《工学章末总结》ppt课件

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1、热点讲座11.振动和波动关系的应用热点解读“机械振动、机械波”这一章知识点不是很多,高考要求也比较低,但是高考每年必考,每卷一题,并且多是以基础题和中档题为主,注重学生能力的考查.高考在这一章出题最多的是:振动在介质中的传播——波,横波和纵波,横波的图象,波长、频率和波速的关系,而且考纲对这几个考点的要求也是比较高的.这几个考点的内容是历年高考必考,其中命题率最高的知识点就是波的图象、频率、波长、振动与波动相结合的问题,所以下面谈谈这个考点中的热点题型.章末总结专题讲座专题一已知波的传播方向(或质点的振动方向)判断质点的振动方向(或波的传播方向)1.已知波的传播方向判断质点的振

2、动方向【例1】一列波形图如图1所示,波沿x轴正方向传播,则P点和Q点的振动方向向哪？解法一特殊点法在质点P靠近波源一方附近(不超过)图象上找另一点P′,若P′在P上方,则P向上运动,若P′在P下方,则P向下运动.(即“顺着波的传播方向,下山抬头,上山低头”).如图所示,所以P点向上振,Q点向下振.图1解法二微平移法做出经微小时间Δt(Δt<)后的波形,就可知各质点经过Δt时间到达的位置,各质点的振动方向即可确定,如图乙所示,所以也同样能得到P点是在向上振,Q点在向下振.答案见解析2.已知质点的振动方向判断波的传播方向【例2】一列简谐横波沿x轴传播,波速为10m/s,t=0时刻

3、的波形如图2甲所示,图中质点M此时正经过平衡位置沿y轴正方向运动.(1)判断波的传播方向.(2)求质点M从t=0到t=0.5s时刻通过的路程.(3)在图乙中画出t=0.5s时刻的波形图.图2解析(1)波的传播方向向左.(2)由题意可知,v=10m/s,λ=4m,A=10cm所以T==0.4st=T解得s=×4×10cm=50cm(3)t=0.5s时刻的波形如下图所示答案(1)向左(2)50cm(3)见解析点评1.波的传播方向和波上质点的振动方向可以相互判断,常用的方法有质点带动法、微平移法、上下坡法等.2.每一个质点的起振方向都跟波源的起振方向相同.3.对于起始时刻在平衡位置或

4、最大位移处的质点,Δt时间内的路程为s=n·4A(n为完成全振动的次数,n=,A为振幅)专题二波动的多解问题【例3】一列横波在x轴上传播,在x=0与x=1cm的两点的振动图线分别如图3中实线与虚线所示.由此可以得出()A.波长一定是4cmB.波的周期一定是4sC.波的振幅一定是2cmD.波的传播速度一定是1cm/s图3解析这一类题是已知两个质点的振动情况,找波长、波速的多解.解题方法是：(1)读出周期(2)判断传播方向,如果题干没有给出,则假设向右传播、假设向左传播(3)找两个质点之间的距离与波长之间的关系,画出x=0与x=1cm的两点间最简单的波形图此题中,若波向右传播,则两

5、者间距满足(n+)λ=1cm.若波向左传播,则两者间距满足(n+)λ=1cm.则可以求出波长的多解.(4)然后利用v=求波速.答案BC点评以上这类问题属于波的多解问题,有传播方向不确定性出现的多解,有两质点间位置关系不确定性出现多解,有传播距离与波长关系不确定性出现多解,还有间隔时间与周期关系不确定出现多解.在处理这类问题时,要始终抓住质点周期性及其与波的传播之间的联系,并要灵活地用周期数来表示波的传播时间,用波长数来表示波的传播距离,才便于分析、表达解决问题.专题三振动和波动的综合【例4】在某介质中形成一列向右传播的简谐波,t=0时刻的波形如图4所示且刚好传到质点B,再经过

6、Δt1=0.6s,质点P也开始起振.(1)求该列波的周期T.(2)从t=0时刻起经时间Δt2质点P第一次达到波峰,求t=Δt2时刻质点O对平衡位置的位移y0及Δt2时间内质点O所经过的路程s0.图4解析(1)波速v=m/s=10m/s由v=,得T==0.2s(2)由t=0至质点P第一次到达波峰止，经历的时间Δt2=Δt1+T=0.75s=(3+)T而t=0时质点O的振动方向竖直向上(沿y轴正方向),故经Δt2时间,质点O振动到波谷,即y0=-2cms0=n·4A=(3+)×4A=0.3m答案(1)0.2s(2)-2cm0.3m素能提升1.图5中实线和虚线分别是x轴上传播的一列简

7、谐横波在t=0和t=0.03s时刻的波形图,x=1.2m处的质点在t=0.03s时刻向y轴正方向运动,则()A.该波的频率可能是125HzB.该波的波速可能是10m/sC.t=0时x=1.4m处质点的加速度方向沿y轴正方向D.各质点在0.03s内随波迁移0.9m图5解析由机械波传播的周期性特点可知,由实线波到虚线波所用时间Δt=T+nT=0.03s,故f=,当f=125Hz时,n=3,故A正确;横波可能的速度v=λf=40n+30(m/s)>10m/s,故B错误;t=0时刻,1.4m处质点加