高三物理上学期机械波图象
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2023届高三物理一轮复习重点热点难点专题特训专题44 机械波特训目标 特训内容目标1 机械波的传播和波的图像(1T —4T ) 目标2 波动图像和振动图像(5T —8T ) 目标3 波的多解问题(9T —12T ) 目标4 波的干涉(13T —16T ) 目标5 波的衍射(17T —20T ) 目标6多普勒效应(21T —24T )一、机械波的传播和波的图像1.一列简谐横波沿x 轴负方向传播,t =0时波的图像如图所示,质点P 的平衡位置在x =8m 处,该波的传播速度为40m/s 。
下列说法正确的是( )A .该列波的周期T =0.2sB .在0~1s 内质点P 通过的路程为2mC .t =0.3s 时质点P 的速度方向沿y 轴负方向D .x =4m 处质点的振动方程是()10sin 5cm y t π= 【答案】AB【详解】A .根据图像可知=8m λ则该列波的周期8s=0.2s 40T vλ==,A 正确; B .由分析有11s =5t T =则在1s 时间内质点P 通过的路程为5410cm =2m x =⨯⨯,B 正确; C .由于该波沿x 轴负方向传播,根据同侧法,0时刻,质点P 沿y 轴负方向振动,又由于10.3s =12t T =经过一个周期,质点回到初始状态,再经过半个周期,质点P 沿y 轴正方向振动,C 错误; D .根据同侧法,x =4m 处质点,在0时刻,处于平衡位置且沿y 轴正方向振动,则其振动方程为 ()2sin10sin 10cm y A t t Tππ==,D 错误。
故选AB 。
2.图1中的B 超成像的基本原理是探头向人体发射一组超声波,遇到人体组织会产生不同程度的反射,探头接收到的超声波信号由计算机处理,从而形成B 超图像。
图2为血管探头沿x 轴正方向发送的简谐超声波图像,t =0时刻波恰好传到质点M 。
已知此超声波的频率为1×107 Hz 。
下列说法正确的是( )A .血管探头发出的超声波在血管中的传播速度为1.4×103 m/sB .质点M 开始振动的方向沿y 轴正方向C .t =1.25×10-7 s 时质点M 运动到横坐标x =3.5×10-4 m 处D .0~1.25×10-7 s 内质点M 的路程为2mm 【答案】AD【详解】A .由题图2知波长λ=14×10-2 mm =1.4×10-4 m 由v =λf 得波速v =1.4×10-4 m×1×107 Hz =1.4×103 m/s 故A 正确;B .由上下坡法可得,质点M 开始振动的方向沿y 轴负方向,故B 错误;C .质点M 只会在自己的平衡位置周期性振动,不会随波迁移,故C 错误;D .质点M 振动的周期771s 110110s 1T f -=⨯==⨯由于771.251051104t T --∆⨯==⨯所以质点M 在0~1.25×10-7 s 内运动的路程为542mm 4s A =⨯=故D 正确。
机械振动和机械波知识网络: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.定义周期:gL T π2=机械振动简谐运动物理量:振幅、周期、频率 运动规律简谐运动图象阻尼振动 无阻尼振动受力特点回复力:F= - kx弹簧振子:F= - kx单摆:x LmgF -=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:vT =λ 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(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)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。
质对市爱慕阳光实验学校高三物理振动图象和波的图象一. 波的图〔一〕波的图象:以各质点的平衡位置建立x轴,垂直于x轴建立y轴。
表示某时刻各质点偏离平衡位置的位移。
连接各位移矢量的末端得出的一条曲线。
反映:介质中多个质点在同一时刻的位移空间分布情况。
〔二〕从图象中得出:〔1〕λ、每个质点的位移,加速度的方向。
A x〔2〕振动周期,求v〔3〕图象中,某质点的振动方向判波的传播方向,波的传播方向判振动方向。
同侧法:质点的振动方向机械波传播方向,波形图线同一侧。
〔4〕根据波的传播方向与介质中某质点的振动方向。
可以画出任意时刻的波形图。
二. 振动图像:〔一〕简谐运动的图像是表示简谐运动物体的位移随时间变化规律的图像。
简谐运动的图像是正弦或余弦曲线,这也是简谐运动的另一特征。
〔二〕从简谐运动的图像,我们可以得到如下信息:〔1〕直接读出振幅〔注意单位〕;〔2〕直接读出周期;〔3〕确某一时刻物体相对平衡位置的位移;〔4〕判断任一时刻运动物体的速度方向和加速度方向;〔5〕判断某一段时间内运动物体的速度、加速度、动能及势能大小的变化情况。
三. 波的图象和振动图象区别:例1. 如图1所示,一个弹簧振子在A、B间做简谐运动,O是平衡位置,以某时刻作为计时零点t=0,经过14周期,振子具有正方向的最大加速度,那么图1所示四个运动图像中正确反映运动情况的图像是〔〕图1分析:从t=014开始经过周期,振子具有正方向的最大加速度;因为加速度方向总是指向平衡位置,且加速度大小与位移大小成比,所以此刻振子处在负的最大位移处。
答:C。
例2. 一质点作简谐振动,其位移x与时间t的关系曲线如图2所示,由图可知〔〕A. 质点振动频率是4HzB. t s=2时,质点的加速度最大C. 质点的振幅为2cmD . t s=3时,质点所受的合外力最大分析:质点完成一次全振动所需的时间叫做振动的周期,振动质点在一秒钟内完成全振动的次数叫做振动的频率,频率于周期的倒数,由图可见,振动周期为T s=4,因而振动频率f Hz=025.。