2018版高考物理一轮总复习第15章机械振动机械波第2讲机械波课件

第2讲机械波板块一主干梳理·夯实基础【知识点1】机械波横波和纵波Ⅰ1．机械波的形成和传播(1)产生条件①有波源；②有介质，如空气、水、绳子等。

(2)传播特点①传播振动形式、能量和信息；②介质中质点不随波迁移；③介质中各质点振动频率、振幅、起振方向都与波源相同。

2．机械波的分类【知识点2】横波的图象波速、波长、频率(周期)及其关系Ⅱ1.横波的图象(1)坐标轴：横轴表示各质点的平衡位置，纵轴表示该时刻各质点偏离各自平衡位置的位移。

(2)意义：表示在某一时刻各质点离开各自平衡位置的位移。

(3)图象(4)应用①可直接读取振幅A、波长λ，以及该时刻各质点偏离各自平衡位置的位移。

②可确定该时刻各质点加速度的方向，并能比较该时刻不同质点速度或加速度的大小。

③可结合波的传播方向确定各质点的振动方向，或结合某个质点的振动方向确定波的传播方向。

2．波长、波速、频率(周期)及其关系(1)波长λ：在波动中，偏离平衡位置位移(或者说振动相位)总是相同的两个相邻质点间的距离。

(2)波速v：波在介质中的传播速度，由介质本身的性质决定。

(3)频率f：由波源决定，等于波源的振动频率；与周期的关系为f＝1 T。

(4)波长、波速、频率和周期的关系：v＝λf＝λT。

【知识点3】波的干涉和衍射多普勒效应Ⅰ1．波的独立传播原理两列波相遇后彼此穿过，仍然保持各自的运动特征，即各自的波长、频率等保持不变，继续传播，就像没有跟另一列波相遇一样。

2．波的叠加几列波相遇时能够保持各自的运动特征，即各自的波长、频率等保持不变，继续传播，在它们重叠的区域里，介质的质点同时参与这几列波引起的振动，质点的位移(速度、加速度)等于这几列波单独传播时引起的位移(速度、加速度)的矢量和。

3．波的干涉和衍射的比较4．多普勒效应(1)定义：由于波源和观察者之间有相对运动，使观察者接收到的波的频率发生变化的现象叫多普勒效应。

(2)规律：波源的频率不变，只是观察者接收到的波的频率发生变化。

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测得的 g 值误差较大，D 错误。
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12．(12 分)在探究单摆周期与摆长关系的实验中， (1)关于实验器材安装及测量时的一些操作，下列说法 中正确的是 ( ) A．用米尺测出摆线的长度，记为摆长 l B．先将摆球和摆线放在水平桌面上测量摆长 l，再将 单摆悬挂在铁架台上 C．使摆线偏离竖直方向某一角度 α(小于 5°)，然后由 静止释放摆球
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是在地球上同一地点进行，则 g 相同，由 f＝21π gl 可得 l ＝4gπ2·f12，故两次摆长之比 l1∶l2＝f12Ⅰ∶f12Ⅱ＝245，B 正确；图 线Ⅱ若是在地面上完成的，将 g＝9.8 m/s2、fⅡ＝0.5 Hz 代入 l＝4gπ2·f12可得 l2≈1 m，C 正确，D 错误。
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解析 由振动图象可以看出，甲单摆的振幅比乙单摆的 大，两个单摆的振动周期相同，根据单摆周期公式 T＝2π
gl 可得，甲、乙两个单摆的摆长相等，但不知道摆长是多 少，不能求出重力加速度 g，故 A、B 正确，E 错误；两个 单摆的质量未知，所以两个单摆的机械能无法比较，C 错误； 在 t＝0.5 s 时，乙单摆有负向最大位移，即有正向最大加速 度，而甲单摆的位移为零，加速度为零，D 正确。
A．把单摆从平衡位置拉开 30°的摆角，并在释放摆球 的同时开始计时
B．测量摆球通过最低点 100 次的时间 t，则单摆周期 为10t 0
C．用悬线的长度加摆球的直径作为摆长，代入单摆周 期公式计算得到的重力加速度值偏大
D．选择密度较小的摆球，测得的重力加速度值误差较 小
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解析 (1)由游标的“0”刻线在主尺上的位置读出摆球 直径的整毫米数为 9 mm＝0.9 cm，游标中第 7 条刻度线与 主尺刻度线对齐，所以为 0.07 cm，所以摆球直径为 0.9 cm ＋0.07 cm＝0.97 cm。

专题12 机械振动与机械波1.（15北京卷）周期为2.0S 的简谐横波沿X 轴传播，该波在某时刻的图像如图所示，此时质点P 沿y 轴负方向运动，则该波沿X 轴正方向传播，波速m 20=υ沿X 轴正方向传播，波速s m 10=υ沿X 轴负方向传播，波速m 20=υ沿X 轴负方向传播，波速s m 10=υ答案：B解析：根据机械波的速度公式v=T λ,由图可知波长为 20m ，再结合周期为2.0s ，可以得出波速为 10m/s.应用“上下坡法”方法判断波沿 x 轴正方向传播.故答案为 B 选项.2.（15海南卷）一列沿x 轴正方向传播的简谱横波在t =0时刻的波形如图所示，质点P 的x坐标为3m.已知任意振动质点连续2次经过平衡位置的时间间隔为0.4s.下列说法正确的是A. 波速为4m/sB. 波的频率为1.25HzC. x 坐标为15m 的质点在t =0.2s 时恰好位于波谷D. x 的坐标为22m 的质点在t =0.2s 时恰好位于波峰E. 当质点P 位于波峰时，x 坐标为17m 的质点恰好位于波谷答案：BDE解析：任意振动质点连续2次经过平衡位置的时间间隔为0.4s ，则10.42T s =，解得0.8T s =,从图像中可知4m λ=，所以根据公式45/0.8v m s T λ===，故A 错误；根据公式1f T=可得波的频率为1.25Hz ，B 正确；x 坐标为15m 的质点和x 坐标为3m 的质点相隔12m ，为波长的整数倍，即两质点为同相点，而x 坐标为3m 的质点经过t =0.2s 即四分之一周期振动到平衡位置，所以x 坐标为15m 的质点在t =0.2s 时振动到平衡位置，C 错误；x 的坐标为22m的质点和x 的坐标为2m 的质点为同相点，x 的坐标为2m 的质点经过t =0.2s 即四分之一周期恰好位于波峰，故x 的坐标为22m 的质点在t =0.2s 时恰好位于波峰，D 正确；当质点P 位于波峰时，经过了半个周期，而x 坐标为17m 的质点和x 坐标为1m 的质点为同相点，经过半个周期x 坐标为1m 的质点恰好位于波谷，E 正确；3.（15重庆卷）题11图2为一列沿x 轴正方向传播的简谐机械横波某时刻的波形图，质点P 的振动周期为0.4s.求该波的波速并判断P 点此时的振动方向.答案： 2.5/v m s =；P 点沿y 轴正向振动解析： 由波形图可知 1.0m λ= 距 2.5/v m s T λ==波沿x 轴正方向，由同侧法可知P 点沿y 轴正向振动.4.（15新课标2卷）平衡位置位于原点O 的波源发出简谐横波在均匀介质中沿水平x 轴传播，P 、Q 为x 轴上的两个点（均位于x 轴正向），P 与Q 的距离为35cm ，此距离介于一倍波长与二倍波长之间，已知波源自t=0时由平衡位置开始向上振动，周期T =1s ，振幅A =5cm.当波传到P 点时，波源恰好处于波峰位置；此后再经过5s ，平衡位置在Q 处的质点第一次处于波峰位置，求：（ⅰ）P 、Q 之间的距离（ⅱ）从t =0开始到平衡位置在Q 处的质点第一次处于波峰位置时，波源在振动过程中通过路程.解析：（1）由题意，O 、P 两点的距离与波长满足：λ45=OP 波速与波长的关系为：T v λ=在t =5s 时间间隔内波传播的路程为vt ，由题意有：4λ+=PQ vt综上解得：PQ =133cm（2）Q 处的质点第一次处于波峰位置时，波源运动时间为：T t t 451+= 波源由平衡位置开始运动，每经过4T ，波源运动的路程为A ，由题意可知：T t 41251⨯= 故t 1时间内，波源运动的路程为s =25A =125cm。

1. 有些洗衣机的脱水筒在正常运转时，洗衣机的振动并不强烈。但当脱水筒转动逐渐减慢直到停下的过程中，在某一小段时间内洗衣机却会发生强烈的振动。请解释该现象。
第二节 受迫振动与共振
作业与活动
项目任务与实践活动
第二节 受迫振动与共振
3. 电磁打点计时器在接通低压交流电后，振动 片（如图）做受迫振动。请观察电磁打点计时器的 结构，并分析它是如何工作的。
三、单摆的周期
第一节 简谐运动
把一根不能伸长的细线上端固定，下端拴一个小球，线的质量和球的大小可忽略不计，这种装置称为单摆。单摆是实际摆的理想化模型。如图 5-4，单摆摆长为 ，把球拉离点 O 由静止释放，球在重力 和线的拉力 共同作用下，在竖直面内沿着半径为 的一段圆弧 来回运动，点 为平衡位 置。可以证明，在摆角很小（通常 ）的情况下，单摆的振动可近似视为简谐运动。
二、共振
做中学
第二节 受迫振动与共振
从实验可见，固有周期与摆 A 周期相差越小的摆振幅越大，与摆 A 周期相同的摆 D 的振幅最大。 大量实验表明，物体做受迫振动时，驱动力的周期（或频率）与物体的固有周期（或固有频率）相差越小，受迫振动的振幅就越大（图 5-10）。当驱动力的周期（或频率）与物体的固有周期（或固有频率）相等时，受迫振动的振幅达到最大。物理学中，将这种现象称为共振。
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机械振动和机械波
导入 从熟悉而又陌生的波说起
波就在我们身边。池塘里碧波荡漾、大海中波涛汹涌，这是水波；公园里鸟儿啼叫、音乐厅中琴声缭绕，这是声波；地震时房屋倒塌、桥梁断裂，这源于破坏力极大的地震波。水波、声波和地震波都是由于机械振动而形成的机械波。此外，用手机拨打电话，用微波炉加热食物等，这些都利用了电磁波；光波也属于电磁波。近年来，人们还探测到了来自双黑洞合并的引力波。这些波我们既熟悉又陌生，它们虽各有特点，但却有许多共同之处。本章，我们学习机械振动和机械波。什么是机械振动？机械波是怎样形成的？让我们去揭开机械振动和机械波的奥秘吧！