ,则质点1与质点17间相距一个波长,选项A 错误;B .因为质点1开始起振的方向向上,则质点20开始振动时运动方向也向上,选项B 错误;C .在4T t =时刻质点5开始向上振动,在2T t =时质点5到达最高点,其加速度方向向下,选项C 错误;D .34T t =时质点13刚开始起振,此时质点12已经振动了16T ,则运动方向向上,选项D正确;故选D.2.C解析:C【解析】【详解】两列声波在出口T处发生干涉,要第一次听到最低的声音,需满足,又因为所以,A.答案为,A错误;B.答案为,B错误;C.答案为,C正确;D.答案为,D错误3.B解析:B【解析】A、振动质点的位移是指离开位置的位移,做简谐运动的物体,每次通过同一位置时,位移一定相同,则A错误.B、做简谐运动的物体,每次通过同一位置时,速度可能有两种方向,而速度是矢量,所以速度不一定相同,故B正确.C、简谐运动一次全振动是在一个周期内,物体通过的路程一定为振幅的4倍,故C错误.D、简谐振动物体在四分之一周期内的路程不一定等于一个振幅,要看开始时的位置,故D错误.故选B.【点睛】掌握简谐运动的物体的受力特点和运动特点,经过同一位置时这三个量一定相同:位移、加速度和回复力.简谐振动物体在四分之一周期内的路程不一定等于一个振幅,在半个周期内,物体通过的路程一定为振幅的2倍,所以在四分之三个周期内,物体通过的路程不一定为振幅的3倍,一个周期的路程一定为振幅的4倍.4.D解析:D【解析】【详解】A.由图可知,在0.2s时的位移与在0.4s时的位移大小相等,方向相反,A错误;B.由图可知,在0.4s时与在0.6s时,振子偏离平衡位置的位移大小与方向相同,所以振子的速度大小相等,但方向相反,B错误;C.由图可知振幅为4cm,周期为0.8s,C错误;D.由图可知,在0.2s时振子偏离平衡位置的位移方向为负,在0.6s时振子偏离平衡位置的位移方向为正,由简谐运动的回复与位移方向相反可知,0.2s时的回复力与0.6s时的回复力方向相反,D 正确。