暑期专题——简谐振动与波的问题综合

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1、◎昨麋课程信息年级—•rnj一学科物理版本人教新课标版课程标题暑期专题——简谐振动与波的问题综合编稿老师张了厚一校张琦锋二校林卉审核薛海燕呼课梶解读一、学习目标：1.掌握机械振动和机械波内容的知识体系及脉络。2.学握振动和波的问题典型题型的分析方法。二、重点、难点:重点：振动和波的内容的知识体系与典型题型的分析与理解。难点：振动与波的图彖综合问题的分析。三、考点分析:内容和要求考点细目出题方式简谐运动的两个重耍物理模型简谐运动的力学及运动学特征选择、填空题弹费振了与单摆的模型化分析简谐运动的描述受迫振动受迫振动

2、的定义与特征选择、填空题共振现象简谐运动的图象简谐运动图象的物理意义及特点选择、填空题简谐运动的图象的应用机械波机械波的形成条件选择、填空题描述波的物理量波动规律波的图象◎昨期受力特征：回复力F=-kx简谐运动基本模型｛弹簧振子单摆（&＜10°）口山势机械软（无阻尼振动）阻尼振动机械波「概念：振幅、周期和频率描述｛单摆周期：t=^x-t图象：正弦或余弦曲线＜振动能：动能和势能Z和；机械能守恒J特征：振幅递减1原因：振动能逐渐转化为具他形式的能厂定义：周期性的驱动力作用下的振动「f—/驱，跟/iai无关'受迫振动

3、2特征VI/驱与屁相羌越小，振幅A越人、共振：九k=于固时，振幅A最大f机械波的形成条件：波源与介质「波长2描述波动的物理呆丿波速u周期T（或频率/）厂波的分类：横波与纵波各物理量间的关系：V=Af或几==「反射折射波的现彖［干涉衍射J多普勒效应r形成：前面的质点带动后面的质点，将振动形式传出去,同时也传递了能量和信息两种图象的比较〜（振动图与波动图）1不同点：横轴意义不同r相同点：纵轴表示位移知识点1：简谐运动问题的两个重要物理模型:in例1:（四川卷）光滑的水平而上亞放有质量分别为加和一的两木块，下方木块与

4、一劲度2系数为£的弹簧相连，弹簧的期一端固定在墙上，如图所示。已知两木块Z间的最大静摩擦力为为使这两个木块组成的系统像一个整体一样振动，系统的最大振幅为（）大小最接近（)A.100NB.300NL!C.600N答案：BD.900Nc.XA』k答案：C变式：（北京西城模拟）在一次消防演习中质量为60kg的消防员欲到达距离楼顶/=40m处的房间。如图所示，他沿一条竖直悬垂的轻绳从静止开始匀加速下滑，当他滑到该房间的窗户A处时，突然停止下滑，同时用脚踢开窗户，自己反弹了一下，然后进入窗内。已知消防员从开始下滑到刚进入

5、窗内共用了时间Z=10s,试估算他沿绳子下滑时受到的摩擦力f知识点2：波的图象的理解：例2：一列简谐横波在t=0时的波形图如图所示。介质屮x=2m处的质点P沿y轴方向做简谐运动的表达式为y=10sin（5皿）cm。关于这列简谐波，下列说法正确的是（）>VcmA.周期为4.0sB.振幅为20cmC.传播方向沿x轴正向D.传播速度为10m/s答案：CD变式：位于处标原点处的波源4沿）,轴做简谐运动，4刚好完成一次全振动时，在介质屮形成的简谐横波的波形如图所示，B是沿波传播方向上介质的一个质点，则y101远程数育网电

6、』.•A.波源4开始振动时的运动方向沿），轴负方向B.此后丄周期内冋复力对波源A—肓做负功4C.经半个周期时间质点B将向右迁移半个波长D.在一个周期时间内4所受回复力的冲量为零答案：ABD知识点3：振动图象和波的图象的综合问题例3：—•列横波沿兀轴正向传播，°、b、c、〃为介质中沿波传播方向上四个质点的平衡位置。某吋刻的波形如图1所示，此后,A.a处质点的振动图象C.c处质点的振动图彖若经过3/4周期后开始计吋，则图2描述的是A.b处质点的振动图象D.d处质点的振动图彖答案:B变式：图甲为一列简谐横波在某一时刻

7、的波形图，图乙为质点P以此时刻为计时起点的振动图象。从该时刻起（）A.经过0.35s时，质点0距平衡位置的距离小于质点P距平衡位置的距离B.经过0.25s,质点Q的加速度大于质点P的加速度C.经过0.15s,波沿兀轴的正方向传播了3mD.经过0.1s时，质点Q的运动方向沿y轴正方向答案：AC知识点4：波的问题的多解性例4：一列简谐横波在L0吋刻的波形如图中的实线所示，L0.02s吋刻的波形如图中虚线答案：B解析：解法一：质点振动法（1）设波向右传播，则在0吋刻x=4m处的质点往上振动，（\设经历△/时间时质点

8、运动到波峰的位置，则&=-+/:T,即TU丿2QAQ4AZ0.084n+14n+1当〃=0时，T=0.08s>0.02s,符合要求，此时y=—=^=lni/s；T0.08当〃=1时,r=0.016s<0.02s,不符合要求。（2）设波向左传播，则在0时刻x=4m处的质点往下振动，（3、设经历Ar时间时质点运动到波峰的位置，则t=-+/iT,即T=4丿4Af0.084n+34/7+3