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《2011届高考物理机械振动与机械波复习》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。
1、专题一简谐运动第十三部分机械振动与机械波专题二机械波专题一简谐运动备考导航例题剖析（一）知识与技能本专题考查机械振动、简谐运动、简谐运动图象；受迫振动、共振等知识点，考查理解能力，分析综合能力和应用数学知识解决物理问题的能力.(二)过程与方法1.在专题复习过程中首先要理解简谐运动的回复力、位移、振幅、周期和频率等概念,知道并会用简谐运动的位移—时间图象,理解单摆的周期公式及单摆在复合场中的周期变化,了解自由振动、受迫振动和共振,会分析振动中的能量转化.2.要弄清简谐运动过程中位移、速度、加速度的周期性变化规律,掌握简谐运动的受
2、力分析、运动分析、能量分析及位移，时间分析的方法.掌握简谐运动时间和空间对应关系,熟练掌握单摆周期公式并会运用,掌握共振产生的条件及应用和防止,理解简谐运动中能量转化的规律.3.本专题在近年高考中出现的频率较高.命题热点在对简谐运动的各物理量、图象的分析和应用、测单摆周期和用单摆测重力加速度等,命题的题型呈现出多样化的趋势,命题将突出对相应知识的理解和简单应用.【例1】关于简谐运动的下述各物理量，说法正确的是()A振幅是由平衡位置指向最大位移处的矢量B周期和频率的乘积为一常量C振幅越大，周期越长D振幅越小，
3、频率越大【思路剖析】要熟练掌握简谐运动各物理量及其关系.解析:振幅是振动物体离开平衡位置的最大距离，是标量，周期和频率的乘积等于1，简谐运动的周期和频率同振幅无关，选项B正确.【思维拓展】振幅是指在振动过程中，振动物体离开平衡位置的最大距离，是标量，其值等于最大位移的大小，因为最大位移还是有方向的.【答案】B【例2】一个质点做简谐运动的图象如下图所示，下列说法正确的是()A质点振动频率为4HzB在10s内质点经过的路程是20cmC在5s末，速度为零，加速度最大D在t=1.5s和t=4.5s两时刻质点的
4、位移大小相等【思路剖析】要学会通过图象了解简谐运动各物理量的值.解析:由振动图象可直接得到周期为T=4s.振动频率f=1/T=0.25Hz,故A错；一个周期内，简谐运动的质点经过的路程是4A=8cm,10s为2.5个周期，质点经过和路程是20cm,选项B对；在5s末，质点位移最大为2cm，此时加速度最大，速度为零，选项C对；在1.5s和4.5s两时刻，质点位移大小相等，则D正确。【答案】BCD【思维拓展】简谐运动的质点，经过一个周期位移不变（相对于平衡位置），但经过的路程是振幅的4倍，在某时刻对应的位移应根据正弦函数的特点求解
5、。【例3】单摆是为研究振动而抽象出来的理想化模型,其理想化条件是（）A摆线质量不计B摆线长度不伸缩C摆球的直径比摆线长度短得多D只要是单摆的运动就是一种简谐运动【思路剖析】要熟悉单摆中主要矛盾和次要矛盾,单摆是实际摆的理想化模型.解析:单摆由摆线摆球组成,摆线只计长度不计质量,摆球只计质量不计大小,且摆线不伸缩,A、B、C正确.但把单摆作为简谐运动来处理是有条件的,只有在摆角很小的情况下才能视为简谐运动.【答案】ABC【思维拓展】对于理想化的理解,关键是要知道单摆的摆线有质量,但质量不计是因为其数值较小,
6、在摆球运动过程中摆线的质量不会影响研究问题的结论,摆角小是因为当摆角大时,其回复力不再遵守F=-kx的规律,也就是说小球的摆动不是近似的简谐运动.【例4】某同学在做“利用单摆测重力加速度”实验中，先测得摆线长为101.00cm,摆球直径为2.00cm,然后用秒表记录了单摆振动50次所用的时间为101.5s.则（1）他测得的重力加速度g=m/s2.（2）他测得的g值偏小，可能的原因是（）A测摆线长时摆线拉得过紧B摆线上端未牢固地系于悬点，振动中出现松动，使摆线长度增加了C开始计时时秒表过早按下D实验中误将4
7、9次全振动数为50次(3)为了提高实验精度，在实验中可改变几次摆长l并测出相应的周期T,从而得出一组对应的l与T的数据，再以l为横坐标、T2为纵坐标将所得数据连成直线，并求得该直线的斜率k.则重力加速度g=.（用k表示）【思路剖析】要熟悉“利用单摆测重力加速度”实验的原理、操作过程、数据处理方法及误差分析.解析:（1）本次实验中的摆长L=l’+r=101.00+1.00=1.0200m,周期T=t/N=101.5/50=2.03s,由公式可以解得g=9.76m/s2;（2）根据公式知，g偏小的原因可能是L的测量值偏小或T
8、的测量值偏大.A中的测量值偏大，B中则是振动摆长大于测量值，所以正确，C中秒表过早计时，总时间偏大，T的测量值偏大，所以正确.而D中测得的周期偏小，所以D会使g值偏大.故只有BC正确.（3）4π2k.由公式得：这是一条T2关于L的
