专题05 振动与波动

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1、专题05振动和波动直击高考考点(1)简单的考情分析振动动和波动是力学中的主干知识，是高考中的重点内容。对理科综合来说，主要考查基本概念，每年都必考一道选择题，其答案多是多项，能综合考查各知识点与考生的分析综合能力并，且题的般难度都不大。(2)大纲要求在《考试大纲》中，它主要涵盖以下基本要求：1．知道简揩运动、单摆、周期公式、受迫振动和共振、机械波、横波和纵波、波的干涉和衍射现象、变化的磁场产生电场、变化的电场产生磁场、电磁波及其传播、电磁波的产生、发射和接收、电磁波谱等概念的含义。2．理解横波的图像的物理含义；理解波速、波长和频率（周期）的关系。(3)命题的趋势振动和波内容是

2、历年高考的必考内容，其中命题频率最高的知识点是波的图象、频率、波长、波速的关系，其次是振动图象、单摆周期。主要以选择题的形式出现，试题信息量大，综合性较强，一道题往往考查多个概念和规律，特别是通过波的图象综合考查对波的理解能力、推理能力和空间想象能力。另外，波动与生产和生活相结合的创新型题目也常出现。有时对超声波、多普勒效应等非重点知识也进行考查。对电磁场和电磁波的内容很少考查。知识网络构建机械振动产生条件：有回复力,阻力小描述的物理量：振幅、周期、频率分类：阻尼、无阻尼、自由、受迫实例:简谐运动运动特点：往复性振动图象弹簧振子单摆在介质中传播机械波产生条件：波源、介质描述物

3、理量：振幅、周期、频率、波速、波长波的图象：y-x图象波的特征：干涉、衍射、多普勒效应知识要点串讲要点一、简谐运动的特征1．运动学特征：回复力加速度。2．运动学特征：由波的图象可知，位移、回复力、加速度、速度都随时间按正统或余弦规律变化，周期性。3．能量特征：振幅确定振动物体的能量，在振动的过程中只发生动能和势能的转化，总的机械能守恒。12要点二、简谐运动的实例---单摆1．单摆的周期：2．类单摆问题：拓展应用3．应用：测定重力加速度要点三、机械波1．产生条件：波源、介质2．实质：通过振动形式，将振源的振动形式和能量传播出去3．周期、频率和波长的关系：4．上下坡法判断波的传播

4、方向与质点振动方向的关系用5．波的特征；波的叠加、波的干涉、波的衍射、多普勒效应要点四、振动图象与波动图象的区别与联系机械振动机械波图象研究对象一个质点所有质点物理意义横轴上各点表示各个时刻，图象表示一个质点各个时刻的位移情况横轴上各点表示质点的平衡位置，图象表示某一时刻各个质点的位移情况图象形成的物理过程相当顺序“扫描”的结果相当一次“拍照”的结果所能提供的信息直接得出振幅、周期直接得出振幅、波长可以算出频率据波长、波速和频率的关系求其中一个量可以判断出位移、加速度、回复力的变化关系振动方向和传播方向的关系热点题型探究题型一、简谐运动的特点及规律的应用【典例1】一弹簧振子作

5、简谐振动，周期为T，则：A．若t时刻和时刻振子运动位移的大小相等，方向相同，则一定等于T的整数倍B．若t时刻和时刻振子运动位移的大小相等，方向相反，则一定等于的整数倍C．若时刻振子运动的加速度一定相等D．若时刻弹簧的长度一定相等解析：弹簧振子作简谐振动图象如图所示，图线上A点与B、E、F、I等点所对应的时刻振子位移大小相等，方向相同，由横轴看可知，A点与E、I等点对应的时刻差为T或T的整数倍，而A点与B、F等点对应的时刻差不是T或T的整数倍，因此A选项不正确。12A点与C、D、G、H等点所对应时刻振子位移大小相等，方向相反，由横轴看可知，A点与C、G等点所对应时刻差为T/2或

6、T/2的奇数倍，A点与D、H等点所对应时刻差不是T/2或T/2的奇数倍，选项B不正确。如果时刻差为一个周期，则这两个时刻振动情况完全相同，加速度一定相等，选项C是正确的。如果，这两个时刻振动的位移大小相等，方向相反，振子分别位于平衡位置两侧，弹簧的长度显然不相等，选项D是错误的。答案：C【变式训练】1.弹簧振子在光滑的水平面上作简谐振动，周期是2.4s。当振子通过平衡位置向右运动时刻开始计时。有下列说法：①经过1.6s，振子向右运动，速度正在不断变小；②经过1.6s，振子向左运动，速度正在不断变小；③经过1.9s，振子向右运动，回复力正在不断变小；④经过1.9s，振子向左运动

7、，回复力正在不断变大。以上说法中正确的是（）A．只有①、③正确B．只有②、④正确C．只有①、④正确　　D．只有②、③正确2.作简谐振动的弹簧振子振动图象如图所示，下列说法中正确的是A．t=0时，质点位移为零，速度为零，加速度为零B．t=1s时，质点位移最大，速度为零，加速度最大C．t1和t2时刻振子具有相同的动能和动量D．t3和t4时刻振子具有相同的加速度题型二、单摆周期公式的应用【典例2】一个单摆，如果摆球的质量增加为原来的4倍，摆球经过平衡位置时速度减为原来的1/2则单摆的()　　A．频率不变，振幅