2023屆新高考物理重點(diǎn)突破：第17講 機(jī)械振動(dòng)、機(jī)械波

第17講機(jī)械振動(dòng)、機(jī)械波

知識(shí)圖譜

，良7知識(shí)精講

一.機(jī)械振動(dòng)

物體（質(zhì)點(diǎn)）在某一中心位置兩側(cè)所做的往復(fù)運(yùn)動(dòng)就叫做機(jī)械振動(dòng)。機(jī)械振動(dòng)是一種很普遍的運(yùn)動(dòng)形式，大至

地殼的振動(dòng)，小至分子、原子的振動(dòng)。振動(dòng)的特征是在中心位置兩側(cè)往復(fù)運(yùn)動(dòng)。

二.簡諧運(yùn)動(dòng)

1.彈簧振子：小球和彈簧組成的系統(tǒng)。討論彈簧振子的振動(dòng)時(shí)（1）小球看成質(zhì)點(diǎn)：（2）忽略彈簧的質(zhì)量;

（3）忽略摩擦力；（4）小球從平衡位置拉開的位移在彈性限度內(nèi)。

\AAAAAAAAAAAAAAAAA/-o

4iA

UUUUAJUUUUUUUUUU

2.回復(fù)力：

振子在振動(dòng)過程中，振子在離開平衡位置O點(diǎn)后，水平方向上只受到彈簧的彈力作用，這個(gè)力的方向跟振子離

開平衡位置位移的方向相反，總指向平衡位置，所以叫回復(fù)力。

3.簡諧振動(dòng)：物體所受的力跟它偏離平衡位置的位移大小成正比，并且總是指向平衡位置，則物體所做的運(yùn)

動(dòng)叫簡諧振動(dòng)。簡諧振動(dòng)是最簡單，最基本的機(jī)械振動(dòng)。

（1）簡諧振動(dòng)的運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)：F=-kx,a=-—（變加速運(yùn)動(dòng)）

m

（2）簡諧運(yùn)動(dòng)的能量特點(diǎn)：振動(dòng)過程中無阻力，振動(dòng)系統(tǒng)的機(jī)械能守恒。

4.描述振動(dòng)的物理量

（1）振幅：振動(dòng)物體離開平衡位置的最大距離，常用字母“A”表示，它是標(biāo)量，為正值，振幅是表示振

動(dòng)強(qiáng)弱的物理量，振幅的大小表示了振動(dòng)系統(tǒng)總機(jī)械能的大小。

（2）周期和頻率，周期是振動(dòng)物體完成一次全振動(dòng)的時(shí)間，頻率是振動(dòng)物體在單位時(shí)間內(nèi)完成全振動(dòng)的

次數(shù)。振動(dòng)的周期和頻率都是描述振動(dòng)快慢的物理量，簡諧振動(dòng)的周期和頻率是由振動(dòng)物體本身性質(zhì)決定的，

與振幅無關(guān)，所以又叫固有周期和固有頻率。

5.簡諧運(yùn)動(dòng)的表達(dá)式和振動(dòng)圖像

Asin（H+0）

振動(dòng)的圖像：反映了質(zhì)點(diǎn)位移隨時(shí)間變化的規(guī)律，即x"圖像，是一條正弦曲線。從圖像上可以（1）振幅、

周期，即各時(shí)刻質(zhì)點(diǎn)的位移；（2）各時(shí)刻的回復(fù)力、加速度、速度的方向；（3）某段時(shí)間內(nèi)，位移、加速度、

動(dòng)能、勢能的變化情況.

6.簡諧運(yùn)動(dòng)的周期性和對(duì)稱性

（1）周期性：物體做簡諧振動(dòng)時(shí)，其位移、回復(fù)力、加速度、速度等都隨時(shí)間做周期性變化，變化的周

期就是簡諧運(yùn)動(dòng)的周期（?。?，物體的動(dòng)能和勢能也在周期性變化，變化的周期為772。

（2）對(duì)稱性：振子經(jīng)過關(guān)于平衡位置對(duì)稱的兩個(gè)位置時(shí)，加速度等大、反向，速度大小相同，方向可能

相同，也可能相反。無論從平衡位置到對(duì)稱點(diǎn)，還是從對(duì)稱點(diǎn)到平衡位置，所用時(shí)間相同。

三.單擺

1.定義：一根不可伸長的細(xì)繩，一端固定，另一端與小球相連，如果細(xì)線的質(zhì)量與小球相比可以忽略，求的

直徑與線的長度相比可以忽略，忽略空氣阻力的影響，這樣的裝置叫單擺。

1.單擺的回復(fù)力

在偏角很小時(shí)，擺球所受的回復(fù)力與它偏離平衡位置的位移成正比/=-〃?gsine=T〃gj

2.單擺的周期

實(shí)驗(yàn)表明，單擺擺動(dòng)的周期與小球的質(zhì)量無關(guān)，在振幅較小時(shí)，與振幅無關(guān)，但與擺長有關(guān)，擺長越長,

周期也越長。周期公式為：T=2嗜o

3.用單擺測量重力加速度

由單擺周期公式可知，g=等,若已知單擺的擺長，周期，則可以求出當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣取?/p>

四.外力作用下的振動(dòng)

1.阻尼振動(dòng)：當(dāng)系統(tǒng)受到阻力的作用時(shí)，系統(tǒng)克服阻力的作用要做功，消耗機(jī)械能，因而振幅減小，最后停

下來，這種振幅逐漸減小的振動(dòng)，叫做阻尼振動(dòng)。

2.受迫振動(dòng)：系統(tǒng)在外力（驅(qū)動(dòng)力）作用下的振動(dòng)叫做受迫振動(dòng)，這個(gè)外力作用于振動(dòng)系統(tǒng)，對(duì)系統(tǒng)做功，

補(bǔ)償系統(tǒng)的能量損失，使系統(tǒng)的振動(dòng)維持下去。作受迫振動(dòng)的物體的振動(dòng)頻率等于驅(qū)動(dòng)力的頻率，與其固有頻率無

關(guān)。

3.共振：當(dāng)振動(dòng)系統(tǒng)做受迫振動(dòng)時(shí)，如果驅(qū)動(dòng)力的頻率十分接近系統(tǒng)的固有頻率，系統(tǒng)的振幅就會(huì)很大，當(dāng)

兩者的頻率相同時(shí)，受迫振動(dòng)的振幅最大，這就是共振現(xiàn)象。

4^三點(diǎn)剖析

課程目標(biāo)

1.理解簡諧運(yùn)動(dòng)的條件及周期性和對(duì)稱性，學(xué)會(huì)分析振動(dòng)過程中位移、I可復(fù)力、加速度、動(dòng)能、勢能等的特點(diǎn)；

2.理解單擺和彈簧振子的振動(dòng)周期及特點(diǎn)，根據(jù)單擺公式測重力加速度

3.了解受迫振動(dòng)及共振的特點(diǎn)

簡塔振動(dòng)和彈簧振子

例題1、如圖所示，彈簧振子在從C間做簡諧運(yùn)動(dòng)，O為平衡位置，B、。間距離為10cm,運(yùn)動(dòng)時(shí)間為

1s,則（）

\AAAAAAA7VVVV°

BO

A.從O-CfO振子做了一次全振動(dòng)

B.振動(dòng)周期為1s,振幅為10cm

C.經(jīng)過兩次全振動(dòng)，通過的路程為20cm

D.從3開始經(jīng)過3s,振子通過的路程是30cm

例題2、如圖所示，水平桌面上的木質(zhì)框架質(zhì)量為M,勁度系數(shù)為k的輕質(zhì)彈簧上端懸掛在框架上，卜.端鏈接質(zhì)

量為m的鐵球，m>M.為使鐵球上下振動(dòng)時(shí)木質(zhì)框架不離開桌面，鐵球的振幅最大為（）

A（〃?+A/）gB消D選

~1:.~k~k,~k~

隨練1、如圖甲所示，彈簧振子以0點(diǎn)為平衡位置，在A、B兩點(diǎn)之間做簡諧運(yùn)動(dòng)，取向右為正方向，振子的位

移x隨時(shí)間t的變化如圖乙所示，下列說法正確的是（）

z/cm

勺4r

______O.^L；.617.

AOB"

Y乙

A.t=0.8s時(shí)，振子的速度方向向左

B.t=0.2s時(shí)，振子在O點(diǎn)右側(cè)6cm處

C.L0.4s和t—1.2s時(shí)，振子的加速度完全相同

D.t=0.4s到t=0.8s的時(shí)間內(nèi),振子的速度逐漸減小

隨練2、甲、乙兩彈簧振子，振動(dòng)圖象如圖所示，則可知（）

A.0?0.5s內(nèi)振子甲的速度增大，加速度減小

B.兩彈簧振子加速度最大值之比一定為a單：a乙=2：1

C.振子甲速度為零時(shí)，振子乙速度最天

D.振子的振動(dòng)周期之比為T甲：T乙=1：2

隨練3、如圖所示，質(zhì)量為m2的小球固定在豎直輕彈簧上，彈簧勁度系數(shù)為k,輕彈簧固定在質(zhì)量為mi的底座

上，整個(gè)裝置置于水平地面上，拉小球使彈簧伸長一定長度，釋放后小球?qū)⒃谪Q直方向上做簡諧運(yùn)動(dòng)。振動(dòng)過程中

底座恰好不離開地面，已知重力加速度為g，則小球的最大加速度為:底座對(duì)地面的最大壓力大小為

;小球做簡諧振動(dòng)的振幅為。

Q/”

例題1、圖（a）是演示簡諧振動(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

曲線顯示出擺的位移隨時(shí)間變化的關(guān)系，板上的直線代表時(shí)間軸.圖（b）是兩個(gè)擺中的沙在各自木板上形成的曲線，若板M和

板&拉動(dòng)的速度匕和%的關(guān)系為%=2匕，則板N、、N2上曲線所代表的振動(dòng)的周期工和心的關(guān)系為（）

（a）（b）

A”=T\BW=27；CW=47；?石=力4

例題2、一單擺懸于。點(diǎn)，擺長為3若在。點(diǎn)的豎直線上的0,點(diǎn)釘?一個(gè)釘子，使。。三二，將單擺拉至A處釋

2

放，小球?qū)⒃?B、C間來回振動(dòng)，若振動(dòng)中擺線與豎直方向夾角小丁5。，則此擺的冏期是（）

A.2不

C.D.我一

隨練1、如圖所示，光滑圓槽的半徑R遠(yuǎn)大于小球運(yùn)動(dòng)的弧長，今有兩個(gè)小球（可視為質(zhì)點(diǎn)）同時(shí)由靜上釋放,

其中A球開始時(shí)離圓槽最低點(diǎn)0較遠(yuǎn)些，則它們第一次相碰的地點(diǎn)在（）

0

A.0點(diǎn)B.0點(diǎn)偏左

C.0點(diǎn)偏右D.無法判斷,因?yàn)閮尚∏蛸|(zhì)量關(guān)系未定

隨練2、圖甲是利用沙擺演示簡諧運(yùn)動(dòng)圖象的裝置.當(dāng)盛沙的漏斗下面的薄木板被水平勻速拉出時(shí)，做簡諧運(yùn)動(dòng)的漏斗漏出的沙,

在板上顯示出沙擺的振動(dòng)位移隨時(shí)間變化的關(guān)系曲線.已知木板被水平拉動(dòng)的速度為0.201WS,圖乙所示的一段木板的長度為0.60m,

則這次實(shí)驗(yàn)沙擺的擺長大約為（取g=7）（）

A.0.56mB.0.65mC.L(X)mD.2.25m

隨練3、將?單擺向左拉至水平標(biāo)志線上，懸線與豎直方向的夾角很小.現(xiàn)將小球從靜止釋放，當(dāng)擺球運(yùn)動(dòng)到最

低點(diǎn)時(shí)，擺線碰到釘子，擺球繼續(xù)向右擺動(dòng).用頻閃照相機(jī)拍到如圖所示的單擺運(yùn)動(dòng)過程的頻閃照片，以下說法正

確的是（）

A.擺線碰到障礙物前后的擺長之比為9：4

B.擺線瓏到障礙物前后的擺長之比為3:2

（:.擺線經(jīng)過最低點(diǎn)時(shí)，小球線速度不變，半徑減小，擺線張力不變

D.擺線經(jīng)過最低點(diǎn)時(shí)，小球角速度變大，半徑減小，擺線張力不變

隨練4、如圖1所示,將單擺的小球M從圖中位置由靜止移放，小球經(jīng)過時(shí)間t第一次運(yùn)動(dòng)到。點(diǎn)正下方的A點(diǎn)。

如圖2所示，?可視為質(zhì)點(diǎn)的小球N從光滑斜面的最高點(diǎn)由靜止釋放，小球經(jīng)過時(shí)間t運(yùn)動(dòng)到斜面的最底端B點(diǎn)。

已知單擺的擺長與斜面的長度相同，均為L.試求斜面的傾角8的正弦值？

自由振動(dòng)、受迫振動(dòng)和共振

例題1、|多選題I如圖所示是單擺做阻尼振動(dòng)的振動(dòng)圖像，卜.列說法正確的是（）

A.擺球A時(shí)刻的動(dòng)能等于B時(shí)刻的動(dòng)能B.擺球A時(shí)刻的勢能等于B時(shí)刻的勢能

C.擺球A時(shí)刻的機(jī)械能等于B時(shí)刻的機(jī)械能D.擺球A時(shí)刻的機(jī)械能大于B時(shí)刻的機(jī)械能

例題2、如圖所示，一個(gè)豎直圓盤轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，固定在圓盤上的小圓柱帶動(dòng)一個(gè)T形支架在豎直方向振動(dòng)，T形支架

的卜面系著一個(gè)彈簧和小球組成的振動(dòng)系統(tǒng)，小球浸沒在水中；當(dāng)圜盤轉(zhuǎn)動(dòng)一會(huì)靜止后，小球做振動(dòng)（選

填“阻尼"自由"，"受迫"）；若彈簧和小球構(gòu)成的系統(tǒng)振動(dòng)頻率約為3Hz,現(xiàn)使圓盤以4s的周期勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，經(jīng)過一

段時(shí)間后，小球振動(dòng)達(dá)到穩(wěn)定，小球的振動(dòng)頻率為Hz；逐漸改變圓盤的轉(zhuǎn)動(dòng)周期，當(dāng)小球振動(dòng)的振幅達(dá)到

最大此時(shí)圓盤的冏期為So

例題3、有一根張緊的水平繩上掛有5個(gè)雙線擺，其中b擺擺球質(zhì)量最大，另4個(gè)擺球質(zhì)量相等，擺長關(guān)系為人>4=4>L>Le,

如圖所示，現(xiàn)將b擺垂直紙面向里拉開一微小角度，放手后讓其振動(dòng)，經(jīng)過一段時(shí)間，其余各擺均振動(dòng)起來時(shí)（)

A.周期關(guān)系為7；.>力>7；>7；B頻率關(guān)系為￡=力=/=￡

C.振幅關(guān)系為&=4=4=4D.四個(gè)擺中，c的振幅最大

隨練1、如圖所示當(dāng)人振動(dòng)起來后，通過繃緊水平繩迫使8、C振動(dòng)起來，說法正確的是（）

A.48、C三個(gè)單擺的周期均不相同B.只有A、C兩個(gè)單擺周期相同

C.A.8、C三個(gè)單擺的振幅相同D.8的振幅比C的振幅小

隨練2、如圖甲所示，一個(gè)有固定轉(zhuǎn)動(dòng)軸的豎直圓盤轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，固定在圓盤上的小圓柱帶動(dòng)一個(gè)7?形支架在豎直方向振動(dòng)，7?形支架

的下面系著一個(gè)由彈簧小球組成的振動(dòng)系統(tǒng).圓盤靜止時(shí)，讓小球做簡諧運(yùn)動(dòng)，其振動(dòng)圖像如圖乙所示.圓盤勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，小球做受

迫振動(dòng).小球振動(dòng)穩(wěn)定時(shí)，下列說法正確的是（）

圖甲圖乙

A.小球振動(dòng)的固有頻率是4Hz

B.小球做受迫振動(dòng)時(shí)周期一定是4s

C.圓盤轉(zhuǎn)動(dòng)周期在4s附近時(shí)，小球振幅顯著增大

D.圓盤轉(zhuǎn)動(dòng)周期在4s附近時(shí)，小球振幅顯著減小

隨練3、［多選題］如圖所示為單擺在兩次受迫振動(dòng)中的共振曲線，下列說法正確的是（）

A.若兩次受迫振動(dòng)分別在月球上和地球上進(jìn)行，且擺長相同，則圖線I表示月球上單擺的共振曲線

B.若兩次受迫振動(dòng)是在地球上同一-地點(diǎn)進(jìn)行，則兩次擺長之比h：12=25:4

C.圖線II若是在地球上完成的，則該擺擺長約為1m

D.若擺長均為1m,則圖線I是在地球上完成的

實(shí)驗(yàn)：用單推測重力加速度

例題1、用單擺測重力加速度的實(shí)驗(yàn)

（1）（多選題）為了使測量誤差盡量小，下列說法正確的是________

（A）須選用密度和直徑都較小的擺球

（B）須選用輕且不易伸長的細(xì)線

（C）實(shí)驗(yàn)時(shí)須使擺球在同一豎直面內(nèi)擺動(dòng)

（D）計(jì)時(shí)起終點(diǎn)都應(yīng)在擺球的最高點(diǎn)且不少于30次全振動(dòng)的時(shí)間

（2）如圖所示，某同學(xué)在野外做“用單搜測定重力加速度”的實(shí)驗(yàn)時(shí)，由于沒有合適的擺球，他找到了一塊外形不

規(guī)則的石塊代替搜球.操作時(shí)，他用刻度尺測量擺線OM的長度L作為擺長，測出n次全振動(dòng)的總時(shí)間t,由7=工

n

得到周期T,求出重力加速度”（寫fA,這樣得到的重力加速度的測量值比真實(shí)值（填“大”或“小”）.為

了克服擺長無法準(zhǔn)確測量的困難，該同學(xué)將擺線長度縮短為U,重復(fù)上面的實(shí)驗(yàn)，得出周期TT由此他得到了較精

確的重力加速度的值g=.

例題2、在做“用單投測定重力加速度”的實(shí)驗(yàn)中，

（1）用秒表測時(shí)間時(shí)為盡量減少誤差，應(yīng)從擺球通過________（選填“最高點(diǎn)''或"最低點(diǎn)”）時(shí)開始計(jì)時(shí)。

（2）某同學(xué)在正確操作和測量的情況下，測得周期為Ti,得出重力加速度值比當(dāng)?shù)刂亓铀俣戎敌。懦似渌?/p>

因素后發(fā)現(xiàn)，是所用擺球的重心不在球心所致，則可以判斷重心應(yīng)該是在球心的（選填“上方”或嚇方、

于是他將擺線長減小AL,測得單擺振動(dòng)周期為T2,由此可得到比較準(zhǔn)確的重力加速度表達(dá)式是。

（3）為了更準(zhǔn)確測量，他測出多組擺長L和振動(dòng)周期T,得出如圖所示圖象，則圖象的縱軸表示：由圖

象求出的重力加速度g=m/s2.（小數(shù)點(diǎn)后保留兩位）

-0.5O99Ucm

例題3、用單擺測定重力加速度的實(shí)臉裝置如圖所示.

（1）組裝單擺時(shí)，應(yīng)在下列器材中選用（填選項(xiàng)前的字母）.

A.長度為1m左右的細(xì)線

B.長度為30cm左右的細(xì)線

C.直徑為1.8cm的塑料球

D.直徑為1.8cm的鐵球

（2）測出懸點(diǎn)O到小球球心的距離（擺長）L及單擺完成n次全振動(dòng)所用的時(shí)間t,則重力加速度g=（用

L、n、I表示）.

（3）下表表示某同學(xué)記錄的3組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，并做了部分計(jì)算處理.

組次123

擺長L/cm80.0090.00100.00

50次全振動(dòng)時(shí)間t/s90.095.5100.5

振動(dòng)周期T/s1.801.91

重力加速度g/（m-s-2）9.749.73

請(qǐng)計(jì)算出第3組實(shí)崎中的T=s,g=m/s2.

（4）用多組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)作出T2—L圖像，也可以求出重力加速度g.T2—L圖線的示意圖如圖中的a、b、c所示，其

中a和b平行，b和c都過原點(diǎn)，圖線b對(duì)應(yīng)的g值最接近當(dāng)?shù)刂亓铀俣鹊闹?則相對(duì)于圖線b,下列分析正確

的是（選填選項(xiàng)前的字母）.

A.出現(xiàn)圖線a的原因可?能是誤將懸點(diǎn)到小球下端的距離記為擺長L

B.出現(xiàn)圖線c的原因可能是誤將49次全振動(dòng)記為50次

C.圖線c對(duì)應(yīng)的g值小于圖線b對(duì)應(yīng)的g值

（5）某同學(xué)在家里測重力加速度.他找到細(xì)線和鐵鎖，制成一個(gè)單擺，如圖所示，由于家里只有一根最程為30cm

的刻度尺，于是他在細(xì)線上的A點(diǎn)做了一個(gè)標(biāo)記使得懸點(diǎn)O到A點(diǎn)間的細(xì)線長度小于刻度尺量程.保持該標(biāo)記以

下的細(xì)線長度不變，通過改變0、A間細(xì)線長度以改變擺長.實(shí)驗(yàn)中，當(dāng)0、A間細(xì)線的長度分別為h、12時(shí)，測

得相應(yīng)單擺的周期為Ti、T2.由此可得重力加速度g=（用h、12、「、T2表示）.

①實(shí)驗(yàn)室已經(jīng)提供的器材有：鐵架臺(tái)、夾子、秒表'游標(biāo)卡尺.除此之外，還需要的器材有.

A.長度約為1m的細(xì)線

B.長度約為30cm的細(xì)線

C直線約為2cm的鋼球

D.直徑約為2cm的木球

E.最小刻度為1cm的直尺F.最小刻度為hn的直尺

②該同學(xué)在測量單擺的周期時(shí),他用秒表記下了單擺做50次全振動(dòng)的時(shí)間,如圖乙所示,秒表的讀數(shù)為

③該同學(xué)經(jīng)測量得到6組擺長L和對(duì)應(yīng)周期T,畫出L-T圖線，然后在圖線上選取A、8兩個(gè)點(diǎn)，坐標(biāo)如圖丙所示.則當(dāng)?shù)刂亓铀?/p>

度的表達(dá)式g=.處理數(shù)據(jù)后，該同學(xué)發(fā)現(xiàn)在計(jì)算擺長時(shí)用的是擺線長度而未計(jì)入小球的半徑，這樣（選填“影響”

或'，不影響、'）重力加速度的計(jì)算.

④該同學(xué)做完實(shí)驗(yàn)后，為使重力加速度的測量結(jié)果更加準(zhǔn)確，他認(rèn)為：

A.在擺球運(yùn)動(dòng)的過程中，必須保證懸點(diǎn)固定

B.擺線偏離平衡位置的角度不能太大

C.用精度更高的游標(biāo)卡尺測量擺球的直徑

D.測量周期時(shí)應(yīng)該從擺球運(yùn)動(dòng)到最高點(diǎn)時(shí)開始計(jì)時(shí)其中合理的有.

⑤該同學(xué)在做完實(shí)驗(yàn)后，繼續(xù)思考測量重力加速度的其它方法.請(qǐng)你展開相像的翅膀，再設(shè)計(jì)一個(gè)方案測量重力加速度.（簡要說明需

要的希材以及測量方法）

隨練2、實(shí)驗(yàn)小組的同學(xué)們用如圖所示的裝置做“用單擺測定重力加速度〃的實(shí)驗(yàn)。

（1）用L表示單擺的擺長，用7表示單擺的周期，則重力加速度g=（用L、7表示）

（2）在這個(gè)實(shí)驗(yàn)中，應(yīng)該選用下列哪兩組材料構(gòu)成單擺？（選填選項(xiàng)前的字母）。

A.長約1m的細(xì)線

B.長約1m的橡皮繩

C.直徑約1cm的均勻鐵球

D.直徑約1cm的塑料球

（3）將單擺正確懸掛后進(jìn)行如下操作，其中正確的是（選填選項(xiàng)前的字母）。

A.測出擺線長作為單擺的擺長

B.把單擺從平衡位置拉開一個(gè)很小的角度釋放，使之在豎直平面內(nèi)做簡諧運(yùn)動(dòng)

C.在擺球經(jīng)過平衡位置時(shí)開始計(jì)時(shí)

D.用秒表測量單擺完成1次全振動(dòng)所用時(shí)間并作為單擺的周期

（4）甲同學(xué)多次改變單擺的擺長并測得相應(yīng)的周期，他根據(jù)測量數(shù)據(jù)做出了如圖所示的圖像，橫坐標(biāo)為擺長，縱

坐標(biāo)為冏期的平方。若圖線斜率為七則當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣萭=（用左表示）。

（5）乙同學(xué)測得的重力加速度數(shù)值大于當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣鹊膶?shí)際佳，造成這一情況的原因可能是（選填

選項(xiàng)前的字母）。

A.開始擺動(dòng)時(shí)振幅較小

B.開始計(jì)時(shí)時(shí)，過早按下秒表

C.測量周期時(shí)，誤將擺球（77-1）次全振動(dòng)的時(shí)間記為〃次全振動(dòng)的時(shí)間

（6）丙同學(xué)做出了單擺做簡諧運(yùn)動(dòng)時(shí)的振動(dòng)圖像如圖所示，則擺線偏離豎直方向的最大擺角的正弦值約為

（結(jié)果保留一位有效數(shù)字）。

隨練3、甲乙兩個(gè)學(xué)習(xí)小組分別利月單擺測量重力加速度.

甲

012345M

I川］，時(shí)II山IIIIIIIIIIIIIIm

016

（1）甲組同學(xué)采用圖甲所示的實(shí)驗(yàn)裝置.

①為比較準(zhǔn)確地測量出當(dāng)?shù)刂亓铀俣鹊臄?shù)值，除秒表外，在下列器材中，還應(yīng)該選用.（用器材前的

字母表示）

a.長度接近1m的細(xì)繩

b.長度為30cm左右的細(xì)繩

c.直徑約1.2cm的塑料球

d.直徑為1.2cm的鐵球

e.最小刻度為1cm的米尺

f.最小刻度為1mm的米尺

②該組同學(xué)使用游標(biāo)卡尺測小球直徑如上圖所示，該小球直徑為mm.

③先測出小球擺動(dòng)的擺長為L,然后月秒表測出單擺完成〃次全振動(dòng)所用的時(shí)間請(qǐng)寫出重力加速度的表達(dá)式g=

.（用所測物理量表示）

④在測量擺長后，測量周期時(shí)，擺球振動(dòng)過程中懸點(diǎn)。處擺線的固定出現(xiàn)松動(dòng)，擺長略微變長，這將會(huì)導(dǎo)致所測重

力加速度的數(shù)值_________.（選填“偏大"、"偏小"或"不變”）

（2）乙組同學(xué)在圖甲所示裝置的基詔上再增加一個(gè)速度傳感器，如圖乙所示.將擺球拉開一小集度使其做簡諧運(yùn)

動(dòng)，速度傳感器記錄了擺球振動(dòng)過程中速度隨時(shí)間變化的關(guān)系，如圖丙所示的圖所示.

①由圖丙可知，該單擺的周期7=s.

②更換擺線長度后，多次測量，根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，利用計(jì)算機(jī)作出（周期平方一擺長）圖線，并根據(jù)圖線擬合

得到方程〃=4.04^+0.035由此可以得出當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣萴/s2.（取兀2=9.86,結(jié)果保留3位有

效數(shù)字）

機(jī)械波

知識(shí)精講.

一.機(jī)械波的形成

機(jī)械波是指機(jī)械振動(dòng)在介質(zhì)中的傳播過程。產(chǎn)生波的條件是波源和介質(zhì)。我們把介質(zhì)看作由大量的質(zhì)點(diǎn)構(gòu)成的

物質(zhì)，相鄰質(zhì)點(diǎn)間存在相互作用力，當(dāng)介質(zhì)中某一點(diǎn)發(fā)生振動(dòng)時(shí)，就會(huì)帶動(dòng)它相鄰的質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)，這些質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)又

會(huì)帶動(dòng)各自周圍的質(zhì)點(diǎn)發(fā)生振動(dòng)，這樣，振動(dòng)就會(huì)在介質(zhì)中逐漸傳播開來。

二.機(jī)械波的特點(diǎn)

1.機(jī)械波傳播的只是振動(dòng)的形式和能量，而質(zhì)點(diǎn)在各自的平衡位置附近做簡諧運(yùn)動(dòng)，并不隨波遷移。

2.介質(zhì)中各質(zhì)點(diǎn)的振幅相同，振動(dòng)周期和頻率與波源的振動(dòng)周期和頻率相同。

3.各質(zhì)點(diǎn)開始振動(dòng)（即起振）的方向均相同。沿波的傳播方向，介質(zhì)中各質(zhì)點(diǎn)依次開始振動(dòng)，距離波源越近，

則先開始振動(dòng)。

三.機(jī)械波的分類

1.橫波：質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向與波的傳播方向垂直的波，其中凸起部分的最高點(diǎn)叫波峰，凹下部分的最低點(diǎn)叫波

谷。

2.縱波：質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向與波的傳播方向在同一直線上的波：其中質(zhì)點(diǎn)分布較稀的部分叫疏部，質(zhì)點(diǎn)分布較

密的部分叫密部。

四.波動(dòng)的圖像

1.波動(dòng)圖像：表示波的傳播方向上，介質(zhì)中的各個(gè)質(zhì)點(diǎn)在同一時(shí)刻相對(duì)平衡位置的位移。管諧波的圖像為正

弦或余弦曲線。

2.區(qū)分波動(dòng)圖像和振動(dòng)圖像

（1）波動(dòng)圖像描述各個(gè)質(zhì)點(diǎn)在某一時(shí)刻離開平衡位置的位移，振動(dòng)圖像描述一個(gè)質(zhì)點(diǎn)在各個(gè)時(shí)刻離開平

衡位置的位移。

（2）波動(dòng)圖像的橫軸是各個(gè)質(zhì)點(diǎn)的平衡位置，振動(dòng)圖像的橫軸是時(shí)間軸。

具體對(duì)比如下表：

標(biāo)縱一個(gè)質(zhì)點(diǎn)不同時(shí)刻相對(duì)平衡位同一時(shí)刻，各質(zhì)點(diǎn)相對(duì)各自

軸置位移平衡位置的位移

形狀正弦函數(shù)或余弦函數(shù)的圖像

由圖像

波長

可直現(xiàn)周期

振幅

得到的振幅

波峰及波谷的位置

數(shù)據(jù)

圖像上在某時(shí)刻（橫軸坐標(biāo)）做簡諧運(yùn)在某時(shí)刻，距坐標(biāo)原點(diǎn)的距

某一點(diǎn)動(dòng)的物體相對(duì)平衡位置的位移離一定（橫軸坐標(biāo)）的該質(zhì)

的意義（縱軸坐標(biāo)）點(diǎn)的位移（縱坐標(biāo)）

3.橫波的傳播方向與質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)方向的判斷

（1）微平移法：沿波的傳播方向?qū)⒉ǖ膱D像做一個(gè)微小平移，然后由兩條波形曲線來判斷。如下圖甲所

示，虛線表示沿波的傳播方向微平移波動(dòng)圖像后的圖形，由圖中可以看出，A質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)方向向上，8質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)

方向向下。

（2）上下坡法：沿波的傳播方向看，上坡的點(diǎn)向下振動(dòng)，下坡的點(diǎn)向上振動(dòng)，即“上坡下、下坡上”。如

下圖乙所示，將波動(dòng)曲線看作人行走的路徑，波的傳播方向看作人行走的方向，則在A點(diǎn)處，人正在下坡，該

處質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向向上；4點(diǎn)處.人正在上坡，該處質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向向下。

（3）同側(cè)法：質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向與波的傳播方向在波的圖像的同一側(cè)。如下圖內(nèi)所示，在波動(dòng)圖像上的A點(diǎn)

沿水平方向作一個(gè)箭頭表示波的傳播方向，再在豎直方向作一人箭頭表示質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)方向，則這兩個(gè)箭頭總是在

波動(dòng)曲線的同一側(cè)。

4.在波的圖像上各質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)方向的規(guī)律

（I）質(zhì)點(diǎn)的起振方向與波源開始振動(dòng)的方向一定相同。

（2）處于最大位移處（波峰或波谷）的質(zhì)點(diǎn)一定將向平衡位置運(yùn)動(dòng)。

（3）處于相鄰的波峰和波谷之間的質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向一定相同；處于波峰（或波谷）兩側(cè)位移都為正值（或

都為負(fù)值）的質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向一定相反。

（4）對(duì)于橫波在最大位移兩側(cè)，哪側(cè)附近的質(zhì)點(diǎn)正向最大位移運(yùn)動(dòng)，波就向哪側(cè)方向運(yùn)動(dòng)。

5.已知某時(shí)刻的波形圖和波速可以畫出在時(shí)間前（或后）的波形圖，具體方法是：

⑴平移法：先算出經(jīng)時(shí)間波傳播的距離八戶2/,再把波形逆著（若順著）波的傳播方向平移。:即

可，因?yàn)椴▌?dòng)圖像的重復(fù)性，若知波長久，則波形平移位時(shí)波形不變，當(dāng)△x=〃/l+x時(shí)，可采取去整位留零

x的方法，只需平移x即可。

（2）特殊點(diǎn)法：（若知周期7'則更簡單）

在波形上找兩個(gè)特殊點(diǎn)，如過平衡位置的點(diǎn)和它相鄰的峰（谷）點(diǎn)，先確定這兩點(diǎn)的振動(dòng)方向，再看

△由于經(jīng)〃7波形不變，所以可采取去整〃丁留零/的方法，分別作出兩特殊點(diǎn)經(jīng)/后的位置，然后按

正弦規(guī)律畫出新波形。

五.描述機(jī)械波的物理量

1.波長：兩個(gè)相鄰的、在振動(dòng)過程中對(duì)平衡位置的位移總是相等的質(zhì)點(diǎn)間的距離叫波長。在橫波中，兩個(gè)相

鄰波峰（或波谷）間的距離等于波長；在縱波中，兩個(gè)相鄰密部（或疏部）間的距離等于波長。

2.頻率：波的頻率由波源決定，無論在什么介質(zhì)中傳播，波的頻率都不變。

3.波速：單位時(shí)間內(nèi)振動(dòng)向外傳播的距離。波速的大小由介質(zhì)決定。

波速與波長和頻率的關(guān)系：

六.波的現(xiàn)象

1.衍射：波繞過障礙物繼續(xù)傳播的現(xiàn)象叫做衍射。產(chǎn)生明顯齊射現(xiàn)象的條件；障礙物或孔政尺寸比波長小或

與波長相差不多。

2.波的疊加：兒列波相遇時(shí)，每列波都能夠保持各自的狀態(tài)繼續(xù)傳播而不互相干擾，只是在重疊的區(qū)域里，

介質(zhì)的質(zhì)點(diǎn)同時(shí)參與這幾列波引起的振動(dòng)，質(zhì)點(diǎn)的位移等于這幾列波單獨(dú)傳播時(shí)引起的位移的矢量和。

3.干涉：頻率相同的兩列波疊加，使某些區(qū)域的振動(dòng)加強(qiáng)，某些區(qū)域的振動(dòng)減弱，并且振動(dòng)加強(qiáng)和振動(dòng)減弱

的區(qū)域相互間隔的現(xiàn)象。

產(chǎn)生穩(wěn)定的干涉現(xiàn)象的必要條件：兩列波的頻率相同。若兩波源的振動(dòng)步調(diào)一致，某點(diǎn)到兩波源的距離之差為

波長的整數(shù)倍，則該點(diǎn)為加強(qiáng)點(diǎn)；某點(diǎn)到兩波源的距離之差為半波長的奇數(shù)倍，則該點(diǎn)為減弱點(diǎn)。

4.多普勒效應(yīng)：由于波源和觀察者之間的相灼運(yùn)動(dòng)，使觀察者感到頻率發(fā)生變化的現(xiàn)象，心做多普勒效應(yīng)。

如果一者相互接近,觀察者接收到的頻率增大：如果一者遠(yuǎn)離,觀察者接收到的頻率減小。

三點(diǎn)剖折

課程目標(biāo)：

1.理解機(jī)械波產(chǎn)生的條件和形成過程；

2.弄清楚波動(dòng)過程中，波速、頻率與波長的相互關(guān)系；

3.能夠區(qū)分波動(dòng)圖形和振動(dòng)圖像的含義；

4.了解波的疊加、衍射、干涉現(xiàn)象，了解多普勒效應(yīng)與波的頻率的關(guān)系。

例題1、關(guān)于一列簡諧波，下面說法中正確的是（）

A.波動(dòng)的產(chǎn)生需要兩個(gè)條件，即波源和傳播波的介質(zhì)

B.波動(dòng)過程是質(zhì)點(diǎn)由近向遠(yuǎn)傳遞的過程

C.波由一種介質(zhì)傳到另一種介質(zhì)，頻宓變大

D.同一性質(zhì)的波在同種介質(zhì)中傳遞時(shí)，頻率不同，波速不同

例題2、一條繩子可以分成一個(gè)個(gè)小段，每小段都可以看做一個(gè)質(zhì)點(diǎn)，這些質(zhì)點(diǎn)之間存在著相互作用。如圖是某

繩波形成過程的示意圖。質(zhì)點(diǎn)1在外力作用下沿豎直方向做簡諧運(yùn)動(dòng)，帶動(dòng)質(zhì)點(diǎn)2、3、4…各個(gè)質(zhì)點(diǎn)依次振動(dòng)，把

振動(dòng)從繩的左端傳到右端。t=T/2時(shí)，質(zhì)點(diǎn)9剛要開始運(yùn)動(dòng)。下列說法正確的是（）

I234s678910II121314IS

.........................................

A.t=T/2時(shí)，質(zhì)點(diǎn)9開始向下運(yùn)動(dòng)B.t=T/2時(shí)，質(zhì)點(diǎn)5加速度方向向上

C.l=T/4時(shí)，質(zhì)點(diǎn)5開始向上運(yùn)動(dòng)D.l=T/4時(shí)，質(zhì)點(diǎn)3的加速度方向向上

例題3、一振動(dòng)周期為7\振幅為4、位于X=。點(diǎn)的波源從平衡位置沿y軸正向開始做簡諧運(yùn)動(dòng).該波源產(chǎn)生的一維

簡諧橫波沿x軸正向傳播，波速為也傳播過程中無能量損失.一段時(shí)間后，該振動(dòng)傳播至某質(zhì)點(diǎn)P,關(guān)于質(zhì)點(diǎn)P振動(dòng)的說法

正確的是（）

A.振幅一定為4

B.周期一定為T

C.速度的最大值一定為12

D.開始振動(dòng)的方向沿y軸向上或向下取決于它離波源的距離

E.若P點(diǎn)與波源距離s=則質(zhì)點(diǎn)尸的位移與波源的相同

隨練1、P、Q是簡諧橫波傳播方向上的兩個(gè)質(zhì)點(diǎn).它們的平衡位置間的距離為0.2m。此波波速為lm/s.振幅

為4cm,周期為0.4s。在t=0時(shí)刻，P點(diǎn)位于平衡位置上方最大位移處。則Q點(diǎn)（）

A.在03s時(shí)的速度最大B.在0.3s時(shí)的加速度最大

C.在0.3s時(shí)的位移為4cmD.在0.3s時(shí)的位移為一4cm

隨練2、［多選題］如圖是某繩波形成過程的示意圖.質(zhì)點(diǎn)I在外力化用下沿豎直方向做簡諧運(yùn)動(dòng)，帶動(dòng)質(zhì)點(diǎn)2、3、

4、…各個(gè)質(zhì)點(diǎn)依次上下振動(dòng)，把振動(dòng)從繩的左端傳到右端.t=T/4時(shí)，質(zhì)點(diǎn)5剛要開始運(yùn)動(dòng).下列說法正確的是（）

1234567891011121314151617IS1920

f=0??

Z=774

A.t=T/4時(shí)，質(zhì)點(diǎn)5開始向下運(yùn)動(dòng)

B.t=T/4時(shí)，質(zhì)點(diǎn)3的加速度方向向下

C^、t=T/2開始的一小段時(shí)間內(nèi)，質(zhì)點(diǎn)8的速度正在減小

D.從t=T/2開始的一小段時(shí)間內(nèi)，質(zhì)點(diǎn)8的加速度正在減小

隨練3、某地區(qū)地震波中的橫波和縱波傳播速率分別約為4km/s和9km/s.種簡易地震儀由豎直彈簧振了P和

水平彈簧振子H組成（如圖）.在一次地震中，震源地地震儀下方，觀察到兩振子相差5s開始振動(dòng)，則（）

919

餡

A.P先開始振動(dòng)，震源距地震儀約36kmB.P先開始振動(dòng)，震源距地震儀約25km

C.H先開始振動(dòng)，震源距地震儀約36kmD.H先開始振動(dòng)，震源距地震儀約25km

隨練4、［多選題1（2014寧夏銀川一中高三上第一次月考）如圖，a、b、c、d是均勻媒質(zhì)中x軸上的四個(gè)質(zhì)點(diǎn),

相鄰兩點(diǎn)的間距依次為2m、4m和6m.一列簡諧橫波以2m/s的波速沿x軸正向傳播，在t=0時(shí)刻到達(dá)質(zhì)點(diǎn)a處,

質(zhì)點(diǎn)a由平衡位置開始豎直向下運(yùn)動(dòng)，t=3s時(shí)a第一次到達(dá)最高點(diǎn).下列說法正確的是（）

A.在t=6s時(shí)刻波恰好傳到質(zhì)點(diǎn)d處

B.在t=5s時(shí)刻質(zhì)點(diǎn)c恰好到達(dá)最高點(diǎn)

C.質(zhì)點(diǎn)b開始振動(dòng)后，其振動(dòng)周期為4s

D.在4s<t<6s的時(shí)間間隔內(nèi)質(zhì)點(diǎn)c向上運(yùn)動(dòng)

E.當(dāng)質(zhì)點(diǎn)d向下運(yùn)動(dòng)時(shí)，質(zhì)點(diǎn)b一定向上運(yùn)動(dòng)

振動(dòng)圖像和波動(dòng)圖像的綜合應(yīng)用

例題1、圖（a）為一列簡諧橫波在t=0.10s時(shí)刻的波形圖，P是平衡位置在x=1.0m處的質(zhì)點(diǎn)，Q是平衡位置在

x=4.0門處的質(zhì)點(diǎn)；圖（b）為質(zhì)點(diǎn)Q的振動(dòng)圖象，下列說法正確的是（）

B.在t=0.25s時(shí)，質(zhì)點(diǎn)P的加速度方向與y軸正方向相反

C從t=0.10s到t=0.25s,該波沿x軸負(fù)方向傳播了6m

D.從1=0.10s到t=0.25s,質(zhì)點(diǎn)P通過的路程為30cm

例題2、沿x軸傳播的一列簡諧橫波，在t=0.5s時(shí)的波動(dòng)圖象如圖甲所示，x軸上質(zhì)點(diǎn)P的振動(dòng)圖象如圖乙所示,

(I)波的傳播方向及波速大??；

(2)從t=0.5s開始再經(jīng)3.25s,x軸上的哪一點(diǎn)第一次達(dá)到波峰。

隨練1、［多選題］如圖甲所示為一列簡諧橫波在1=0時(shí)刻的波形圖，圖乙為介質(zhì)中x=4m處的質(zhì)點(diǎn)b的振動(dòng)圖象。

A.這列波的傳播方向沿x軸的負(fù)方向

B.這列波的傳播速度是40m/s

C再經(jīng)過0.25s,質(zhì)點(diǎn)b沿x軸正方向運(yùn)動(dòng)T10m

D.t=0.1s時(shí)刻，質(zhì)點(diǎn)a的運(yùn)動(dòng)方向沿y軸負(fù)方向

隨練2、圖1為一列簡諧橫波在t=()時(shí)的波形圖，P是平衡位置在x=1cm處的質(zhì)元，Q是平衡位置在x=4cm處

的質(zhì)元.圖2為質(zhì)元Q的振動(dòng)圖象.則()

A.t=0.3s時(shí)，質(zhì)元Q的加速度達(dá)到正向最大

B.波的傳播速度為20m/s

C.波的傳播方向沿x軸負(fù)方向

D.t=0.7s時(shí)，質(zhì)元P的運(yùn)動(dòng)方向沿y釉負(fù)方向

隨練3、一列簡諧橫波在r=1s的波形圖如圖(a)所示，P、Q是介質(zhì)中的兩個(gè)質(zhì)點(diǎn)，圖(b)是質(zhì)點(diǎn)Q的振動(dòng)圖象.求：

圖(b)

(1)波速及波的傳播方向；

⑵質(zhì)點(diǎn)Q的平衡位置的K坐標(biāo).

隨練4、圖甲為一列簡諧波在/=0.10s時(shí)刻的波形圖，P是平衡位置為x=LOm處的質(zhì)點(diǎn)，。是平衡位置為尸4.0m

處的質(zhì)點(diǎn)，圖乙為質(zhì)點(diǎn)Q的振動(dòng)圖象，則()

f=0.25s時(shí)，質(zhì)點(diǎn)P的速度方向?yàn)閥軸正方向

點(diǎn)Q簡諧運(yùn)動(dòng)的表達(dá)式為＞'=10sin|t(cm)

，二010s至h=0.20s,該波沿x軸正方向傳播了4m

f=0.10s到r=0.25s,質(zhì)點(diǎn)P通過的路程為30cm

波的多解問題

例題1、圖中實(shí)線和虛線分別是X軸上傳播的一列簡諧橫波在「=0和/=O.(Bs時(shí)刻的波形圖，X=1.2m處的質(zhì)點(diǎn)在/=0.03s時(shí)刻向

B.該波的波速可能是10m/s

C.r=0時(shí)x=L4m處質(zhì)點(diǎn)沿著y軸負(fù)方向運(yùn)動(dòng)

D.各質(zhì)點(diǎn)在0.03s內(nèi)隨波遷移0.9m

例題2、圖示為一列沿X軸負(fù)方向傳播的機(jī)械波，實(shí)線和虛線分別為t時(shí)刻和t+At時(shí)刻的波形，B和C是橫坐

標(biāo)分別為d和3d的兩個(gè)質(zhì)點(diǎn)。則t時(shí)刻質(zhì)點(diǎn)B的振動(dòng)方向?yàn)?，該波的波速為?/p>

ym

隨練I、一列簡諧橫波沿直線傳播，該直線上的a、b兩點(diǎn)相距4.42m.圖中實(shí)、虛兩條曲線分別表示平衡位置在

a、b兩點(diǎn)處質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)曲線.由此可知()

A.此列波的頻率一定是10HzB此列波的波長一定是0.1m

C.此列波的傳播速度一定是34m/sD.a點(diǎn)一定比匕點(diǎn)距波源近

隨練2、一列簡諧波沿x軸正方向傳播，圖中實(shí)線表示t=0時(shí)刻的波形，虛線表示t=0.5s時(shí)的波形。求:

.y/m

（1）如果周期大于0.5s,該列波的周期和波速；

（2）如果該波向x軸負(fù)方向傳播，某同學(xué)為了求出該波波速，計(jì)算如下：

山圖知，t=0.5s內(nèi)波向x軸負(fù)方向傳遞了°入=3m,5BJv=----6m/5,所以該波波速為6m/s。靖判斷

4t0.5

該同學(xué)的解答正確與否，如果有誤，請(qǐng)你給出正確解答。

隨練3、如圖所示，實(shí)線是一列簡諧波在某時(shí)刻的波形曲線，虛線是在該時(shí)刻0.2s后的波形曲線.

（1）若波向左傳播，求波傳播的可能距離;

（2）若波向右傳播，求波的最大周期；

（3）看波速是35m/s,求波的傳播方向.

波的疊加、衍射、干涉、多普勒效應(yīng)

例題1、如圖所示，。是水面上一波源，實(shí)線和虛線分別表示某時(shí)刻的波峰和波谷，A是擋板，E是小孔。若不考

慮波的反射因素，則經(jīng)過足夠長的時(shí)間后，水面上的波將分布于（）

A.整個(gè)區(qū)域B.陰影I以外區(qū)域

C.陰影II以外區(qū)域D.陰影II和III以外的區(qū)域

例題2、（2014浙江紹興一中高二下期末）如圖所示觀察水面波衍射的實(shí)驗(yàn)裝置，AC和BD是兩塊擋板，AB是

一個(gè)小孔，O是波源，圖中已畫出波源所在區(qū)域的傳播情況，每兩條相鄰的波紋（圖中曲線）之間距離表示一個(gè)波

長，則對(duì)于波經(jīng)過孔之后的傳播情況，下列描述正確的是（）

①此時(shí)能明顯觀察到波的衍射現(xiàn)象

②如果將孔AB擴(kuò)大，有可能觀察不到明顯的衍射現(xiàn)象

③擋板前后波紋之間距離相等

④如果孔的大小不變，使波源頻率增大，一定能明顯觀察到衍射現(xiàn)象.

A.只有②④B.只有②C.只有①②③D.①②③④

例題3、如圖所示為兩列頻率相同的水波在某時(shí)刻的干涉圖樣，圖中實(shí)線表示波峰，虛線表示波谷。則（）

A.a、b、c三點(diǎn)都是振動(dòng)加強(qiáng)點(diǎn)B.a、b、c三點(diǎn)都是振動(dòng)減弱點(diǎn)

C.a、b是振動(dòng)加強(qiáng)點(diǎn)，c是振動(dòng)減弱點(diǎn)D.a是振動(dòng)加強(qiáng)點(diǎn)，b、c是振動(dòng)減弱點(diǎn)

隨練1、［多選題］關(guān)于波的各種現(xiàn)象，下列說法正確的是（）

A.”墻里說話墻外聽，聞其聲不見其人'’是波的反射現(xiàn)象

B.水波繞過蘆葦、石塊向前傳播，是波的衍射現(xiàn)象

C.在濃霧天氣，交通信號(hào)燈紅燈比綠燈看起來更清晰，是因?yàn)榧t光比綠光衍射更明顯

D.火車「鳥笛減速向我們駛來時(shí),我們聽到的笛聲頻率將比聲源發(fā)聲的頻率低

隨練2、如圖是觀察水波衍射的實(shí)驗(yàn)裝置.AB和CD是兩塊擋板，BC是兩塊擋板之間的空隙，。為水波的波源,

圖中已畫出波源附近區(qū)域波的傳播情況，實(shí)線波紋表示波峰.關(guān)于水波經(jīng)過BC空隙之后的傳播情況，下列說法中

正確的是（）

A.觀察不到明顯的衍射現(xiàn)象

B.水波經(jīng)過空隙BC后波紋間距變小

C.若保勢波源的頻率不變，血增大空隙BC的寬度，有可能觀察不到明顯的衍射現(xiàn)象

D.若保持空隙BC的寬度不變，而增大波源的頻率，可以觀察到更加明顯的衍射現(xiàn)象

隨練3、一條彈性繩子呈水平狀態(tài)，M為繩子中點(diǎn)，兩端P、Q同時(shí)開始上下振動(dòng)，一小段時(shí)間后產(chǎn)生的波形如

圖，對(duì)于其后繩上各點(diǎn)的振動(dòng)情況，以下判斷正確的是（）

■A

A.波源Q產(chǎn)生的波將先到達(dá)中點(diǎn)MB.波源P的起振方向是向上的

C.中點(diǎn)M的振動(dòng)始終是加強(qiáng)的D.波源P振動(dòng)的頻率是波源Q的2倍

隨練4、如圖所示，S1和S2是兩個(gè)相干波源，其振幅均為A,周期均為T.實(shí)線與虛線分別表示兩列波的波峰和

波谷。此刻，c是波谷與波谷的相遇點(diǎn)，下列說法中正確的是（）

A.a處質(zhì)點(diǎn)始終處于離平衡位置2A處

B.隨著時(shí)間的推移，c處的質(zhì)點(diǎn)將向右移動(dòng)

C.從該時(shí)刻起，經(jīng)過』T,c處的質(zhì)點(diǎn)將通過平衡位置

4

D.若S2不動(dòng)，S1沿Sib連線向b運(yùn)動(dòng)，則b處質(zhì)點(diǎn)仍然始終處于平衡位置

隨練5、［多選題］如圖所示，SHS?是兩個(gè)相干波源，它們振動(dòng)同步且振幅相同.實(shí)線和虛線分別表示在某一時(shí)

刻它們所發(fā)出的波的波峰和波谷.關(guān)于圖中所標(biāo)的a、b、c、d四點(diǎn)，下列說法中正確的有（）

b

A.該時(shí)刻a質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)最弱，b、c質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)最強(qiáng)，d質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)既不是最強(qiáng)也不是最弱

B.該時(shí)刻a質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)最弱，b、c、d質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)都最強(qiáng)

C.a質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)始終是最弱的，b、c、d質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)始終是最強(qiáng)的

D.再過工后的時(shí)刻a、b、c三個(gè)質(zhì)點(diǎn)都將處于各自的平衡位置，因此振動(dòng)最弱

1、［多選題］一振子沿x軸做簡諧運(yùn)動(dòng)，平衡位置在坐標(biāo)原點(diǎn)。t=0時(shí)振子的位移為一O.lm,t=ls時(shí)位移為0.1m,

貝IJ（）

A.若振幅為0.1m,振子的周期可能為2sB.若振幅為0.1m,振子的周期可能為3s

35

C.若振幅為0.2m,振子的周期可能為4sD.若振幅為0.2m,振子的周期可能為6s

2、如圖所示，是簡諧運(yùn)動(dòng)的回復(fù)力隨時(shí)間變化規(guī)律的圖象，根據(jù)圖象以下說法正確的是（）

A.0至U時(shí)間內(nèi)，質(zhì)點(diǎn)向著遠(yuǎn)高平衡位置方向運(yùn)動(dòng)，速率越來越大

B.U至t2時(shí)間內(nèi)，質(zhì)點(diǎn)的加速度方向與運(yùn)動(dòng)方向相反

C.12至13時(shí)間內(nèi)，質(zhì)點(diǎn)向著靠近平衡位置方向運(yùn)動(dòng)，速率越來越小

至?xí)r間內(nèi)，質(zhì)點(diǎn)的加速度方向與運(yùn)動(dòng)方向相同

D.t3t4

3、如圖所示，質(zhì)量為小的祛碼力弟置在質(zhì)量為M的滑塊8上，8與彈簧相連，它們一起在光滑的水平面上作簡

諧運(yùn)動(dòng)，彈簧的勁度系數(shù)為攵，硅碼與滑塊之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為〃，要使袪碼與滑塊在振動(dòng)過程中不發(fā)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)，

問最大振幅等于多少？（設(shè)最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力）

4、關(guān)于單擺的運(yùn)動(dòng)有下列說法，正確的是（）

①單擺的回復(fù)力是擺線的拉力與重力的合力

②單擺的回復(fù)力是重力沿?cái)[球運(yùn)動(dòng)軌跡切線方向的分力

③單擺的周期與質(zhì)量無關(guān)，也與振幅無關(guān)，與擺長和當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣扔嘘P(guān)

④單擺做簡諧運(yùn)動(dòng)的條件是擺角很小，如小于5。

⑤在山腳下走時(shí)準(zhǔn)確的擺鐘移到高山上走時(shí)將變快

A.①皺B.②的C.③④⑤D.（D?⑤

5、有一擺長為L的單擺，懸點(diǎn)正下方某處有一小釘，當(dāng)擺球經(jīng)過平衡位置向左擺動(dòng)時(shí)，擺線的上部將被小釘擋住，使擺長發(fā)生變

化，現(xiàn)使擺球做小幅度擺動(dòng)，擺球從右邊最高點(diǎn)例擺至左邊最高點(diǎn)N運(yùn)動(dòng)過程的閃光照片，如圖所示，（懸點(diǎn)和小釘未被攝入），P為

擺動(dòng)中的最低點(diǎn).已知每相鄰兩次閃光的時(shí)間間隔相等，由此可知，小釘與懸點(diǎn)的距離為（）

A.〃4B.L/2C.3L/4D.無法確定

6、如圖所示是一個(gè)單擺做受迫振動(dòng)時(shí)的共振曲線，表示振幅4與驅(qū)動(dòng)力的頻率/的關(guān)系，下列說法正確的是（）

A.若增大擺長，共振曲線的“峰”將向右移動(dòng)B.若增大擺長，共振曲線的“峰”將向左移動(dòng)

O0.250.50.751.0/ZHi

C.擺長約為10cmD.發(fā)生共振時(shí)單擺的周期為1s

/ni

7、如圖所示，A、B、C、D四個(gè)單擺的擺長分別為1、21、1、一，擺球