第六章簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)與機(jī)械波(拓展)

1、第六章 簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)與機(jī)械波本章學(xué)習(xí)提要1理解簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)是最基本最簡(jiǎn)單的機(jī)械振動(dòng)，知道一切復(fù)雜振動(dòng)都是由許多不同的簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)合成的。2知道用振動(dòng)圖象來(lái)描述振動(dòng)，知道振動(dòng)圖象和波的圖象的區(qū)別。3理解單擺的振動(dòng)過程及其應(yīng)用。4在學(xué)習(xí)橫波的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步掌習(xí)縱波，更全面地理解機(jī)械波的產(chǎn)生和傳播。5知道波的干涉、衍射及其應(yīng)用。6知道多普勒效應(yīng)及其應(yīng)用。本章在學(xué)習(xí)機(jī)械振動(dòng)一般知識(shí)的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步深入研究簡(jiǎn)諧振動(dòng)、單擺和縱波的內(nèi)容，在學(xué)習(xí)橫波的基礎(chǔ)上，深入討論另一種形式的波縱波，同時(shí)還有拓展到波的基本性質(zhì)干涉和衍射以及多普勒效應(yīng)等內(nèi)容，通過學(xué)習(xí)過程感受研究和描述振動(dòng)和波的方法，通過相關(guān)知識(shí)的廣泛應(yīng)用，感悟物理學(xué)與

2、技術(shù)、社會(huì)的緊密聯(lián)系。A 簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng) 振動(dòng)圖象一、學(xué)習(xí)要求知道什么是簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)，理解簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的特征和條件，知道簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)和復(fù)雜振動(dòng)的關(guān)系。知道什么是振動(dòng)圖象；理解振動(dòng)圖象的作用；能根據(jù)已知條件畫出振動(dòng)圖象或根據(jù)振動(dòng)圖象求未知量；知道振動(dòng)圖象與波的圖象的區(qū)別。通過對(duì)振動(dòng)圖象的研究進(jìn)一步認(rèn)識(shí)用圖象描述物理量的方法，通過對(duì)彈簧振子振動(dòng)過程的細(xì)心觀察養(yǎng)成周密細(xì)致的科學(xué)習(xí)慣。二、要點(diǎn)辨析1什么是簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)是最簡(jiǎn)單最基本的機(jī)械振動(dòng)，任何復(fù)雜的機(jī)械振動(dòng)都是由許多不同頻率、不同振幅的簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)合成的。物體在跟位移大小成正比，并且總是指向平衡位置的力作用下的振動(dòng)，叫做簡(jiǎn)諧振動(dòng)，彈簧振子的振動(dòng)是典型的簡(jiǎn)諧振動(dòng)。2物

3、體做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的條件物體做簡(jiǎn)諧振動(dòng)的條件是它所受到的回復(fù)力大小與位移成正比，方向與位移相反，即Fkx，式中x是位移，負(fù)號(hào)表示回復(fù)力F的方向總是跟位移x的方向相反，k是比例常數(shù)，它的大小決定于振動(dòng)系統(tǒng)的性質(zhì)。對(duì)于彈簧振子來(lái)說，k值就等于彈簧的勁度系數(shù)?；貜?fù)力跟向心力一樣是以效果來(lái)命名的，它可以是一個(gè)力，也可以是幾個(gè)力的合力。根據(jù)質(zhì)點(diǎn)所受到的回復(fù)力是否符合上述條件，就能判斷這一質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)是否是簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)。由牛頓第二定律Fma。得ax，我們還可以根據(jù)振動(dòng)質(zhì)點(diǎn)的加速度來(lái)判斷質(zhì)點(diǎn)是否做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)。如果它的加速度大小也跟位移成正比，加速度方向也總是指向平衡位置，該質(zhì)點(diǎn)一定做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)。3用振動(dòng)圖象描述振動(dòng)振動(dòng)圖象

4、是表示振動(dòng)質(zhì)點(diǎn)的位移隨時(shí)間變化關(guān)系的曲線，橫坐標(biāo)表示時(shí)間t，縱坐標(biāo)表示位移x。由振動(dòng)圖象可以得出振動(dòng)的周期、振幅以及質(zhì)點(diǎn)在任意時(shí)刻的位移，只有簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的振動(dòng)圖象是正弦或余弦曲線，其他機(jī)械振動(dòng)的振動(dòng)圖象都比較復(fù)雜。三、例題分析【示例1】圖6-1為某彈簧振子在05s內(nèi)的振動(dòng)圖象，由圖可知下列說法中正確的是ABC（ ）（A）第2s末振子的速度為零，加速度為正向的最大值（B）第3s末振子的速度為正向的最大值（C）第6s末振子的位移大小為最大，速度為零（D）從第1s末到第2s末振子在做速度增大的【分析】題中的“正向”意指坐標(biāo)軸的正方向，由圖可知第2s末，振子在負(fù)的最大位移處，所以，速度為零，加速度指向平

5、衡位置，即指向y方向，大小為最大值，選項(xiàng)（A）正確。第3s末，振子從負(fù)的最大位移處回到平衡位置正要向正的最大位移處運(yùn)動(dòng)，所以，3s末振子的速度為正的最大值，選項(xiàng)（B）正確。從第5s末開始振子將由平衡位置向負(fù)的最大位移處運(yùn)動(dòng)，所以，第6s末，振子的位移大小為最大的振幅值，速度為零，選項(xiàng)（C）正確。從第1s末到第2s末振子是由平衡位置向負(fù)的最大位移處運(yùn)動(dòng)，所以振子做加速度增大、速度減小的減速運(yùn)動(dòng)。選項(xiàng)（D）錯(cuò)誤?！窘獯稹坑梢陨戏治鲋绢}應(yīng)選（A）、（B）、（C）。*【示例2】一塊質(zhì)量為m、邊長(zhǎng)為a的正方體木塊浮于水面?，F(xiàn)用力將它向下壓入水面一部分體積后釋放。如圖6-2所示，木塊將以它原來(lái)的平衡位

6、置為中心做上下振動(dòng)，若不計(jì)水的阻力，試證明木塊的振動(dòng)是簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)。【分析】要證明木塊的振動(dòng)是簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)必須看它是否符合簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的條件，關(guān)鍵要求出回復(fù)力，再根據(jù)回復(fù)力的特性來(lái)作判斷。【解答】設(shè)木塊在水面平衡時(shí)，木塊浸入水中部分的深度為x0，水的密度為，根據(jù)平衡條件ga2x0mg。當(dāng)用力將木塊再壓下水面x深時(shí)，木塊受到的浮力為F浮ga2（xx0）。釋放后，木塊所受回復(fù)力F回為重力與浮力的合力，方向指向平衡位置。F回F浮mgga2（xx0）mgga2x。當(dāng)木塊回浮到平衡位置時(shí)，x0，由于慣性，木塊繼續(xù)上浮一段距離為x時(shí)，木塊所受回復(fù)力F回的方向向下F回mgF浮mgga2（x0x）ga2x?？梢?，木塊在平

7、衡位置上下振動(dòng)時(shí)，受到的回復(fù)力F回的大小跟位移x成正比，方向總是指向平衡位置，符合木塊做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的條件，所以浮在水面的木塊的振動(dòng)是簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)。【討論】能否寫出木塊振動(dòng)時(shí)加速度的表達(dá)式？四、基本訓(xùn)練1 一質(zhì)點(diǎn)做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)，其振動(dòng)圖線如圖所示。由圖可知，在t4s時(shí)，質(zhì)點(diǎn)的D（ ）（A）速度為正的最大值，加速度為零。（B）速度為負(fù)的最大值，加速度為零。（C）速度為零，加速度為正的最大值。（D）速度為零，加速度為負(fù)的最大值，2 圖中在同一坐標(biāo)系中畫出了A、B兩個(gè)做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)圖線，虛線是A物體的振動(dòng)圖線，實(shí)線是B物體的振動(dòng)圖線，問哪個(gè)質(zhì)點(diǎn)先振動(dòng)？哪個(gè)質(zhì)點(diǎn)的周期長(zhǎng)？哪個(gè)質(zhì)點(diǎn)的振幅大A質(zhì)點(diǎn)先振動(dòng)；B質(zhì)點(diǎn)

8、周期長(zhǎng)；A質(zhì)點(diǎn)振幅大。？3 某質(zhì)點(diǎn)做簡(jiǎn)諧振動(dòng)的振動(dòng)圖象如圖所示，在t0.25s，t0.5s，t0.75s時(shí)，質(zhì)點(diǎn)的位移分別等于多大？質(zhì)點(diǎn)完成一次全振動(dòng)需時(shí)多少？質(zhì)點(diǎn)的振幅是多大8cm，0，8cm；1s；8cm？4 如圖是某音叉的振動(dòng)圖象，由圖可知，振動(dòng)音叉的振幅是_cm，周期為_s，頻率為_Hz5；4；0.25。5 一個(gè)沿水平方向振動(dòng)的彈簧振子，振幅為4cm，周期為2s。取水平向右的方向?yàn)檎褡与x開平衡位置的位移的正方向，振子向右運(yùn)動(dòng)到最大距離時(shí)開始計(jì)時(shí)，在自己設(shè)定標(biāo)度的坐標(biāo)系中畫出該彈簧振子的振動(dòng)圖象。6 有一個(gè)彈簧振子，若取振子水平向右的方向?yàn)檎褡游灰频恼较?，得到如圖所示的振動(dòng)曲線。則（1

9、）向左最大位移處（2）4s（3）向右最大位移處（4）400m/s2：（1）剛開始計(jì)時(shí)的時(shí)刻，振子處在什么位置？（2）簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的周期是多少？（3）當(dāng)t2s時(shí)振子在什么位置？（4）如果振子的質(zhì)量為0.5kg，彈簧的勁度系數(shù)為2×103N/m，振子的最大加速度是多少？7 將一水平放置的彈簧振子從平衡位置向右拉開1cm后釋放，振子做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)，若第一次到平衡位置時(shí)間為0.1s，則該振子的振幅為_cm，周期為_s，頻率為_Hz；振子在1s內(nèi)經(jīng)過的路程為_cm，在0.7s末振子的位移大小為_cm，正要向_做_運(yùn)動(dòng)1；0.4；2.5；10；0；右；減速。8 一彈簧振子做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)，若從平衡位置O開始計(jì)

10、時(shí)，經(jīng)過3s時(shí)，振子第一次經(jīng)過P點(diǎn)，又經(jīng)過了2s第二次經(jīng)過P點(diǎn)，則：（1）該彈簧振子的振動(dòng)周期為C（ ）（A）4s（B）8s（C）16s（D）32s（2）從第二次經(jīng)過P點(diǎn)起，該質(zhì)點(diǎn)第三次經(jīng)過P點(diǎn)所需的時(shí)間為D（ ）（A）4s（B）8s（c）3s（D）14s9 甲、乙兩個(gè)人先后觀察同一彈簧振子在水平面內(nèi)左右振動(dòng)情況。已知振子的振幅為5cm，周期為2s。設(shè)平衡位置右方為正方向，圖中時(shí)間軸上每格代表0.5s。（1）甲開始觀察時(shí)，振子正好在平衡位置且向右運(yùn)動(dòng)，試在（a）中畫出甲根據(jù)觀察得到的彈簧振子的振動(dòng)圖象。（2）乙在甲觀察3.5s后開始觀察并計(jì)時(shí)，試在（b）中畫出乙根據(jù)觀察得到的彈簧振子的振動(dòng)圖象

11、。10 某彈簧振子做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)，先后以相同速度通過相距1.0cm的A、B兩點(diǎn)，歷時(shí)0.2s，再?gòu)腂點(diǎn)回到A點(diǎn)的最短時(shí)間為0.4s，問（1）在A、B連線的中點(diǎn)（2）0.8s，1.25Hz：（1）平衡位置在何處？（2）振子的運(yùn)動(dòng)周期及頻率？11 某人在醫(yī)院做了一次心電圖，如圖所示。如果心電圖儀卷動(dòng)紙帶的速度為0.3m/min，圖中每小格寬1mm，則由此可估算出此人的心率為多少60次/min。？12 如圖（a），在一根彈簧下懸掛質(zhì)量為m的重物，讓其在豎直方向上振動(dòng)，用天平和光電門，測(cè)出彈簧下不同質(zhì)量重物的振動(dòng)周期T的值，從而探究振動(dòng)周期T與物體質(zhì)量m間的關(guān)系。若某同學(xué)取得了如表中所示的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)和圖（b

12、）所示的圖象，試先猜測(cè)周期T與懸掛物的質(zhì)量m間的定性關(guān)系；然后再畫出適當(dāng)?shù)妮o助圖線驗(yàn)證你的猜測(cè)猜測(cè)與T的平方成正比，畫m-T2圖線，得一過原點(diǎn)的直線，可驗(yàn)證猜想。m/kgT/s10.100.1420.200.2030.400.2840.600.3550.800.40B 單擺一、學(xué)習(xí)要求理解單擺的振動(dòng)過程。理解單擺做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的條件，理解單擺做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)時(shí)的周期公式。知道獲得單擺振動(dòng)圖象的實(shí)驗(yàn)過程，理解單擺的振動(dòng)圖象。能通過測(cè)單擺周期的實(shí)驗(yàn)，測(cè)出當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣?。通過科學(xué)家探索單擺振動(dòng)規(guī)律的過程，認(rèn)識(shí)伽利略創(chuàng)立的實(shí)驗(yàn)研究方法，并體驗(yàn)物理學(xué)家艱辛的探索過程，二、要點(diǎn)辨析1擺和單擺的區(qū)別一切懸掛起來(lái)，在

13、重力和支持力作用下能做周期運(yùn)動(dòng)的物體都可以叫做擺，例如，用手吊在單杠上的人體、用繩子懸吊的水桶、起重機(jī)起吊的重物、掛在掛鉤上的書包、各種擺鐘的鐘擺等。但單擺卻有嚴(yán)格定義，即擺線的質(zhì)量與擺球相比可視為零，擺球的直徑與擺線長(zhǎng)度相比可視為零，符合這些條件的擺就是單擺，單擺的運(yùn)動(dòng)比其他擺的運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)單得多。2單擺振動(dòng)的回復(fù)力任何振動(dòng)都需要有使物體回到平衡位置的回復(fù)力，使單擺振動(dòng)的回復(fù)力是擺球重力沿圓弧切線的分力，而且這個(gè)回復(fù)力的大小和方向不斷在變化，擺球的位移、速度、加速度、動(dòng)能、勢(shì)能都在不斷變化，掌握這些物理量的變化規(guī)律，就掌握了單擺的振動(dòng)過程。3單擺的振動(dòng)和單擺的簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)振動(dòng)是一個(gè)比較寬泛的概念，一切

14、在平衡位置附近所做的往復(fù)運(yùn)動(dòng)都是振動(dòng)，其中最簡(jiǎn)單的振動(dòng)叫做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)，簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的圖線是正弦或余弦曲線，其他振動(dòng)的圖線是更為復(fù)雜的曲線，單擺的振動(dòng)不一定是簡(jiǎn)諧振動(dòng)，只有擺角較?。ú怀^5°）時(shí)單擺的振動(dòng)才可以看作簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)，擺角較大時(shí)單擺的振動(dòng)周期與振幅有關(guān)，不具有等時(shí)性，三、例題分析【示例1】周期為2s的單擺叫做秒擺，已知上海地區(qū)的重力加速度g9.79m/s2，請(qǐng)計(jì)算在上海地區(qū)的秒擺的擺長(zhǎng)，如果把同樣擺長(zhǎng)的單擺拿到月球上去，已知月球的重力加速度是1.6m/s2，則該擺的周期是多少由單擺周期公式T2得，lm0.99m。在上海地區(qū)秒擺的擺長(zhǎng)是0.99 m。在月球上因?yàn)橹亓铀俣劝l(fā)生變化，這個(gè)

15、單擺不再是秒擺，它的周期T22×3.14×s4.94s。？【分析】根據(jù)單擺周期公式，由單擺周期和擺長(zhǎng)可求上海地區(qū)的重力加速度，同樣由擺長(zhǎng)和月球的重力加速度，可求該擺在月球上的擺動(dòng)周期?！窘獯稹坑蓡螖[周期公式T2得，lm0.99m。在上海地區(qū)秒擺的擺長(zhǎng)是0.99 m。在月球上因?yàn)橹亓铀俣劝l(fā)生變化，這個(gè)單擺不再是秒擺，它的周期T22×3.14×s4.94s。【討論】不求出l可解出T嗎？【示例2】根據(jù)圖6-3所示的單擺振動(dòng)圖象指出（1）根據(jù)圖象可知，單擺開始計(jì)時(shí)的時(shí)刻是零時(shí)刻，在零時(shí)刻擺球的縱坐標(biāo)為零，所以在開始計(jì)時(shí)的時(shí)刻，單擺小球的位置為平衡位置。（2）單

16、擺振動(dòng)的振幅為3cm，因?yàn)閱螖[振動(dòng)的周期為2s，所以頻率fHz0.5Hz。（3）圖上A、C兩點(diǎn)表示擺球的位移最大，所受恢復(fù)力也最大，它的加速度當(dāng)然是最大。（4）在平衡位置單擺擺球的速度最大，所以擺球在0、B、D縱坐標(biāo)為零的三個(gè)時(shí)刻速度最大。（5）因?yàn)閿[球所受的恢復(fù)力總是指向平衡位置，平衡位置的縱坐標(biāo)為零，所以在A點(diǎn)時(shí)加速度的方向指向x軸的反方向。擺球在B點(diǎn)平衡位置的時(shí)刻是1s，緊接著下一時(shí)刻的位移是負(fù)值，擺球在圖上B點(diǎn)時(shí)刻速度的方向必然指向x軸的反方向。：（1）在開始計(jì)時(shí)的時(shí)刻，單擺小球的位置；（2）單擺振動(dòng)的振幅和頻率；（3）在哪幾點(diǎn)的加速度最大；（4）在哪幾點(diǎn)的速度最大；（5）在A點(diǎn)時(shí)加速

17、度的方向和在B點(diǎn)時(shí)速度的方向?！窘獯稹浚?）根據(jù)圖象可知，單擺開始計(jì)時(shí)的時(shí)刻是零時(shí)刻，在零時(shí)刻擺球的縱坐標(biāo)為零，所以在開始計(jì)時(shí)的時(shí)刻，單擺小球的位置為平衡位置。（2）單擺振動(dòng)的振幅為3cm，因?yàn)閱螖[振動(dòng)的周期為2s，所以頻率fHz0.5Hz。（3）圖上A、C兩點(diǎn)表示擺球的位移最大，所受恢復(fù)力也最大，它的加速度當(dāng)然是最大。（4）在平衡位置單擺擺球的速度最大，所以擺球在0、B、D縱坐標(biāo)為零的三個(gè)時(shí)刻速度最大。（5）因?yàn)閿[球所受的恢復(fù)力總是指向平衡位置，平衡位置的縱坐標(biāo)為零，所以在A點(diǎn)時(shí)加速度的方向指向x軸的反方向。擺球在B點(diǎn)平衡位置的時(shí)刻是1s，緊接著下一時(shí)刻的位移是負(fù)值，擺球在圖上B點(diǎn)時(shí)刻速度的

18、方向必然指向x軸的反方向。四、基本訓(xùn)練1 設(shè)單擺的平衡位置在O點(diǎn)，向左最大位移處在B點(diǎn)，向右最大位移處在C點(diǎn)，把。該單擺的振動(dòng)情況填寫在以下表格中回復(fù)力加速度（切向）速度動(dòng)能勢(shì)能單擺的振動(dòng)大小方向大小方向大小方向大小大小B點(diǎn)最大向右最大向右00最大由B到O變小向右變小向右變大向右變大變小O點(diǎn)00最大向右最大最小由O到C變大向左變大向左變小向右變小變大C點(diǎn)最大向左最大向左00最大由C到O變小向左變小向左變大向左變大變小?；貜?fù)力加速度（切向）速度動(dòng)能勢(shì)能單擺的振動(dòng)大小方向大小方向大小方向大小大小B點(diǎn)最大由B到O變大O點(diǎn)最小由O到C向右C點(diǎn)由C到O變小2 對(duì)單擺在振動(dòng)過程中，擺球受力情況的正確判斷是

19、C（ ）（A）擺球在最高點(diǎn)所受合外力等于零（B）擺球在最低點(diǎn)所受合外力等于零（C）擺球在任何位置所受合外力都不等于零（D）以上結(jié)論都不對(duì)3 單擺原來(lái)的周期是2s，在下列情況下，周期有無(wú)變化？如有變化，變?yōu)槎嗌伲?）周期變?yōu)樵瓉?lái)的（2）周期不變（3）周期不變（4）周期變?yōu)樵瓉?lái)的2倍？（1）擺長(zhǎng)為原長(zhǎng)的（2）擺球的質(zhì)量減為原來(lái)的（3）振幅減為原來(lái)的（4）重力加速度減為原來(lái)的4 單擺的擺長(zhǎng)不變，擺球質(zhì)量增加為原來(lái)的4倍，擺球經(jīng)平衡位置時(shí)速度減少為原來(lái)的，則單擺振動(dòng)的D（ ）（A）頻率、振幅都改變（B）頻率、振幅都不變（C）頻率改變，振幅不變（D）頻率不變，振幅改變5 圖中是一個(gè)單擺的振動(dòng)圖線，根據(jù)該

20、圖線回答下列問題（1）振幅A2cm，周期T0.8s，頻率f1.25Hz。（2）動(dòng)能最大的時(shí)刻為0s、0.4s、0.8s、1.2s、1.6s；勢(shì)能最大的時(shí)刻為0.2s、0.6s、1.0s、1.4s：（1）振動(dòng)的振幅、周期、頻率各是多少？（2）從0到1.6s時(shí)間內(nèi)，哪些時(shí)刻擺球的動(dòng)能最大？哪些時(shí)刻擺球的勢(shì)能最大？6 在實(shí)驗(yàn)中為了保持?jǐn)[球運(yùn)動(dòng)方向的穩(wěn)定，往往使用“雙線擺”，“雙線擺”就是用兩根等長(zhǎng)的懸線懸掛同一個(gè)小球，兩個(gè)懸點(diǎn)位于同一高度，如圖所示，若圖中l(wèi)和是已知量，求該“雙線擺”的周期T2。7 設(shè)課本第70頁(yè)圖6-11所示的單擺，振幅為4cm，周期為1s，取水平向右的方向?yàn)閿[球離開平衡位置位移的

21、正方向，從擺球向右通過平衡位置時(shí)開始計(jì)時(shí)，用適當(dāng)?shù)臉?biāo)度畫出單擺的振動(dòng)圖象。8 把一個(gè)擺長(zhǎng)為2m的單擺拿到月球上去，已知月球上的自由落體加速度為1.6m/s2，這個(gè)擺的周期約是多大7s？9 在做“用單擺測(cè)當(dāng)?shù)刂亓铀俣取钡膶?shí)驗(yàn)時(shí)，有以下器材（1）CAG（2）擺球平衡位置，減少計(jì)時(shí)誤差（3）B：（A）1m長(zhǎng)的細(xì)線；（B）20cm長(zhǎng)的尼龍線；（C）小鐵球；（D）大木球；（E）手表；（F）時(shí)鐘；（G）秒表。（1）為使實(shí)驗(yàn)盡可能精確，應(yīng)選用的擺球是_，擺線是_，計(jì)時(shí)器是_。（2）計(jì)時(shí)位置應(yīng)選在_，這樣做的優(yōu)點(diǎn)是_。（3）實(shí)驗(yàn)中若測(cè)得重力加速度g值偏小，可能的原因是（ ）（A）小球質(zhì)量太大（B）將懸線的長(zhǎng)

22、度記作擺長(zhǎng)，忽略了擺球半徑（C）單擺振動(dòng)時(shí)，擺線的偏角太?。―）測(cè)周期時(shí)，將n次全振動(dòng)記為n1次全振動(dòng)10 有一周期為2s的單擺，在懸點(diǎn)正下方距懸點(diǎn)擺長(zhǎng)處釘一小釘后，則單擺的周期將變?yōu)镃（ ）（A）2s（B）1s（C）1.5s（D）（1）s11 一單擺做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)，其位移x和時(shí)間t的關(guān)系曲線如圖所示，當(dāng)t2s時(shí)擺球的C（ ）（A）速度為正的最大值，加速度為零（B）速度為負(fù)的最大值，加速度為零（C）速度為零，加速度為正的最大值（D）速度為零，加速度為負(fù)的最大值12 圖（a）是演示簡(jiǎn)諧振動(dòng)圖象的裝置。當(dāng)盛沙漏斗下面的薄木板N被勻速地拉出時(shí)，擺動(dòng)著的漏斗中漏出的沙在板上形成曲線，該曲線顯示出擺的位移隨

23、時(shí)間變化的關(guān)系，板上的直線OO代表時(shí)間軸。圖（b）表示兩個(gè)擺中的沙在各自木板上形成的曲線，若板N1和板N2拉動(dòng)的速度v1和v2的關(guān)系為v22v1，則板N1、N2上曲線所代表的振動(dòng)的周期T1和T2的關(guān)系為D（ ）（A）T2T1（B）T22T1（C）T24T1（D）T213 某同學(xué)在做“利用單擺測(cè)重力加速度”實(shí)驗(yàn)中，先測(cè)得擺線長(zhǎng)為97.50cm。擺球直徑為2.0cm，然后用秒表記錄了單擺振動(dòng)50次所用的時(shí)間如圖（a）所示，則：（1）該擺擺長(zhǎng)為_cm，秒表所示讀數(shù)為_s（1）98.5，99.8（2）B（3）。（2）如果他測(cè)的g值偏小，可能的原因是（ ）（A）測(cè)擺線長(zhǎng)時(shí)擺線拉得過緊（B）擺線上端未牢固

24、地系于懸點(diǎn)，振動(dòng)中出現(xiàn)松動(dòng)，使擺線長(zhǎng)度增加了（C）開始計(jì)時(shí)時(shí)，秒表過遲按下（D）實(shí)驗(yàn)中將49次全振數(shù)誤數(shù)為50次（3）為了提高實(shí)驗(yàn)精度，在實(shí)驗(yàn)中可改變幾次擺長(zhǎng)l并測(cè)出相應(yīng)的周期T，從而得出一組對(duì)應(yīng)的l與T的數(shù)據(jù)，再以l為橫坐標(biāo)，T2為縱坐標(biāo)，將所得數(shù)據(jù)點(diǎn)連成直線，并求得該直線的斜率為K，如圖（b），則重力加速度g_（用K表示）。14 宇航員在月球表面從事科學(xué)考察活動(dòng)的情況被拍成了錄像。有位科學(xué)愛好者在觀看電視錄像時(shí)，從一組鏡頭中看到宇航員手中拿著一個(gè)長(zhǎng)柄土壤收集器，與他的身高相比較，估計(jì)這一器具的長(zhǎng)度約為1m，如圖所示。當(dāng)宇航員收集滿了土壤，提起收集器時(shí)，收集器發(fā)生了輕微晃動(dòng)，從電視畫面上估計(jì)

25、晃動(dòng)的周期約為5s。科學(xué)愛好者根據(jù)這些估計(jì)數(shù)據(jù)，并且粗略地把長(zhǎng)柄土壤收集器的晃動(dòng)當(dāng)作單擺振動(dòng)處理，估算出月球表面重力加速度的大小。請(qǐng)你也作為科學(xué)愛好者估算一下月球表面的重力加速度T2，g1.57m/s2。五、學(xué)生實(shí)驗(yàn)【實(shí)驗(yàn)三】用單擺測(cè)定重力加速度1實(shí)驗(yàn)?zāi)康挠脝螖[測(cè)出當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣取?實(shí)驗(yàn)器材單擺（擺球直徑已知）、停表、直尺、鐵架臺(tái)、DIS等。3實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)（只要求設(shè)計(jì)一個(gè)方案和數(shù)據(jù)記錄表）（1）用單擺測(cè)定重力加速度_（2）用DIS測(cè)定重力加速度_數(shù)據(jù)記錄表參考實(shí)驗(yàn)步驟如下：用單擺測(cè)定重力加速度的基本步驟：選取一個(gè)擺線長(zhǎng)約1m的單擺，把線的上端用鐵夾固定在鐵架臺(tái)上，把鐵架臺(tái)放在實(shí)驗(yàn)桌邊，使鐵夾

26、伸到桌面以外，讓擺球自由下垂，如課本圖6 - 14所示；用米尺量出懸線長(zhǎng)度l，精確到毫米，把測(cè)得的數(shù)據(jù)填入表中；用游標(biāo)卡尺測(cè)量擺球的直徑，然后算出擺球半徑，也精確到毫米，把測(cè)得的數(shù)據(jù)填入表中5放開小球讓它擺動(dòng)，用停表測(cè)出單擺做3050次全振動(dòng)所用的時(shí)間，把測(cè)得的數(shù)據(jù)填入表中5計(jì)算出平均擺動(dòng)一次的時(shí)間，這個(gè)時(shí)間就是單擺的振動(dòng)周期，把計(jì)算結(jié)果填入表中；根據(jù)單擺的周期公式，計(jì)算出重力加速度；變更擺長(zhǎng)，重做幾次實(shí)驗(yàn)，計(jì)算出每次實(shí)驗(yàn)測(cè)得的重力加速度。把有關(guān)數(shù)據(jù)和計(jì)算結(jié)果填入表中，求出幾次實(shí)驗(yàn)得到的重力加速度的平均值，即可看作本地區(qū)的重力加速度，作為實(shí)驗(yàn)結(jié)果填入表中。用DIS測(cè)定重力加速度的基本步驟：按課

27、本圖6 - 15把光電傳感器接到數(shù)據(jù)采集器的輸入口；點(diǎn)擊實(shí)驗(yàn)菜單中的“用單擺測(cè)重力加速度”；量出擺球的半徑與擺線的長(zhǎng)度，輸入計(jì)算機(jī)；單擺擺動(dòng)后，點(diǎn)擊“記錄數(shù)據(jù)”，顯示屏將得出一組單擺的周期與重力加速度的值。取平均值作為實(shí)驗(yàn)結(jié)果填入表中。4問題討論如果實(shí)驗(yàn)結(jié)果與理論值相差較大，試分析原因。C 受迫振動(dòng) 共振現(xiàn)象一、學(xué)習(xí)要求知道阻尼振動(dòng)、固有振動(dòng)和固有頻率，知道策動(dòng)力、受迫振動(dòng)。知道共振現(xiàn)象和發(fā)生共振現(xiàn)象的條件。知道共振現(xiàn)象的防范和應(yīng)用。通過對(duì)受迫振動(dòng)的實(shí)驗(yàn)探究，感受觀察現(xiàn)象、總結(jié)規(guī)律的研究方法。通過學(xué)習(xí)共振現(xiàn)象的防范和應(yīng)用，感悟科學(xué)知識(shí)的重要作用。二、要點(diǎn)辨析1阻尼與阻力的區(qū)別物體在做振動(dòng)時(shí)，由

28、于阻力的存在，振幅會(huì)不斷減小，阻力越大，它的振幅減小得越快，因而，有人認(rèn)為阻尼就是阻力。其實(shí)阻尼振動(dòng)與無(wú)阻尼振動(dòng)的區(qū)別是從振幅是否發(fā)生變化來(lái)判斷的，做無(wú)阻尼振動(dòng)的物體，依然可以受到阻力的作用，只不過在振動(dòng)過程中不斷獲得外界能量的適當(dāng)補(bǔ)充，仍可維持等幅振動(dòng)，可見阻尼不是阻力。簡(jiǎn)言之，阻力是指具體的力，而阻尼則是指使振幅減小的實(shí)際效果。2固有振動(dòng)、受追振動(dòng)和共振不受振動(dòng)系統(tǒng)外策動(dòng)力影響所做的振動(dòng)，叫固有振動(dòng)。其振動(dòng)頻率叫固有頻率，它的大小由振動(dòng)系統(tǒng)本身的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)決定，與振幅無(wú)關(guān)。物體在周期性外界策動(dòng)力作用下的振動(dòng)叫受迫振動(dòng)，其振動(dòng)頻率等于策動(dòng)力的頻率，而與物體的固有頻率無(wú)關(guān)，而振動(dòng)的振幅大小由策

29、動(dòng)力的頻率與固有頻率間的差值決定：兩者相差越大，振幅越?。幌嗖钤叫?，振幅越大。物體做受迫振動(dòng)時(shí)。當(dāng)策動(dòng)力的頻率接近或等于物體的固有頻率時(shí)，物體的振幅很大，這種現(xiàn)象叫共振現(xiàn)象。例如，一端固定的跳板，如果敲它一下，它就會(huì)按照自己的固有頻率振動(dòng)，這是固有振動(dòng)，如有人不離開跳板在跳板上跳動(dòng)，跳板按人的跳動(dòng)頻率振動(dòng)，這種振動(dòng)是受迫振動(dòng)，若人作用在跳板上策動(dòng)力的頻率接近或等于跳板的固有頻率，跳板就會(huì)不斷吸收能量，跳板越振越烈，這就是共振。3利用和防范共振的方法生活中的共振現(xiàn)象有利有弊，在利用共振時(shí)，應(yīng)使策動(dòng)力的頻率接近或等于振動(dòng)物體的固有頻率，如蕩秋千、共振篩；在防止共振時(shí)，應(yīng)設(shè)法使策動(dòng)力的頻率遠(yuǎn)離固有頻

30、率，而且相差越大越好，例如機(jī)床基座的固有頻率與電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)頻率就相差很多。三、例題分析【示例】在如圖6-4所示的裝置中，當(dāng)彈簧做固有振動(dòng)時(shí)，測(cè)得每分鐘振動(dòng)150次，現(xiàn)使曲柄轉(zhuǎn)動(dòng)，求：（1）當(dāng)曲柄的轉(zhuǎn)速為90r/min，振子的振動(dòng)周期為多大？（2）當(dāng)曲柄的轉(zhuǎn)速?gòu)?0r/min逐漸增大到200r/min的過程中，你將觀察到哪些現(xiàn)象？【解答】（1）彈簧固有振動(dòng)的周期T60/150s0.4s，曲柄轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，彈簧開始做受迫振動(dòng)，其振動(dòng)周期等于策動(dòng)力的周期，與它的固有周期大小無(wú)關(guān)，所以此時(shí)振子的振動(dòng)周期Ts0.67s。（2）曲柄的轉(zhuǎn)速?gòu)?0r/min逐漸增大到200r/min，其周期由0.67s逐漸減小到0.

31、3s，做受迫振動(dòng)的彈簧，其振動(dòng)周期也由0.67s逐漸減小到0.3s，在此過程中，可觀察到彈簧的振幅逐漸增大；當(dāng)轉(zhuǎn)速等于150r/min時(shí)，由于策動(dòng)力的周期等于彈簧的固有周期，彈簧發(fā)生共振現(xiàn)象，此時(shí)振幅最大；當(dāng)轉(zhuǎn)速再逐漸增大時(shí)，由于策動(dòng)力的周期又遠(yuǎn)離彈簧的固有周期，振動(dòng)的振幅又逐漸減小。四、基本訓(xùn)練1 你在上課時(shí)，不斷聽到老師的講課聲，這表明你的耳膜在不斷地振動(dòng)，這時(shí)你的耳膜在做_振動(dòng)，全班同學(xué)在同一瞬時(shí)的耳膜振動(dòng)頻率_（填“相同”或“不同受迫，相同”）。2 固有頻率分別為50Hz、100Hz、150Hz、200Hz、250Hz的振動(dòng)片，同時(shí)受到振動(dòng)頻率為140Hz的振動(dòng)體的作用，將會(huì)發(fā)生的現(xiàn)象

32、是D（ ）（A）固有頻率為150Hz的振動(dòng)片振幅最大（B）各片振幅差不多（C）固有頻率為50Hz的振動(dòng)片頻率最大（D）各片振動(dòng)頻率相同3 某走私快艇在被發(fā)現(xiàn)后向公海高速逃竄，但突遇海浪的沖擊，使快艇共振而造成船體損壞，只好束手就擒。若它的固有頻率為f0，相鄰兩個(gè)浪頭間距平均為s，則此船的開行速度v為多少f0s？4 在接近收費(fèi)口的道路上安裝了若干條突起于路面且與行駛方向垂直的減速帶，減速帶間距為10m，當(dāng)車輛經(jīng)過減速帶時(shí)會(huì)產(chǎn)生振動(dòng)。若某汽車的固有頻率為1.25Hz，則當(dāng)該車以_m/s的速度行駛在此減速區(qū)時(shí)顛簸得最厲害，我們把這種現(xiàn)象稱為12.5，共振_。5 北宋科學(xué)家沈括（1031-1095）在

33、夢(mèng)溪筆談中指出：“欲知其應(yīng)者，先調(diào)諸弦，乃剪紙人加弦上，鼓其應(yīng)弦，則紙人躍，他弦即不動(dòng)（1）要知道琴弦間的應(yīng)聲關(guān)系，先把各弦的音調(diào)準(zhǔn)，剪紙人放弦上，撥動(dòng)某弦的應(yīng)弦時(shí)，某弦上紙人會(huì)跳，其他弦上的紙人則不動(dòng)（2）這是共振現(xiàn)象，某弦及其應(yīng)弦間會(huì)發(fā)生共振引起紙人跳動(dòng)?！保?）先將這段文言文譯成現(xiàn)代漢語(yǔ)；（2）用所學(xué)的知識(shí)解釋此現(xiàn)象。6 當(dāng)發(fā)生大地震時(shí)，會(huì)有大批建筑物倒塌，但有時(shí)會(huì)發(fā)現(xiàn)個(gè)別建筑物卻沒倒塌，請(qǐng)從物理角度分析其可能原因可能該建筑物特別堅(jiān)固，也可能該建筑物的固有頻率與地震頻率相差很多，振幅不是很大。7 上海東方臺(tái)文藝綜合頻道新聞報(bào)道：上海浦東某小區(qū)的一居民家喬遷新居不久，發(fā)生一怪事，家中飲水機(jī)

34、里的水面白天一直左右晃動(dòng)，天花板上的吊燈也一直來(lái)回晃動(dòng)，鬧得家人心慌意亂。于是房主向房產(chǎn)商提出房子有質(zhì)量問題的質(zhì)疑，房產(chǎn)商委托地震局對(duì)此事核查，經(jīng)一段時(shí)間的查找，發(fā)現(xiàn)在離該小區(qū)400m處有一石料廠，白天，笨重的機(jī)器不斷地振動(dòng)。請(qǐng)你猜測(cè)地震局可能做出的結(jié)論房屋與石料廠的機(jī)器發(fā)生共振。8 完成以下實(shí)驗(yàn)：（1）拍吊球。用一根橡皮筋像繞線團(tuán)一樣繞在一只皮球上，并將橡皮筋與球接觸的根部用線拴牢，再將橡皮筋的另一端系在中指根部，把球吊起來(lái)。然后像拍球一樣上下擺動(dòng)手掌，如圖（a）所示，開始時(shí)以很低的頻率擺動(dòng)（如f0.5Hz），再逐次提高頻率，在每次改變頻率后，穩(wěn)定一段時(shí)間，并且盡力維持手?jǐn)[動(dòng)的振幅大致相等，

35、觀察在策動(dòng)頻率變化的過程中，球所做受迫振動(dòng)的振幅如何變化。你能用共振的原理去解釋觀察到的現(xiàn)象嗎？（2）竹條擺。找一塊硬泡沫塑料作底座，用兩根窄的竹條豎直地插在泡沫底座上，再用兩只小夾子夾在竹條上方不同的位置處，如圖（b）所示，實(shí)驗(yàn)時(shí)用手拿住底座，水平地往復(fù)運(yùn)動(dòng)，逐漸提高振動(dòng)頻率，你將會(huì)觀察到什么現(xiàn)象？你能解釋觀察到的現(xiàn)象嗎？9 【課題研究】找兩把椅子，使它們的椅背相對(duì)，椅背之間連一根細(xì)繩。再取鎖和鑰匙數(shù)把，用線把它們懸掛在椅背間的細(xì)繩上，用鎖和鑰匙做擺，如圖（a）所示。（1）用鎖作為策動(dòng)擺，使靠近它的一個(gè)擺的擺長(zhǎng)大于鎖擺的擺長(zhǎng)，而使離它最遠(yuǎn)的一個(gè)擺的擺長(zhǎng)與其相等。將鎖擺驅(qū)動(dòng)以后，可以看到什么現(xiàn)

36、象？為什么？（2）在水平細(xì)繩上掛一只鎖擺和一只鑰匙擺，定量研究受迫振動(dòng)的振幅與策動(dòng)頻率的關(guān)系，實(shí)驗(yàn)時(shí)維持鑰匙擺的擺長(zhǎng)不變，以鎖擺為策動(dòng)擺，通過改變它的擺長(zhǎng)來(lái)改變策動(dòng)力頻率每次實(shí)驗(yàn)開始時(shí)都保持策動(dòng)擺的振幅相同。用一根尺水平放在地上，用俯視的方法測(cè)出鑰匙擺做受迫振動(dòng)穩(wěn)定時(shí)的振幅。用手表測(cè)出周期，算出頻率。將你的測(cè)量數(shù)據(jù)填入下表中。N次振動(dòng)的時(shí)間t/s周期T/s頻率f/Hz振幅A/10-2m以振幅為縱坐標(biāo)，頻率為橫坐標(biāo)，根據(jù)你測(cè)量的數(shù)據(jù)作出鑰匙振幅A與策動(dòng)力頻率f的圖象，形狀應(yīng)近似如圖（b）所示，根據(jù)作出的圖線求出你的鑰匙擺的固有頻率。D 縱波一、學(xué)習(xí)要求知道縱波的特征，知道縱波與橫波的區(qū)別。知道波

37、的圖象和振動(dòng)圖象的區(qū)別。能用縱波和橫波的知識(shí)認(rèn)識(shí)和防范地震波的危害。通過波的圖象和振動(dòng)圖象的比較，進(jìn)一步認(rèn)識(shí)圖象方法的重要作用。通過對(duì)地震波的防范，增強(qiáng)珍愛生命、保護(hù)生命的意識(shí)。二、要點(diǎn)辨析1常見的縱波課本中用一根連接許多小球的彈簧，說明疏密不均的狀態(tài)在彈簧上傳播形成了縱波，實(shí)際上具有彈性的、能被壓縮的任何固體、液體和氣體都可以傳播縱波，例如，最常見的縱波聲波就能在固體、液體和氣體中傳播，只是它們轉(zhuǎn)播的速度不同，在固體中傳播的速度最快，在氣體中傳播的速度最慢。常溫下，聲音在鋼鐵中的傳播速度為5000m/s，在水中的傳播速度為1450m/s，在空氣中的傳播速度為340m/s。2波的圖象和振動(dòng)圖象

38、的區(qū)別請(qǐng)閱讀下表：圖象物理意義橫坐標(biāo)縱坐標(biāo)相鄰最高點(diǎn)（或最低點(diǎn)）間的距離圖象變化特點(diǎn)振動(dòng)圖象表示同一質(zhì)點(diǎn)在不同時(shí)刻的位移表示時(shí)間，單位是時(shí)間單位表示質(zhì)點(diǎn)的位移，單位是長(zhǎng)度單位表示周期不可平移，可沿時(shí)間軸周期性延續(xù)波的圖象表示不同質(zhì)點(diǎn)在同一時(shí)刻的位移表示質(zhì)點(diǎn)的平衡位置，單位是長(zhǎng)度單位表示質(zhì)點(diǎn)的位移，單位是長(zhǎng)度單位表示波長(zhǎng)可以沿波的傳播方向平移3縱波的圖象反映沿縱波傳播方向上的媒質(zhì)各質(zhì)點(diǎn)在同一時(shí)刻位移的圖象叫做縱波的圖象。由于縱波傳播的特點(diǎn)，所有質(zhì)點(diǎn)的平衡位置和位移都在縱波的傳播方向上，我們至多只能直接看到疏密相間的情形，但是我們可以借助課本上介紹的方法，把質(zhì)點(diǎn)的位移“轉(zhuǎn)到”縱軸方向，“畫出”類似

39、于橫波樣的波形圖，其目的是為了更形象地描述和研究縱波，閱讀課本圖6-23時(shí)要認(rèn)清質(zhì)點(diǎn)的平衡位置是圖（a）中的小圓圈、實(shí)際位置是圖（b）中的小圓圈、實(shí)際位移是x2、x5等，畫出的縱坐標(biāo)用圖（c）中的小黑點(diǎn)表示，三、例題分析【示例】一列縱波在介質(zhì)中傳播，一個(gè)疏部中心和一個(gè)密部中心間的最短距離為0.1m，介質(zhì)質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)頻率為2000Hz，則該波傳播100m需要多少時(shí)間？【分析】一個(gè)疏部中心和一個(gè)密部中心間的距離最短，說明該疏部中心和密部中心處于相鄰位置，即兩者的距離為半個(gè)波長(zhǎng)。先求出波速，再求傳播時(shí)間?！窘獯稹縱f2000×2×0.1m/s 400m/s。ts0.25s。【討論】

40、能否根據(jù)題中條件得出介質(zhì)質(zhì)點(diǎn)的振幅？為什么？四、基本訓(xùn)練1 關(guān)于縱波，下列幾種論述中正確的是D（ ）（A）縱波是指振動(dòng)質(zhì)點(diǎn)在媒質(zhì)中的傳播，發(fā)生縱波就有物質(zhì)的遷移（B）縱波是傳播能量的一種方式，它是依靠物質(zhì)遷移來(lái)完成的（C）縱波的傳播過程中，媒質(zhì)的質(zhì)點(diǎn)僅在各自平衡位置附近做振動(dòng)，并未在波的傳播方向上發(fā)生位移（D）縱波是依靠媒質(zhì)中的波源的振動(dòng)，引起鄰近質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)，并不斷由近及遠(yuǎn)繼續(xù)下去，從而實(shí)現(xiàn)能量的傳遞2 既可以傳播橫波，又可以傳播縱波的物體是A（ ）（A）固體（B）液體（C）氣體（D）固體、液體和氣體3 聲音從聲源發(fā)出，由空氣進(jìn)入水中傳播時(shí)，下列說法中正確的是C（ ）（A）聲波的波速不變，頻率

41、與波長(zhǎng)均變化；在水中繼續(xù)傳播時(shí)，頻率與波長(zhǎng)還要不斷減小（B）聲波的波長(zhǎng)不變，頻率與波速均變化；在水中繼續(xù)傳播時(shí)，頻率與波速還要不斷減小（C）聲波的頻率不變，波長(zhǎng)與波速均變化；在水中繼續(xù)傳播時(shí)，振幅要不斷減小（D）聲波的波長(zhǎng)、頻率、振幅與波速均變化；在水中繼續(xù)傳播時(shí)，振幅、波長(zhǎng)要不斷減小4 如果聲源發(fā)出的聲音是低音調(diào)、強(qiáng)響度的，那么產(chǎn)生這個(gè)聲音的聲源振動(dòng)情況是D（ ）（A）振動(dòng)頻率一定較高，振幅一定較大（B）振動(dòng)頻率一定較低，振幅一定較?。–）振動(dòng)頻率一定較高，振幅一定較?。―）振動(dòng)頻率一定較低，振幅一定較大5 有一木塊落入水中，使圓形波紋沿水面向外傳播，當(dāng)?shù)谝粋€(gè)波峰的半徑擴(kuò)展為6m時(shí)，第十個(gè)波

42、峰恰在圓心形成。如果第一個(gè)波峰傳到5m遠(yuǎn)處需要40s，試求此水面波的波長(zhǎng)、波速、周期和頻率0.667m，v0.125m/s，T5.34s，f0.187Hz。6 聲音在空氣中的傳播速度v空為340m/s，在水中的傳播速度v水為1450m/s。求：（1）聲波從空氣傳入水中后，波長(zhǎng)變?yōu)樵瓉?lái)的多少倍（1）4.26倍（2）4833m/s？（2）聲波自水中進(jìn)入鐵中后，波長(zhǎng)增加到原來(lái)的，聲波在鐵中的傳播速度是多少？7 湖中有A、B兩條小船，相距18m，有一列水波在湖面上傳開，使每條船每分鐘上下振動(dòng)20次。當(dāng)A位于波峰時(shí)，B位于波谷，這時(shí)兩船之間還有一個(gè)波峰，則水波的波速為多大4m/s？8 A和B為一列縱波傳

43、播方向上相距6m的兩個(gè)質(zhì)點(diǎn)，圖（a）和圖（b）分別為它們的振動(dòng)圖象，如果縱波波長(zhǎng)大于3m而小于6m，求該縱波的傳播速度的大小10m/s。9 圖中的實(shí)線是一列正弦波在某時(shí)刻的波形曲線，虛線是0.2s后它的波形曲線，試求這列波可能的傳播速度由圖可知波長(zhǎng)4m，波可能向右傳播，也可能向左傳播。當(dāng)波向右傳播時(shí)，v1t（n）4n1，v1m/s（20n5）m/s；當(dāng)波向左傳播時(shí)，v2t4n3，v2（20n15）m/s，式中n為整數(shù)。10 有一簡(jiǎn)諧縱波向右傳播，當(dāng)波的傳播方向上某質(zhì)點(diǎn)A向右運(yùn)動(dòng)到最大位移時(shí)，在其右方平衡位置相距0.30m的質(zhì)點(diǎn)B剛好向左運(yùn)動(dòng)到最大位移，已知波長(zhǎng)大于0.15m，問該波的波長(zhǎng)為多少

44、0.6m或0.2m？11 一列沿x軸正向傳播的簡(jiǎn)諧波，在x110cm和x2110cm處的兩質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)圖線如圖所示，則質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)的周期為_s，這列簡(jiǎn)諧波的波長(zhǎng)為_cm4，n為正整數(shù)。12 在某地區(qū)，地震波的縱波和橫波在地表附近的傳播速度分別是v19.1km/s和v23.7km/s，一次發(fā)生地震時(shí)，這一地區(qū)的一個(gè)觀測(cè)站記錄的縱波和橫波的到達(dá)時(shí)刻相差5s。問地震的震源距這個(gè)觀測(cè)站多遠(yuǎn)設(shè)震源離觀察站的距離為s，由t，得s31km。？13 如圖所示，S點(diǎn)是波源，振動(dòng)頻率f100Hz，產(chǎn)生的簡(jiǎn)諧橫波向右傳播，波速v80m/s，波在傳播過程中經(jīng)過P、Q兩點(diǎn)，已知距離SP4.2m，距離SQ5.4m（1）由，可求

45、波長(zhǎng)0.8m，距離SP為5個(gè)波長(zhǎng)，距離SQ為6個(gè)波長(zhǎng)，根據(jù)波形圖可知P點(diǎn)位于向下的最大位移處，Q點(diǎn)位于向上的最大位移處。（2）。（1）在某一時(shí)刻t，當(dāng)S點(diǎn)的質(zhì)點(diǎn)恰好通過平衡位置向上運(yùn)動(dòng)時(shí)，P點(diǎn)和Q點(diǎn)的質(zhì)點(diǎn)處于什么位置？（2）取t時(shí)刻為時(shí)間的起點(diǎn)，分別作出S、P、Q三處質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)圖象。14 圖中所示是一列簡(jiǎn)諧波在t0時(shí)的波動(dòng)圖象，波的傳播速度為2m/s，則從t0到t2.5s的時(shí)間內(nèi)，質(zhì)點(diǎn)M通過的路程是_m，位移是_m2.5，0。15 鐵路沿線的A處在進(jìn)行某項(xiàng)工程的施工爆破，其所產(chǎn)生的聲波沿鋼軌傳到B處的儀器中，由記錄儀知，第二個(gè)波（橫波）比第一個(gè)波（縱波）遲到5s，橫波在鋼軌中的傳播速度是307

46、0m/s，縱波在鋼軌中的傳播速度是5010m/s，試求AB兩地間的鋼軌長(zhǎng)度40km。16 根據(jù)課本第80頁(yè)圖6-24中的圖（a）和圖（b）中的數(shù)據(jù)，解答下列問題：（1）求出質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)頻率、振幅、周期和波的波長(zhǎng)、波速；（2）如果圖（a）是t0時(shí)刻的波形圖，那么圖（b）是平衡位置的橫坐標(biāo)x等于多少的哪些質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)圖象（1）T4s，f0.25Hz，A5×10-2m，24×10-2m，v6×10-2m/s。（2）圖（b）是平衡位置的橫坐標(biāo)x等于6×102m、30×10-2m、54×10-2m的那些質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)圖象。？17 一個(gè)軟木塞放在水面上，

47、在水中投入一塊石子，產(chǎn)生一個(gè)波到達(dá)軟木塞。觀察軟木塞的運(yùn)動(dòng)。它前后振動(dòng)嗎？上下振動(dòng)嗎？用更大些的石子再試一下上下振動(dòng)比較明顯，前后振動(dòng)不明顯，如果用很大石塊投入水中，前后的振動(dòng)也能看到。18 閱讀資料并回答問題：（1）遇到地震時(shí)是跑還是躲？（2）遇到地震時(shí)怎樣躲避？（3）遇到地震時(shí)如果被重物壓住怎么辦？遇到地震時(shí)的自救求生措施大地震的先兆現(xiàn)象、預(yù)警時(shí)間和避震空間是人們遇到地震時(shí)能夠自救求生的重要條件，只要掌握一定的避震知識(shí)，事先有一定準(zhǔn)備，震時(shí)又能抓住預(yù)警時(shí)機(jī)，選擇正確的避震方式和避震空間，就有生存的希望。據(jù)對(duì)唐山地震中874位幸存者的調(diào)查，其中有258人采取了應(yīng)急避震措施，188人安全脫險(xiǎn)，

48、成功者約占采取避震行動(dòng)者的72%。專家們認(rèn)為：大多數(shù)地震是有預(yù)感而且破壞輕微的地震，所以遇震時(shí)一定要保持鎮(zhèn)靜，并采取正確措施，地震時(shí)是跑還是躲？我國(guó)多數(shù)專家認(rèn)為，震時(shí)應(yīng)就近躲避，震后迅速撤離到安全地方，這是應(yīng)急避震較好的辦法。避震應(yīng)選擇室內(nèi)結(jié)實(shí)、能掩護(hù)身體的物體下（或物體旁），或者選擇易于形成三角空間、容積小、有支撐的地方。如在室外，則應(yīng)選擇開闊、遠(yuǎn)離高大建筑的地方。避震時(shí)應(yīng)盡量蜷曲身體，降低身體重心，蹲下或坐下。如有可能應(yīng)抓住桌腿等牢固的物體，保護(hù)頭頸、眼睛、掩住口鼻，避開人流，不要亂擠亂擁；不要隨便點(diǎn)燈火，因?yàn)榭諝庵泻芸赡苡幸兹家妆瑲怏w。如果被壓后，要想到余震還會(huì)不斷發(fā)生，你的環(huán)境還可能進(jìn)

49、一步惡化，這時(shí)要盡量改善自己所處的環(huán)境，穩(wěn)定下來(lái)，設(shè)法脫險(xiǎn)。首先要盡可能避開身體上方不結(jié)實(shí)的倒塌物、懸掛物或其他危險(xiǎn)物，努力搬開身邊可移動(dòng)的碎磚瓦等雜物，擴(kuò)大活動(dòng)空間，注意搬不動(dòng)時(shí)千萬(wàn)不要勉強(qiáng)，防止周圍雜物進(jìn)一步倒塌，記住不要亂叫，盡量保持體力，等待外援，可用敲擊的方法發(fā)聲求救三個(gè)問題在資料中都有答案，建議由學(xué)生歸納，并進(jìn)行交流。E 波的干涉、衍射一、學(xué)習(xí)要求知道波的疊加，知道兩列波在空中相遇時(shí)，介質(zhì)質(zhì)點(diǎn)的位移等于每列波單獨(dú)引起的位移的矢量和。知道什么是干涉現(xiàn)象，以及發(fā)生干涉現(xiàn)象的條件。學(xué)會(huì)觀察干涉現(xiàn)象，并能描述干涉圖樣。知道什么是衍射現(xiàn)象，以及觀察到明顯的衍射現(xiàn)象的條件，知道干涉衍射是波的特

50、征，通過觀察、實(shí)驗(yàn)經(jīng)歷觀察干涉衍射現(xiàn)象的方法，提高認(rèn)真細(xì)致的科學(xué)素養(yǎng)，二、要點(diǎn)辨析1波的疊加兩列波相遇時(shí)，在兩列波的重疊區(qū)域內(nèi)，介質(zhì)中各質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)位移等于兩列波分別引起的位移的矢量和。這個(gè)結(jié)論叫波的疊加原理。2波的干涉當(dāng)兩列頻率及其他振動(dòng)情況相同的波在空間疊加時(shí)，某些區(qū)域介質(zhì)質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)始終得到加強(qiáng)，某些區(qū)域介質(zhì)質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)始終得到減弱，從而形成了加強(qiáng)區(qū)和減弱區(qū)相間隔的穩(wěn)定圖樣，這就是波的干涉。一切波都能發(fā)生干涉，干涉是波的特征。不同頻率的波在空中相遇，也能疊加，但疊加后的加強(qiáng)區(qū)和減弱區(qū)不能保持穩(wěn)定，不能形成穩(wěn)定的干涉圖樣、不能發(fā)生干涉現(xiàn)象。3波的衍射現(xiàn)象及觀察到明顯衍射現(xiàn)象的條件波在傳播過程中，

51、能繞過障礙物繼續(xù)傳播的現(xiàn)象，叫波的衍射現(xiàn)象，這是波的又一特征。能被觀察到明顯衍射現(xiàn)象的條件是障礙物或孔的尺寸比波長(zhǎng)小，或跟波長(zhǎng)差不多。三、例題分析【示例】圖6-5是兩頻率相同的橫波在傳播過程中某一時(shí)刻疊加情況的俯視圖，兩列波的振幅都是10cm，質(zhì)點(diǎn)沿豎直方向振動(dòng)，實(shí)線表示波峰，虛線表示波谷。則該時(shí)刻：（1）a、c兩點(diǎn)的高度差為_，b點(diǎn)的位移為40cm，0；acd，be，20cm；加強(qiáng)，減弱，加強(qiáng)_。（2）a、b、c、d、e點(diǎn)中，振動(dòng)加強(qiáng)的點(diǎn)是_；振動(dòng)減弱的點(diǎn)是_；加強(qiáng)點(diǎn)的振幅為_。（3）從此刻起再經(jīng)過，圖中a點(diǎn)處為振動(dòng)_的點(diǎn)，b點(diǎn)處為振動(dòng)_的點(diǎn)，c點(diǎn)處變?yōu)檎駝?dòng)_的點(diǎn)?！窘獯稹浚?）由圖可知，此

52、時(shí)以點(diǎn)為波峰與波峰相遇，該處為加強(qiáng)點(diǎn)，其位移為2A20cm；c點(diǎn)為波谷與波谷相遇，也為加強(qiáng)點(diǎn)，但其位移為2A20cm，所以a、c間的高度差為40cm。b點(diǎn)由于是波峰與波谷相遇，該點(diǎn)振動(dòng)減弱，位移為零。（2）由于a、c兩點(diǎn)分別是波峰與波峰、波谷與波谷相遇，所以a、c兩點(diǎn)的振動(dòng)是加強(qiáng)的；d點(diǎn)（a、c的中點(diǎn)）此時(shí)雖然位移為零，但再經(jīng)，兩列波的波峰都將傳到d點(diǎn)，也是波峰與波峰相遇，為加強(qiáng)點(diǎn)，所以此刻d點(diǎn)也是加強(qiáng)點(diǎn)，且a、c連線上所有各點(diǎn)都加強(qiáng)，與此相反，b、e連線上各點(diǎn)都是減弱點(diǎn)。加強(qiáng)點(diǎn)a、c此時(shí)的位移分別為20cm、20cm，再過，此兩點(diǎn)的位移分別變?yōu)?、0，可見加強(qiáng)點(diǎn)的位移在20cm與20cm間不

53、斷地隨時(shí)間變化，不是始終最大，但振幅始終最大為20cm。（3）此刻起再經(jīng)過，兩列波上的波谷傳到a點(diǎn)，所以a點(diǎn)變?yōu)椴ü扰c波谷相遇，a點(diǎn)仍為加強(qiáng)點(diǎn)；b點(diǎn)處為一列波的波峰與另一列波的波谷相遇，b點(diǎn)仍為減弱點(diǎn)；c點(diǎn)處變?yōu)閮闪胁ǖ牟ǚ迮c波蜂相遇，c點(diǎn)仍為加強(qiáng)點(diǎn)。四、基本訓(xùn)練1 “只聞其聲，不見其人”這一現(xiàn)象是聲波的_現(xiàn)象；北京天壇的回音壁是利用聲波的_現(xiàn)象衍射；反射。2 如圖（a）所示，兩列振幅和波長(zhǎng)都相同而傳播方向相反的繩波，在相遇的某一時(shí)刻圖（b），兩列波“消失”，此時(shí)介質(zhì)中x、y兩質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)方向是A（ ）（A）x向下，y向上（B）x向上，y向下（C）x、y都向上（D）x、y都靜止3 如圖（a）所示，兩列波相向傳播，它們相遇后，產(chǎn)生的合成波波形可能是圖（b）、（c）、（d）、（e）中的A（ ）（A）圖（c）、（d）（B）圖（b）、（c）（C）圖（c）、（d）、（e）（D）圖（d）、（e）4 仿照課本第81頁(yè)圖6-26，畫出頻率相同但振幅不同的兩列波沿相反方向傳播時(shí)在相遇前、相遇時(shí)以及相遇后相繼出現(xiàn)的三個(gè)波形圖。5 在靜止的水面上的不同的地方，同時(shí)投