高三物理一轮复习课知识全通关题型全突破能力大提升专题17机械振动与机械波共89张PPT课件

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1、考情精解读考纲解读命题趋势命题规律考情精解读1 物理 专题十七 机械振动与机械波1 考试大纲简谐运动简谐运动的公式和图像 单摆、周期公式 受迫振动和共振 机械波、横波和纵波横波的图像波速、波长和频率(周期)的关系 波的干涉和衍射现象 多普勒效应实验一:探究单摆的运动、用单摆测定重力加速度考纲解读命题趋势命题规律考情精解读2 物理 专题十七 机械振动与机械波2 知识体系构建考纲解读命题规律考情精解读3命题趋势 物理 专题十七 机械振动与机械波考点2016全国2015全国2014全国自主命题地区机械振动,受迫振动【50%】全国,34(2),10分全国,34(1),5分全国,34(2),10分 全国

2、,34(1),6分全国,34(1),5分 2016北京,15,6分2016天津,7,6分2016海南,16(1),4分2015天津,3,6分 2014上海,7,2分2014天津,5,6分考纲解读命题规律考情精解读4命题趋势 物理 专题十七 机械振动与机械波机械波【50%】全国,34(1),5分全国,34(2),10分 2016四川,6,6分2016上海,20,4分2015江苏,12B,12分 2015上海,15,3分2015北京,15,6分2014北京,17,6分2014浙江,14,6分 考纲解读命题规律考情精解读5返回目录1.热点预测预计2018年高考对本部分的考查仍会以定性分析或简单的定量

3、计算为主,难度一般,注意实际生活中与本专题内容相联系的题目.2.趋势分析高考中对本专题的考查以图像为主,考查简谐运动的特点和机械波传播时的空间关系.另外,有关波速的相关计算、波的多解问题、用单摆测重力加速度也要引起重视.命题趋势 物理 专题十七 机械振动与机械波考点全通关考点全通关1考点1机械振动继续学习 物理 专题十七 机械振动与机械波一、振动及描述振动的物理量1.机械振动:物体(或物体的一部分)在某一中心位置两侧所做的往复运动称为机械振动,简称振动.2.回复力:振动物体所受的总是指向平衡位置的力.它可以是某一个力,也可以是几个力的合力或某个力的分力,属于效果力,在具体问题中要注意分析是什么

4、力提供了回复力.3.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. 无论振子从什么位置开始振动,其位移总是以平衡位置为初位置.4.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.考点全通关25.周期(T)和频率(f):周期和频率是表示振动快慢的物理量,两者互为倒数关系. 当T和f由振动系统本身决定时,叫作固有周期和固有频率.二、简谐运动1.简谐运动:如果质点的位移与时间的关系遵从正弦函数规律,即它的振动图像(x-t图像)是一条正弦曲线,这样的振动叫作简谐运动.(1)简谐运动是最基本、最简单的振动.(2)简谐运动的位移随时间按正弦规律变化,所

5、以简谐运动不是匀速运动,而是变力作用下的运动. 物理 专题十七 机械振动与机械波继续学习考点全通关3 物理 专题十七 机械振动与机械波继续学习2.简谐运动的两种模型模型比较项目弹簧振子单摆模型示意图特点(1)忽略摩擦力,弹簧的弹力提供回复力(2)弹簧的质量可以忽略(3)弹性限度内(1)细线的质量、球的直径均可忽略(2)摆角很小(3)重力的切向分力提供回复力公式回复力F=-kx平衡位置F回=0,a=0弹簧处于原长F回=0,a切=0小球摆动的最低点(此时F向心0,a=a向心0)能量转化弹性势能动能重力势能动能考点全通关4 物理 专题十七 机械振动与机械波继续学习3.简谐运动的表达式(1)动力学表达

6、式:F=-kx,其中“-”表示回复力与位移的方向相反.(2)运动学表达式:x=Asin(t+),其中A表示振幅,=2f表示简谐运动的快慢,(t+)表示简谐运动的相位,叫作初相. 相位是描述振动“步调”的一个物理量,若两个振动的步调一致,就说它们的相位是相同的;若不一致,就说它们振动的相位不相同,或说它们存在相位差.考点全通关5 物理 专题十七 机械振动与机械波继续学习4.简谐运动的图像(1)从平衡位置开始计时,函数表达式为x=Asin t,图像如图甲所示. 图甲 图乙(2)从最大位移处开始计时,函数表达式为x=Acos t,图像如图乙所示.简谐运动的图像表示的是振子的位移随时间变化的规律,而振

7、子的实际轨迹并非正弦(或余弦)曲线.考点全通关6 物理 专题十七 机械振动与机械波继续学习三、阻尼振动和受迫振动1.阻尼振动(1)定义:振幅逐渐减小的振动.(2)原因:振动系统要克服阻力做功,其机械能减少,导致振幅减小.(3)功能关系:系统减少的机械能用于克服阻力做功.2.受迫振动(1)定义:在外界周期性驱动力作用下的振动.(2)频率特征:受迫振动的频率等于f驱,与f固无关.(3)振幅特征:驱动力的频率越接近固有频率,振幅越大,当f驱=f固时,振幅最大,这种现象叫作共振.受迫振动达到稳定时,驱动力对系统所做的功及时补偿了系统因克服阻力做功而损失的机械能,振幅保持不变.考点全通关7 物理 专题十

8、七 机械振动与机械波继续学习3.自由振动、受迫振动和共振的比较振动类型项目自由振动受迫振动共振受力情况仅受回复力受到周期性驱动力作用受到周期性驱动力作用振动周期和频率由系统本身的性质决定,即固有周期和固有频率由驱动力的周期和频率决定T驱 =T固f驱 =f固振动能量无阻尼自由振动物体的机械能不变由产生驱动力的物体提供振动物体获得的能量最大常见例子弹簧振子,单摆机械工作时底座发生的振动共振筛,转速计考点全通关8 物理 专题十七 机械振动与机械波继续学习1.物体做受迫振动的频率等于驱动力的频率,与物体的固有频率无关.2.稳定时物体做受迫振动的振幅由驱动力的频率和物体的固有频率共同决定:两者相差越小,

9、受迫振动的振幅越大;两者相差越大,受迫振动的振幅越小.3.受迫振动系统中的能量转化不再只有系统内部动能和势能的转化,还有驱动力对系统做正功补偿系统因克服阻力做功而损失的机械能.考点全通关9 物理 专题十七 机械振动与机械波返回目录4.共振曲线 (1)如图所示的共振曲线,曲线表示受迫振动的振幅A(纵坐标)随驱动力频率f(横坐标)的变化而变化.驱动力的频率f跟振动系统的固有频率f0相差越小,振幅越大;驱动力的频率f等于振动系统的固有频率f0时,振幅最大. (2)受迫振动中系统能量的转化:做受迫振动的系统机械能不守恒,系统与外界时刻进行能量交换.考点全通关10一、波的形成和传播1.机械波的形成(1)

10、机械振动在介质中的传播形成机械波,简称波.(2)机械波的形成条件:有持续振动的波源;有传播振动的介质. 有机械波必有机械振动,有机械振动不一定有机械波.已经形成的波跟波源无关,波源停止振动,波继续传播.2.机械波的分类(1)横波:质点的振动方向与波的传播方向相互垂直的波,叫作横波.在横波中,凸起的最高处叫作波峰,凹下的最低处叫作波谷.机械横波只能在固体中传播,不能在液体或气体中传播. 物理 专题十七 机械振动与机械波继续学习考点2机械波考点全通关11(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,叫作纵波.在纵波中,质点分布最密的位置叫作密部,质点分布最疏的位置叫作疏部.纵波可以在固

11、体中传播,也可以在液体或气体中传播.3.机械波的特点(1)每一质点都以它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带动它的前一质点的振动.(2) 波传播的只是运动(振动)形式和振动能量,介质中的质点并不随波迁移.4.描述机械波的物理量(1)波长():在波动中,振动相位总是相同的两个相邻质点间的距离,叫作波长.在横波中,两个相邻波峰(或波谷)间的距离等于波长.在纵波中,两个相邻密部(或疏部)间的距离等于波长. 物理 专题十七 机械振动与机械波继续学习考点全通关12 物理 专题十七 机械振动与机械波继续学习考点全通关13二、波的图像1.波的图像:如图所示为一横波的图像,它反映了在波的传播

12、过程中,某一时刻介质中各个质点的位移在空间的分布.简谐波的图像为正弦(或余弦)曲线.2.波的图像的应用根据机械波的传播规律,利用波的图像可判定:(1)介质中质点的振幅A和波长,以及该时刻各质点的位移和加速度的方向.(2)根据波的传播方向确定该时刻各质点的振动方向,且能画出在t前(或后)的波形图像.(3)根据某一质点的振动方向确定波的传播方向. 物理 专题十七 机械振动与机械波继续学习考点全通关14三、波的衍射、干涉和多普勒效应1.波的叠加:几列波相遇时能够保持各自的运动特征继续传播,在它们重叠的区域里,介质中的质点同时参与这几列波引起的振动,质点的位移等于这几列波单独传播时引起的位移的矢量和.

13、2.波的衍射和波的干涉的比较 物理 专题十七 机械振动与机械波继续学习 定义现象可观察到明显现象的条件相同点波的衍射波可以绕过障碍物继续传播的现象波能偏离直线而传到直线传播以外的空间缝、孔或障碍物的尺寸跟波长相差不多或者小于波长干涉和衍射是波特有的现象波的干涉频率相同的两列波叠加,使某些区域的振动加强,某些区域的振动减弱的现象干涉图样稳定,振动加强区和减弱区相间分布,加强区、减弱区位置不变两列波的频率相同考点全通关151.稳定干涉中,振动加强区域和振动减弱区域的空间位置是不变的.加强区域中心质点的振幅等于两列波的振幅之和,减弱区域中心质点的振幅等于两列波的振幅之差.2.振动加强的条件是两波源到

14、该区域中心的距离之差等于波长的整数倍(半波长的偶数倍),振动减弱的条件是两波源到该区域中心的距离之差等于半波长的奇数倍.3.只有符合干涉条件的两列波相遇时才能产生干涉现象;任何波都能发生衍射现象,而发生明显衍射现象需要一定的条件.3.多普勒效应(1)多普勒效应:当波源和观察者之间有相对运动时,观察者会感到波的频率发生变化,这种现象叫作多普勒效应. 物理 专题十七 机械振动与机械波继续学习考点全通关16(2)波源的频率与观察者接收到的波的频率波源的频率等于单位时间内波源发出的完全波的个数.观察者接收到的波的频率等于观察者在单位时间内接收到的完全波的个数.(3)多普勒效应的产生当波源和观察者相对于

15、介质都不动时,观察者接收到的波的频率等于波源的频率.波源相对于介质不动,当观察者靠近波源运动时,观察者接收到的波的频率增大;当观察者远离波源运动时,观察者接收到的波的频率减小,且当观察者运动的速度与波速相等时观察者接收不到波.观察者相对于介质不动,当波源接近观察者时,观察者接收到的波的频率增大;当波源远离观察者时,观察者接收到的波的频率减小. 物理 专题十七 机械振动与机械波继续学习考点全通关17 物理 专题十七 机械振动与机械波返回目录1.发生多普勒效应时,波源的真实频率不会发生任何变化,只是观察者接收到的波的频率发生了变化.2.观察者接收到的波的频率发生变化的原因是观察者与波源之间有相对运

16、动.4.声波:一切振动着发声的物体都叫声源.声源的振动在介质中形成纵波.频率为20 Hz到20 000 Hz的声波能引起人的听觉.频率低于20 Hz的声波称为次声波;频率高于20 000 Hz 的声波称为超声波,超声波的应用十分广泛,如声呐、B超、探伤仪等.声波在空气中的传播速度约为340 m/s.声波具有反射、干涉、衍射等波的特有现象.考点全通关18 物理 专题十七 机械振动与机械波继续学习考点3实验:用单摆测定重力加速度考点全通关19(2)把细丝线的上端用铁夹固定在铁架台上,把铁架台放在实验桌边,使铁夹伸到桌面以外,让摆球自由下垂,在单摆平衡位置处做上标记.(3)用刻度尺测量单摆的摆长(悬

17、点到球心间的距离).(4)把单摆从平衡位置拉开一个很小的角度,然后放开小球让它摆动,用停表测出单摆完成30次或50次全振动的时间,计算出平均完成一次全振动的时间,这个时间就是单摆的振动周期.(5)改变摆长,重做几次实验.(6)根据单摆的周期公式,计算出每次实验的重力加速度,求出几次实验得到的重力加速度的平均值.(7)将测得的重力加速度值与当地的重力加速度值进行比较,分析产生误差的可能原因. 物理 专题十七 机械振动与机械波继续学习考点全通关20 物理 专题十七 机械振动与机械波继续学习考点全通关215.注意事项(1)摆线应选择细、轻且不易伸长的线(长度为1 m左右);小球应选用密度较大的金属球

18、,直径应较小(最好不超过 2 cm).(2)单摆悬线的上端应当固定牢固,不可随意卷在铁架台的横杆上,以免振动时摆长改变.(3)摆动时控制摆线偏离竖直方向的角度不能太大.(4)摆球摆动时,要使摆球保持在同一个竖直平面内,不要形成圆锥摆.(5)周期的测量:用停表测出单摆做n(3050)次全振动所用的时间t,则周期T=t/n.测量时应从摆球通过最低位置时开始计时、计数,并且开始计时时数“零”,以后摆球每从同一方向通过最低位置时计数一次. 物理 专题十七 机械振动与机械波继续学习考点全通关22 物理 专题十七 机械振动与机械波返回目录6.误差分析(1)本实验的系统误差主要来源于单摆模型本身是否符合要求

19、,即:悬点是否固定,是单摆还是复摆,球、线是否符合要求,摆球摆动时是圆锥摆还是在同一竖直平面内摆动,以及测量哪段长度作为摆长等.(2)本实验的偶然误差主要来源于时间(单摆周期)的测量,因此,要注意测准时间(周期),要从摆球通过平衡位置时开始计时,最好采用倒数计时计数的方法,不能多记或漏记摆动次数.为了减小偶然误差,要进行多次测量后取平均值.(3)本实验中测量长度(摆线长、摆球的直径)时,读数读到毫米位即可.测量时间时,停表读数的有效数字读到停表的最小刻度,不再往下估读一位.题型全突破考法1 对简谐运动的理解 考法指导1.动力学特征F=-kx,“-”表示回复力的方向与位移方向相反,k是比例系数,

20、不一定是弹簧的劲度系数.2.运动学特征简谐运动的加速度与物体偏离平衡位置的位移成正比而方向相反,为变加速运动,远离平衡位置时,x、F、a、Ep均增大,v、Ek均减小,靠近平衡位置时则相反.3.运动的周期性特征相隔T或nT的两个时刻振子处于同一位置且振动状态相同. 物理 专题十七 机械振动与机械波题型全突破1继续学习 物理 专题十七 机械振动与机械波题型全突破2继续学习 物理 专题十七 机械振动与机械波题型全突破3继续学习考法示例1如图所示,弹簧下面挂一质量为m的物体,物体在竖直方向上做振幅为A的简谐运动,当物体振动到最高点时,弹簧正好为原长,弹簧在弹性限度内,则物体在振动过程中()A.弹簧的最

21、大弹性势能等于2mgAB.弹簧的弹性势能和物体动能总和不变C.物体在最低点时的加速度大小应为2gD.物体在最低点时的弹力大小应为mg 物理 专题十七 机械振动与机械波题型全突破4解析因物体振动到最高点时,弹簧正好为原长,此时弹簧弹力等于零,物体的重力 mg=F回=kA,当物体在最低点时,弹簧的弹性势能最大等于2mgA,A正确;在最低点,由F回=mg=ma知,C错误;由F弹-mg=F回得F弹=2mg,D错误;由能量守恒知,弹簧的弹性势能和物体的动能、重力势能三者的总和不变,B错误. 答案A继续学习 物理 专题十七 机械振动与机械波题型全突破5返回目录分析简谐运动的技巧1. 做简谐运动的物体经过平

22、衡位置时,回复力一定为零,但所受合外力不一定为零.2.分析简谐运动中各物理量的变化情况时,一定要以位移为桥梁,位移增大时,振动质点的回复力、加速度、势能均增大,速度、动能均减小;反之,则产生相反的变化.另外,各矢量均在其值为零时改变方向.3.分析过程中要特别注意简谐运动的周期性和对称性. 物理 专题十七 机械振动与机械波题型全突破6继续学习考法2 简谐运动的图像 考法指导简谐运动的图像遵从正弦函数规律,从简谐运动的图像中可以获得如下信息(1)振幅A、周期T.(2)某一时刻振动质点离开平衡位置的位移.(3)某一时刻质点的回复力、加速度和速度的方向.回复力和加速度的方向:因为回复力总是指向平衡位置

23、,所以回复力和加速度在图像上总是指向t轴.速度的方向:速度的方向可以通过下一时刻位移的变化来判定,下一时刻位移若增大,振动质点的速度方向就是远离t轴;下一时刻位移若减小,振动质点的速度方向就是指向t轴. 物理 专题十七 机械振动与机械波题型全突破7继续学习 物理 专题十七 机械振动与机械波题型全突破84.确定各时刻质点的运动方向上图中,在t1时刻,质点正远离平衡位置运动;在t3时刻,质点正向着平衡位置运动.5.比较各时刻质点的加速度的大小和方向上图中,t1时刻质点的位移x1为正,加速度a1为负,两者方向相反;t2时刻质点的位移x2为负,加速度a2为正,两者方向相反.又|x1|x2|,所以|a1

24、|a2|.6.比较不同时刻质点的势能、动能的大小质点离平衡位置的位移越大,质点所具有的势能越大,动能越小.如上图所示,在t1时刻质点的势能Ep1大于t2时刻的势能Ep2,而动能Ek1h),由静止释放后木块将在水面上下振动.试证明在不计阻力的情况下木块的振动是简谐运动. 思路分析本题可按以下思路进行分析:确定木块的平衡位置分析木块位移为x时的受力情况判断合力F与位移x是否满足F=-kx 物理 专题十七 机械振动与机械波能力大提升3继续学习 物理 专题十七 机械振动与机械波能力大提升4返回目录1.带动法由机械波的产生过程可知,后一个质点的振动是由前一个质点的振动带动的,所以只要找到了前一个质点(靠

25、近波源一方的质点)的位置,就可以判断后一个质点的振动方向.如果前一个质点在上方,则后一个质点的振动方向就向上,反之就向下. 示例9如图所示为一列向左传播的简谐横波在某一时刻的波形图,判断波形图上P点的振动方向. 解析因为该波的传播方向向左,故P质点的前一个质点在P质点的右边,该时刻P质点的前一个质点的实际位置在P点的右上方,所以P点向上振动. 答案向上 物理 专题十七 机械振动与机械波能力大提升5继续学习方法2 判断质点振动方向的常用方法 物理 专题十七 机械振动与机械波能力大提升62.微平移法微平移法是作出经微小时间t(tT/4)后的波形,由波形就可以知道各质点经过t时间到达的位置,质点的振

26、动方向就可以确定. 示例10如图所示是某一简谐波在某时刻的波形图,由图可知()A.若波向右传播,则质点B正向右运动B.若波向右传播,则质点C正向左运动C.若波向左传播,则质点D正向下运动D.若波向左传播,则质点B正向上运动继续学习 物理 专题十七 机械振动与机械波能力大提升7继续学习 解析 波动的实质是介质中的各质点在自己的平衡位置附近振动,质点并不随波迁移,选项A、B错误;当波向左传播时,根据微平移法,将实线波形向左微平移x,得如图中虚线所示波形,可见波形平移后质点B、D的新位置在原位置的下方,故质点B、D的振动方向(运动方向)都向下,选项C正确,D错误. 答案C 物理 专题十七 机械振动与

27、机械波能力大提升8继续学习3.“上下坡”法 “上下坡”法是把波形看成凹凸的路面,顺着传播方向看,上坡时质点的振动方向向下,下坡时质点的振动方向向上.如图所示,因波的传播方向向左,则P点处在下坡段,由“上下坡”法得P点的振动方向向上. 物理 专题十七 机械振动与机械波能力大提升9继续学习示例11如图所示是一列简谐波在某时刻的波形图,波沿x轴的负方向传播,就图中标明的质点而言,速度为正、加速度为负的质点是()A.PB.QC.RD.S解析因波沿x轴的负方向传播,质点R、S处在下坡段,由“上下坡”法得,质点R、S的振动方向都向上,即质点R、S的速度方向与y轴正方向一致,所以它们的速度都为正.而质点R的

28、加速度方向向上,与y轴正方向一致,加速度为正;质点S的加速度方向向下,与y轴正方向相反,加速度为负.同理可以判断质点P和Q的振动方向都向下,速度都为负.故选项D正确. 答案D 物理 专题十七 机械振动与机械波能力大提升10继续学习4.“同侧”法“同侧”法的意思是,波的传播方向与质点的振动方向必须在波形的同一侧.如图所示,因波向左传播,要使质点P的振动方向与波的传播方向在波形的同一侧,质点P的振动方向只能向上. 示例12如图所示为一横波在某一时刻的波形图,已知质点F此时的振动方向如图中所示,则()A.波向右传播B.此时质点H和F的运动方向相同C.质点C比质点B先回到平衡位置D.此时速度数值最大的

29、质点是A、E、I 解析因质点F的振动方向向下,由“同侧”法得,波的传播方向向左,选项A错误;由“同侧”法可以判断,此时质点H的振动方向向上,与质点F的振动方向相反,选项B错误;同理,此时质点B的振动方向向上,质点B要先到达最大位移处,然后再运动到平衡位置,所以质点C比B先回到平衡位置,选项C正确;因为质点到达平衡位置时速度最大,所以选项D正确. 答案CD 物理 专题十七 机械振动与机械波能力大提升11返回目录由质点的振动图像附加一定条件便可画出它所在介质中参与振动的质点在某时刻的波形图.若给出波形图,附加一定条件便可画出任一质点的振动图像.1.由波的图像画振动图像给出波的图像,附加波的传播方向

30、便可粗略画出任一质点的振动图像(周期T未知).如果再给出波速,便可准确画出任一质点的振动图像. 物理 专题十七 机械振动与机械波能力大提升12继续学习方法3 有关波的图像的几个问题 物理 专题十七 机械振动与机械波能力大提升13示例13如图所示,简谐横波a沿x轴正方向传播,简谐横波b沿x轴负方向传播,波速都是10 m/s,振动方向都平行于y轴.t=0时刻,这两列波的波形如图所示.下列选项是平衡位置在x=2 m处的质点从t=0开始在一个周期内的振动图像,其中正确的是 ()继续学习 物理 专题十七 机械振动与机械波能力大提升14继续学习思路分析本题可按以下思路进行判断:t=0时x=2 m处质点的振

31、动方向x=2 m处质点振动的最大位移结合选项进行判断 解析沿着波的传播方向看去,“上坡下,下坡上”,则两列波上平衡位置x=2 m处的质点在t=0时刻都沿y轴正方向振动,由T=/v可知两列波的周期相同,则两列波的波峰同时到达x=2 m处,此时x=2 m处的质点的位移为3 cm,由图可知,选项B正确. 答案B 物理 专题十七 机械振动与机械波能力大提升152.由振动图像画波的图像给出振动图像和波的传播方向,便可画出任一时刻的波形图;或是给出两个质点的振动图像,加上两质点平衡位置间的距离和波源方位,便可画出多种情况下的波形图. 图甲示例14P、Q是一列简谐横波中的两质点,其平衡位置相距 1.5 m,

32、它们的振动图像如图甲中的实线和虚线所示,若P比Q离波源近,试画出最大波速情况下t=0时刻的波形.继续学习 物理 专题十七 机械振动与机械波能力大提升16继续学习 物理 专题十七 机械振动与机械波能力大提升173.根据波速v和波形画出经过t时间的波形图(1)平移法先算出经t时间波传播的距离x=vt,再把波形沿波的传播方向平移x即可.因为波的图像具有周期性,若已知波长,则波形平移n时波形不变,当x=n+x(0 x)时,可采取去整(n)留零(x)的方法,平移x即可.(2)特殊点法在波形上找两个特殊点,如平衡位置的点和与它相邻的波峰(波谷),先确定这两点的振动方向,再看t=nT+t(0tT),由于经n

33、T波形不变,所以也可采取去整(nT)留零(t)的方法,分别作出两个特殊点经时间t后的位置,然后按正弦规律画出新波形.继续学习 物理 专题十七 机械振动与机械波能力大提升18示例15位于坐标原点的波源,在t=0时刻开始振动,起振方向沿y轴负方向.产生的简谐横波沿x轴正方向传播,t=0.4 s时刻,在0 x4 m区域内第一次出现如图所示的波形.(1)求该波的波速大小.(2)再经多长时间x=16 m处的质点第一次位于波峰?(3)请在图上画出再过0.1 s时的波形图.继续学习 物理 专题十七 机械振动与机械波能力大提升19思路分析根据题意及0.4 s时的部分波形,确定周期和波长计算波速,计算波峰第一次

34、传至x=16 m处所用的时间,确定t=0.5 s时特殊点的位置画出t=0.5 s时的波形图解析(1)由波形图可以看出,t=0.4 s时处于坐标原点的质点沿y轴负方向振动,与t=0时的振动方向一致,故此波的周期T=0.4 s,由波形图还可以看出波长=8 m,所以波速v=/T =20 m/s.(2)在t=0.4 s时x=8 m处的质点刚要振动,最前面的波峰位于x=2 m位置,故再经过t=x/v=0.7 s,x=16 m处的质点第一次位于波峰.继续学习 物理 专题十七 机械振动与机械波能力大提升20(3)再过0.1 s,即1/4周期,位于坐标原点的质点振动到负的最大位移处,x=2 m处的质点振动到平

35、衡位置,故再过0.1 s时的波形图如图所示. 答案(1)20 m/s (2)0.7 s(3)如图所示继续学习 物理 专题十七 机械振动与机械波能力大提升21继续学习 物理 专题十七 机械振动与机械波能力大提升22示例16如图所示,图甲为一列简谐横波在某一时刻的波形图,图乙为质点P以此时刻为计时起点的振动图像,则从该时刻起() 图甲 图乙A.经过0.35 s时,质点Q距平衡位置的距离小于质点P距平衡位置的距离B.经过0.25 s时,质点Q的加速度大于质点P的加速度C.经过0.15 s,波沿x轴的正方向传播了3 mD.经过0.1 s时,质点Q的运动路程为0.4 m继续学习 物理 专题十七 机械振动与机械波能力大提升23返回目录感谢您的观看。感谢您的观看。