09高考物理易錯題解題方法大全機械振動與機械波

1、09高考物理易錯題解題方法大全（4）機械振動與機械波張成進 江蘇徐州睢寧魏集中學例46、如圖所示，某質點在 M N兩點間沿直線做簡諧運動，0點為平衡位置，振幅為 A,A.質點由M運動到N點時位移2AB.質點由M運動到N點時位移AC.質點由N運動到M點時位移-2AD.質點由N運動到M點時位移-A設向右為正方向，則下列說法中正確的是（MON【錯解分析】：根據(jù)位移的定義：由出發(fā)點指向終點的有向線段。所以答案是AC【解題指導】：【答案】：BD【解析】：機械運動的位移與運動學中的位移是兩個含義不同的物理概念，在運動學中,“位移”是指起點指向終點的有向線段；而機械運動中的“位移”是由平衡位置指向物 體所在

2、位置的有向線段，即相對平衡位置的位移。根據(jù)機械運動中位移概念可知，無論質點從哪一點開始運動， 當質點到達N點時位移均為 A當質點到達M點時位移均為-A。 練習46、關于做簡諧運動物體的位移、 回復力所產(chǎn)生的加速度和速度的關系， 下列說法 正確的是（）A. 位移減小時，加速度減小，速度增大B. 位移的方向總跟加速度的方向相反，跟速度方向相同。C. 物體的運動方向指向平衡位置時，速度方向跟位移方向相同D. 物體的運動方向改變時，加速度的方向不變。例47、一個質點在平衡位置 0點附近做簡諧運動，若從 0點開始計時，經(jīng)過 3s時第一次經(jīng) 過某點，再繼續(xù)運動，又經(jīng)過2s它第二次經(jīng)過該點，則質點第三次經(jīng)過

3、該點時還需的時間是（A. 8s)B.4s10C. 14sDs3【錯解分析】：錯解：作圖如右圖。 0為平衡位置，AB為最大位移處，假設 M點為題中的“某點”。則根據(jù)題意有 0M=3S MRM時間為2S,根據(jù)對稱性有 M0=3SMB=1S于是有0B=4S貝惆期T=16S當質點再次經(jīng)過 M點時是指MR0RAr 0R M,時間間M點,隔為3+4+4+3=14S。所以選 Co該題解題過程并沒有錯誤，只是解題不完全，這是一個多解題。質點第一次經(jīng)過可能是向右運動，同樣也可能向左運動。所以少一解?！窘忸}指導】：【答案】：CD【解析】：作圖如右圖。O為平衡位置,AB為最大位移處，假設 M點為題中的“某點”若開始

4、時是從左向右運動。則根據(jù)題意有OM=3SMRM時間為2S,根據(jù)對稱性有MO=3S MB=1S于是有 OB=4S則周期T=16S當質點再次經(jīng)過 M點時是指MR OR Ar ORM,時間間隔為 3+4+4+3=14So所以選Co若開始時是從右向左運動。則根據(jù)題意有OR Ar S M=3S Mr Br M 時間為 2S,設 OM1 116時間為t，則根據(jù)對稱性有（t+1） X 2+t=3，求得t= s。則周期T = （1） 4 s。333、一 1610所以選D。當質點再次經(jīng)過 M點時是指MROArOM,時間間隔為2 S。33練習47、一彈簧振子做簡諧運動，周期為T,下列說法正確的是（A.若t時刻和t

5、+ t時刻振子運動位移的大小相等，方向相同，則t 一定等于T的整數(shù)倍B.若t時刻和t+ t時刻振子運動速度的大小相等，方向相反，則t 一定等于T/2C.D.的整數(shù)倍若厶t=T，則在t時刻和t+ t時刻振子運動的加速度一定相等若厶t=T/2，則在t時刻和t+ t時刻彈簧的長度一定相等例48、如圖均勻小球做單擺運動，平衡位置為O點，AB為最大位移處,MN關于O點對稱。則下列說法錯誤的是（A.小球受重力、繩子拉力和回復力。B.小球所受的合外力就是單擺的回復力C.小球在O點時合外力為0D.小球經(jīng)過M點的振幅與小球在 N的振幅O大小相等、方向相反。E. 小球在AB兩點不受繩子拉力?！惧e解分析】：錯解：沒

6、有理解回復力是效果力，認為物體受三個力，重力、繩子拉力和回復力。認為 A正確，所以沒有選 A例51、一個彈簧振子，第一次被壓縮x后釋放做自由振動，周期為Ti，第二次被壓縮2x后混淆了單擺的回復力與合外力，認為B正確，所以沒有選擇 B錯誤理解了平衡位置，認為平衡位置物體所受的合外力為0，認為C正確，所以沒有選擇C誤把振幅理解成位移，認為 D正確，所以沒有選擇 Do沒有仔細分析運動，認為在 AB處單擺不做圓周運動，不需要向心力，繩子拉力為0,所以認為E正確，沒有選擇 E。【解題指導】：【答案】：ABCDE【解析】：回復力是效果力，受力分析時只分析按性質分的力，每個力必須撈到對應的施力物體。物體只受

7、兩個力：重力、繩子拉力。A錯；回復力的大小為振動方向上的合外力，對于單擺，它是重力沿運動方向的分力。因為小球做的是圓周運動，所以法向合外力等于向心力，B錯；平衡位置是指回復力為 0的位置，但合外力不一定是 0。比如 在單擺O點，回復力為0，但由于在做圓周運動，所以法向合外力是指向圓心的，C錯;振幅是標量，沒有方向，不是位移，它是一個固定的值。C錯。在最大位移處，小球不做圓周運動，法向合外力為 0，所以繩子拉力等于重力在法向的分力。不是沒有力，所 以E也錯，選E。練習48、水平彈簧振子，每隔時間 t，振子的位移總是大小和方向都相同，每隔-的時間，2振子的速度總是大小相等，方向相反，則有()A彈簧

8、振子的周期可能水于gB. 每隔扌的時間，振子的加速度總是相同的G.每隔訥時間，振子的動能總是相同的D.每隔舟的時間，彈簧的長度總是相同的例49、在一個單擺裝置中，擺動物體是一個裝滿水的空心小球，球的正下方有一小孔，當擺開始以小角度擺動時，讓水從球中連續(xù)流出，直到流完為止，由此小球的周期將( )A. 保持不變B逐漸減小C. 先增大后減小D.先減小后增大【錯解分析】：錯解：死記周期公式，沒有理解公式中的I含義，所以選擇 A;沒有記住【解題指導】：【答案】：C【解析】：單擺小角度振動，做簡諧運動的周期為T=2二1，式中的I為擺長，其值 g為懸點到擺動物體重心間的距離。當小球裝滿水時，重心在球心，水流

9、完后，重心也在球心，但水在流出的過程中，重心是在下降，因此在水的整個流出過程中，重心位置先練習49、如圖，一個半徑為下降后上升，擺長I先增大后減小，周期 T先增大后減小。選擇CoR的圓弧形光滑軌道豎直放置，今有兩個質點AB, B從圓心處自由下落，空氣阻力不計,同時從非常接近誰先到達0點A與B例50、將一秒擺（周期為2S)置于沿一圓形軌道繞地球運動的人造地球衛(wèi)星中，若衛(wèi)星的軌道半徑為地球半徑的2倍，則秒擺的周期將變?yōu)椋–. 2S【錯解分析】：錯解:A. 4S無限大因為衛(wèi)星距離地心距離為2倍地球半徑，所以衛(wèi)星中重力加速度是地球表面重力加速度的 1/4 ,根據(jù)單擺周期公式 T = 2兀丄，有g為原來

10、1/4 ,片g則周期為原來2倍。所以選擇 Ao【解題指導】：【答案】：D【解析】：公式中的g應該為等效重力加速度，并不是當?shù)卣鎸嵉闹亓铀俣龋运?路錯誤。本題中單擺在太空中，處于完全失重狀態(tài)，等效加速度為0,單擺失去回復力，不能再做振動，所以周期無限大。練習50、一小球用長為I的細繩系于與水平面成 a角的光滑斜面內，小球呈平衡狀態(tài)， 若使細線偏離平衡位置，且偏角 0 t2D.無法判斷【錯解分析】：錯解：兩次運動的距離均為振幅的一半，周期為 T,兩次時間均是 T/4, 所以兩次時間相等，選 Ao振子從平衡位置向 x=A/2處運動時，回復力小，加速度也?。粡淖畲笪灰铺幍絰=A/2處回復力大，加

11、速度也大，所以前面時間大，后面時間小。選Co因為振子做的是加速度變化的運動，所以無法判斷。選D【解題指導】：【答案】：B【解析】：振子由平衡位置向最大位移處運動的過程中做的是加速度增大的減速運動，主要考慮的是速度特點。速度越來越小，相同位移，前半段平均速度大，后半段平均速度小，所以前半段時間少，后半段時間多。選擇B練習52、套在光滑桿上的水平彈簧振子以0點為平衡位移在 BC間做簡諧運動，其周期為3.6s，小球由0點向右第一次到達 0C中點所需的時間是多少？例53、關于簡諧機械波在給定的介質中傳播，下列說法正確的是（）A. 波速與頻率成正比，與波長成正比B. 振幅越大，波速越大C. 在一個周期內

12、，振動的質點走過的路程等于一個波長D. 周期越大，波長越大【錯解分析】：錯解：根據(jù)公式V二，f，于是有波速與波長成正比，與波長成正比，選A認為質點隨波遷移，所以選擇 C【解題指導】：【答案】：D【解析】：機械波的速度由介質決定，頻率由波源決定，波長由波速及頻率共同決定，所以A錯了。波速不是由波長和頻率決定的。波速與振幅沒有關系。 質點不隨波而遷移,只是在平衡位置上下振動。由 V二有，二vT，V由介質決定，對于一確定的介質，v不變，所以T越大，波長越大，D正確。練習53、一列簡諧橫波沿x軸正方向 傳播，某時刻的波形如圖所示，下列 說法正確的是（）A. 由波形圖可得該波的波長B. 由波形圖可得該波

13、的周期C. 經(jīng)過1/4周期后，質點 P運動Q占八、D.經(jīng)過1/4周期后，質點 R的速度變?yōu)?如圖所示，P點離開o點的距離為30cm,試判斷P質點開始振動的方向。1【錯解分析】：錯解：從圖看PQ相差丄波再前21傳播 就到達P點，得到如圖所示的波形圖。所2以可判定，P點開始振動的方向是沿 y軸正方向（即向上）錯誤的主要原因是把機械波的圖象當成機械振 動圖象看待。機械波向前傳播時應該把整個波 往前平衡，而不是接著原來的波形往后續(xù)畫波 形?！窘忸}指導】：【答案】：向下【解析】：研究波的傳播時，可以把整個波形沿傳播方向平移即可，本題中將波形平移至P點即可，如右圖由圖可知，P的起振方向是向下的。從平移波形

14、的過程中，我們可以發(fā)現(xiàn)，在傳播過程中的 每個質點的起振方向均是一樣的，與波源的起振方向一樣。任何一個振動的點均可以看作波源。比如該題中Q點起振方向是向下，Q點振動才能帶到 P點振動，所以對 P來說，可以認為 Q是它的波源。練習54、如圖為一列沿 x軸正方向轉播的簡諧橫波在t=0時的波形圖。當R點在t=0時的振動狀態(tài)傳到 S點時,些質點的x坐標取值范圍是（A.2cm x 4cmB.2cmx4cmC.2cm x3cmD.2cmxw 3cm例55、如圖所示，某均勻介質中各質點的平衡在同一直線上，相鄰兩點間的距離為d,質點1開始振動時速度方向豎直向上，振動由此開始向右傳播，經(jīng)過時間t，前13個質點第一

15、次形成下圖中的波形，則該波的周期與波長分別為（）13A.2t/39dB.2t/38dC.t/226d/3D.t/28d【錯解分析】：錯解:圖中看出，一個波長對應的距離為8d,所以選擇B【解題指導】：【答案】：D【解析】：題中只說這是前13個質點的波形，并沒有說波就傳到了第13個質點。圖中波源（1質點）的起振方向是豎直向上的，如果波 t時刻恰好傳到了 13點，則13點的 振動方向應該是豎直向上，而圖中13點的振動方向是豎直向下的，所以說明波已經(jīng)傳到了 13點的后面某點，該點正準備豎直向上振動。如下圖9 1 ;14m/s，試計算并畫出經(jīng)過此時之后1.25s的空間波形圖。可以看到t時間內是兩個周期，

16、用 t=2T,則T=t/2，答案Do練習55、一列簡諧橫波在x軸上傳播，某時刻的磨形圖如圖所示，a、b、c為三個質元，a 正向上運動由此可知A. 該波沿x軸正方向傳播B. c正向上運動C. 該時刻以后，b比c先到達平衡位置D. 該時刻以后，b比c先到達離平衡位置最遠處例56、如圖1所示為一簡諧波在t=20s時的波形圖，圖2是這列波中P點的振動圖線，那 么該波的傳播速度和傳播方向為（）A. 波速1m/s，方向向左B. 波速1m/s，方向向右C. 波速1.25m/s，方向向左D. 波速1.25m/s，方向向右t/s【錯解分析】：錯解：主要是分不清兩圖間的關系，更重要的是沒有透徹理解兩圖的含義，所以

17、答案是五花八門。解題中關鍵要掌握的是這兩種圖在圖象變化上的區(qū)別：振動圖象是隨著時間的延長而延伸，而原有的形狀不變；波的圖象則是隨著時間的變化而改變， 操作方法平移波的圖象。【解題指導】：【答案】：A【解析】：由兩圖知，波長 入=4m周期t=4s，由公式知v = =1m/s，由圖2可知在 Tt=20s時P點的振動向上，再由圖 1根據(jù)“同側法”知波向左傳播。A正確。練習56、一列簡諧橫波沿x軸負方向傳播，圖1是t=1s時的波形圖，圖2是波中某振 動質點位移隨時間變化的振動圖象， （兩圖用同一時間起點），則圖2中是圖1中哪個質 點的振動圖線（）A. x=0處質點B. x=1m處質點C. x=2m處質

18、點t/sx軸正方向傳播，波速為D. x=3m處質點例57、圖是某時刻一列橫波在空間傳播的波形圖線。已知波是沿【錯解分析】：錯解：從圖可看出波長 入=8cm,由公式T = = 2S，經(jīng)過1.25s，波向右傳播 v1 255了個波長，波形圖如下：（將波向右2 85平移2個波長）錯解2 :從圖可看出波長入=8cm,由公式 T二一=0.02S，經(jīng)過 1.25s，波向右傳播了 v1.250.02=62.5個波長,波形圖如下:（62.5個周期的波形與0.5個周期的波形圖一樣,8所以在原來波形圖的基礎上將波向右延長0.5個波長）錯解一沒有重視單位的一致性，在此題中波長從圖中只能得出入=8cm,而波速給出的卻

19、是國際單位4m/s。因此，求周期時,應先將波長的單位統(tǒng)一到國際單位制上來。錯解二雖然計算對了，但是，在波向前（沿x軸正方向）傳播了 62.5個波長時應該平移波形?！窘忸}指導】【解析】：從圖可看出波長入=8cm由公式t二一=0.02s，經(jīng)過1.25s，波向右傳播了v1 2562.5個波長，據(jù)波的周期性，0.02傳播了整數(shù)個波長，而波形不變，所以該題我們可以先將波形圖平移當經(jīng)過時間是振動周期的整數(shù)倍時，波只是向前0.5個波長，然后練習57、已知平面簡諧橫波在 x軸上傳播，原點0的振動圖象如圖1所示，t時刻的波A例58、如圖所示，一列簡諧橫波沿x軸正方向傳播，從波傳到x=5m的M點時開始計時，已知P

20、點相繼出現(xiàn)兩個波峰的時間間隔為0.4s，下面說法中正確的是(1CI0-10|/1 2 3i4/s 6 7 8 9A.這列波的波長是 4mB. 這列波的傳播速度是10m/sC. 質點Q (x=9m經(jīng)過0.5s才第一次到達波峰D. M點以后各質點開始振動時的方向都是向下【錯解分析】錯解一：由題中說P點相繼出現(xiàn)兩個波峰的時間間隔為0.4S,所以間隔一個波峰的時間為罟缶即02,所iy.T=02Sj由波X4十速公式* =亍二喬=20 (m/ s) 所以B下對錯解二：質點 Q(x=9m)，經(jīng)過0.4s (此處用了正確的周期結果即B選項做對了)彼傳到它，又經(jīng)過Q點第一次到達波峰，冷所以C對。錯解一對“相繼出

21、現(xiàn)兩個波峰”理解有誤。錯解二對質點 Q(x=9m處，當波傳到它以后，不知道各點的起振方向是一樣的，Q點應該先向下運動。實際上也就是對波的傳播原理不明白?！窘忸}指導】：【答案】：ABD【解析】：(1)從圖可以看出波長為 4m,選A。(2) 實際上“相繼出現(xiàn)兩個波峰”應理解為，出現(xiàn)第一波峰與出現(xiàn)第二個波峰之間的 時間間隔。因為在一個周期內，質點完成一次全振動，而一次全振動應表現(xiàn)為“相繼出 現(xiàn)兩個波峰”，即 T=0.4s。貝UX 4詫亍=百=10 (m / )所以選項B是對的。(3) MQ兩點間相距4m以10m/s的波速來說需要 0.4s時間，即一個周期，經(jīng)過 0.4s 后波傳播到了質點 Q(x=9

22、m)，質點Q開始振動，因為每個點的起振方向均是豎直向下的， 所以Q點是先向下，然后 3/4個周期后才能到達波峰，即0.3s后才到波峰，則共用去 時間0.4+0.3=0.7s.所以選項C錯了。(4) 從波的向前傳播原理可以知道，M以后的每個質點都是先向下振動的。所以選項D是對的。此題正確答案為 A, B, Db練習58、一列沿x軸正方向傳播的簡諧波，在t=0時刻的波形圖如圖所示，已知這列波在P點出現(xiàn)兩次波峰的最短時間為0.4s，求(1) 這列波的波速是多少？(2) 經(jīng)過多少時間R才能第一次到達波峰?(3) 這段時間里R通過的路程是多少？例59、如圖所示，一根張緊的水平彈性長繩上的方，當一列簡諧橫

23、波沿此長繩向右傳播時，若a, b兩點，相距14.0m， b點在a點的右a點的位移達到正最大時， b點的位移恰為零且向下運動。經(jīng)過1.00s后a點的位移為零，且向下運動，而b點的位移恰達到負最大，則這簡諧波的波速可能等于abA.4.67m/sB.6m/s*C.10m/sD.4m/s【錯解分析】：錯解：對題目分析可知，因為波是由a傳向b的，所以b左側的質點應3ab間間隔為 ，所以43 .,14.0X4-人=14.0m 九=rm而：-T = l 00s T= 4.00s4由波速公式丁 = *代入數(shù)據(jù)解得v=4.67m/s 選擇 A。3、但此題可能多選，考慮到 a， b之間滿足條件的情況還可以是(n

24、)，時間關系41有(n -)T -1.00s4即當=14,Om人二巴異m而 1 丄 T = LOOs T =45則彼速對= =14.0X21/74 00/5v =解得：v=10m/s選擇C、1*0X4當屮=14.0mX = m而2 丄 T = 1.00s T = 49則波速甘=亍140X4/114.00/9解得：v=11.5m/s顯然不符合題目中的選項,且通過分析可知 v=14m/s也是不對的，所以正確答案為A, Co以上答案并沒有錯但分析問題的過程出現(xiàn)了明顯的2 2 2錯誤，即把為b之間存在扌可-2扌入，與兩種狀態(tài)之間 的時間隔扌匚i|t, * 這兩個沒有必然聯(lián)系的事件用一一 對應的關系聯(lián)系

25、起來，認為當亞b之間為扌入時，必有間隔扛，而.3 1b之間為1：入時，必有間隔時間為1才丁,結果導致在計算過程中,漏了不少結論。而此題做為選擇題，學生能用錯誤的思維方式得出符合答案的結果, 純屬偶然?！窘忸}指導】：【答案】：AC3 56【解析】：(n ) =14(n =0,1,2,34 4n+314(n 1)T = 1.00s二 T 4 (m = 0,1,2,3)44m +1564n 3(n =0,1,2,344m 1(m = 0,1,2,3波速應為n=0 時，m=0 1, 2n=1 時，m=0 1, 2n=2 時，m=0 1, 2我們可以通過列表來看一看波速的各種可能值:N11012304.

26、C721 270.933123.310(5.3d4.(5?2421811.58 436072612.1- - 4 44 從表中可以看出，4.67m/s及10m/s即為正確答案。所以正確答案應選A, G這是1996年一道高考題，當年不少考生考試時也選對了答案，但這些考生思考問題時有著明顯的片面性，只從n=N的情況去考慮問題，當n=N=0時，4.67m/s，當n=N=1時,v=10m/s ,當n=N=2時v=11.5m/s,把長度的周期性與時間的周期性混為一談。若此題的四個選項中變化一個為v=2m/s （即n=1, N=0時），上述思維片面的考生可能就會漏選，因此，一定要對題目進行全面周到的分析。

27、練習59、一列簡諧波沿x軸方向傳播，已知x軸上x=0m和x=2m處質點振動圖象分別如F圖1、2所示，則此波的傳播速度是多少?-3 、s)例60、圖中實線是一列簡諧波在某一時刻的波形圖線，虛線是0.2s后它的波形圖線。這列波可能的傳播速度是【錯解分析】 錯解：從圖上可以看出波長 入=4m而從兩次的波形圖可知：t = 0.2 s = -T 所以T=0 3弘由波速公式；v=4代入數(shù)據(jù)解得；v=5m/s.(1) 在扌殳有分析出此彼的傳播方向前，就認定= 是不全4 面的。實際上，只有當波向右(沿 x正方向)傳播時，上述關系才成立。(2) 沒有考慮到波的傳播過程的周期性。也就是說，不僅;T后4的波形如虛線所示& 1扣 百T后的彼形均與占T后的波形相同?！窘忸}指導】：【答案】：(20n5)m/s(n = 0,1,2)(20n 15)m/s(n=0,1,2)【解析】：從圖上可以看出入=4m1 0 8當波沿x正方向傳播