北京市海淀区物理高三复习总测试：第六章 机械振动和机械波

第六章 机械振动和机械波

第一节 简谐运动

1．作简谐运动的物体每次通过平衡位置时( )

A ．位移为零，动能为零

B ．动能最大，势能最小

C ．速率最大，振动加速度为零

D ．速率最大，回复力不一定为零

2．作简谐运动的物体，当它每次经过同一位置时，一定相同的物理量是( )

A ．速度

B ．位移

C ．回复力

D ．加速度

3．作简谐运动的物体，回复力和位移的关系是图6－1所给四个图像中的( )

图6－1

4．水平放置的弹簧振子先后以振幅A 和2A 振动，稳定后振子从左边最大位移处运动到右边最大位移处的过程中，平均速度分别为v 1和v 2，则( )

A ．v 1＝2v 2

B ．2v 1＝v 2

C ．212v v

D ．v 1＝v 2

5．如图6－2所示，在张紧的绳上挂了a 、b 、c 、d 四个单摆，四个单摆的摆长关系为l c ＞l b ＝l d ＞l a ，先让d 摆摆动起来(摆角小超过5°)，则下列说法中正确的是( )

图6－2

A ．b 摆发生振动，其余摆均不动

B ．所有摆均以相同频率振动

C ．所有摆均以相同摆角振动

D ．以上说法均不正确

6．如图6－3所示，竖立在水平地面上的轻弹簧，下端与地面固定，将一个金属球放置在弹簧顶端(球与弹簧不粘连)，并用力向下压球，使弹簧作弹性压缩，稳定后用细线把弹簧拴牢。烧断细线，球将被弹起，脱离弹簧后能继续向上运动．那么该球从细线被烧断到刚脱离弹簧的这一运动过程中( )

图6－3

A ．球所受合力的最大值不一定大于球的重力值

B ．在某一阶段内球的动能减小而它的机械能增加

C．球刚脱离弹簧时的动能最大

D．球刚脱离弹簧时弹簧的弹性势能最小

7．如图6－4所示，小球从高处下落到竖直放置的轻弹簧上，在从接触到将弹簧压缩到最短的过程中，下列叙述中正确的是( )

图6－4

A．球的加速度的最大值，不一定大于重力加速度g

B．球所受弹力的最大值，一定大于其重力的2倍

C．小球的动能逐渐减小，而系统的机械能保持不变

D．系统的势能先减少后增加

8．同一个弹簧振子从平衡位置被分别拉开5cm和2cm，松手后均作简谐运动，则它们的振幅之比A1∶A2＝______，最大加速度之比a1∶a2＝______，振动周期之比T1∶T2＝

______。

9．两个弹簧振子的劲度系数相同，振子质量之比为2∶1，它们的振幅相同，那么它们在振动过程中最大动能之比为______。

10．支持列车车厢的弹簧减振系统，固有频率是2Hz．若列车行驶在每根长12.5m的钢轨连成的铁道上，当运行速度是______m/s时，车厢振动得最厉害。

11．把一个筛子用四根弹簧支起来，筛子上装一个电动偏心轮，它的转动会给筛子形成一个周期性的驱动力，这样就做成了一个共振筛，筛子自由振动时每次全振动用时2s，在某电压下电动偏心轮转速为36r/min，若增大电压可以使偏心轮转速提高，增加筛子质量，可以增大筛子的固有周期，那么，要使筛子的振幅变大，可采取的措施有(1)______、(2)______。

第二节简谐运动的图象

1．一个质点经过平衡位置O，在AB之间做简谐运动，如图6－5甲所示，它的振动图像如图6－5乙所示。设向右为正方向，则：

图6－5

(1)OB＝______cm；

(2)第0.2s末质点的速度方向是______，加速度大小为______；

(3)第0.4s末质点的加速度方向______；

(4)第0.7s时，质点位置在______点与______点之间；

(5)质点从O运动到B再运动到A所需时间t＝______s；

(6)在4s内完成______次全振动。

2．如图6－6所示，是一质点做简谐运动的位移与时间的关系图象，由图可知，当t＝4s时，质点的( )

图6－6

A ．速度为正的最大值，加速度为零

B ．速度为负的最大值，加速度为零

C ．速度为零，加速度为正的最大值

D ．速度为零，加速度为负的最大值

3．如图6－7所示为一质点做简谐运动的图像，在t 1、t 2时刻位移大小相等，则这个质点( )

图6－7 A ．加速度相同

B ．势能相同

C ．速度相同

D ．回复力相同

4．一弹簧振子作简谐运动，其振动图像如图所示，那么在)2(t T ?-和)2

(t T ?+两个时刻，振子的：①速度相同；②加速度相同；③相对平衡位置的位移相同；④振动的能量相同。以上选项中正确的是( )

A ．①④

B ．②③

C ．③④

D ．①②

5．弹簧振子做简谐振动，从某一位置开始计时(t ＝0)，经过T /4周期，振子具有正方向最大加速度，在图6－8中正确反映振子的振动情况的是( )

图6-8

6．如图6－9所示，一个弹簧振子在A 、B 间作简谐振动，O 是平衡位置。以某时刻作为计时零点(t ＝0)，过1/4周期，振子具有正方向的最大速度。那么图中四个图线中哪个能够正确反映振子的振动情况( )

图6－9

图6－10

7．盛砂漏斗与悬线构成砂摆在竖直平面摆动，其下方有一薄板垂直于摆动平面匀速拉动，可画出振动图像，若砂摆有两种不同摆长，薄板分别以v1、v2两种速度拉动，且v2＝2v1，得到如图6－11(甲)、(乙)所示的两种图像，则其振动周期T1和T2的关系为( )

图6－11

A．T2＝T1B．T2＝2T1C．T2＝4T1D．T2＝T1/4

8．一弹簧振子的振动图象如图6－12所示，已知t2－t1＝t4－t3＝?t，在这两个?t内，关于振子受到的弹簧弹力的冲量与弹力做功的说法正确的是( )

图6－12

A．所受冲量相同，弹力做功相同B．所受冲量相同，弹力做功不同

C．所受冲量不同，弹力做功不同D．所受冲量不同，弹力做功相同

9．一块涂有碳黑的玻璃板质量为2kg，在拉力F作用下由静止开始竖直向上作匀变速直线运动，一个装有振动频率为5Hz的水平振针，在玻璃板上画出了如图6－13所示的曲线，测得OA＝1cm，OB＝4cm，OC＝9cm，则外力F＝______N。

图6－13

第三节机械波

1．下列关于波长的说法正确的是( )

A．在振动过程中对平衡位置的位移总是相等的质点间的距离

B．波峰与波峰间的距离或波谷与波谷间的距离

C．一个周期内振动传播的距离

D．一个正弦波形的曲线长

2．在一列横波的传播方向上，某时刻有两个质点的位移相同，且不等于零，则这两个质点的间距可能( )

A．小于半个波长

B．等于半个波长

C．大于半个波长且小于波长

D．等于波长

3．下列关于波的说法中正确的是( )

A．机械波中各质点振动的频率与波源的振动频率相同

B．在机械波传播的过程中，机械能一定守恒

C．有机械波一定有振动，有振动也一定有机械波

D．声波是纵波

4．如图6－14所示，a、b、c、…、k为弹性介质中相邻间隔都相等的质点，a点先开始向上作简谐运动，振幅为3cm，周期为0.2s。在波的传播方向上，后一质点比前一质点迟0.05s开始振动，a开始振动后0.6s时，x轴上距a点2.4m的某质点第一次开始振动，那么这列波的传播速度和0.6s内质点k通过的路程分别为( )

图6－14

A．4m/s，6cm B．4m/s，12cm C．4m/s，48cm D．12m/s，6cm

5．在波的传播直线上有两个介质质点A、B，它们相距60cm，当A质点在平衡位置处向上振动时，B质点处于波谷位置．若波速的大小为24m/s，则波的频率可能值是( ) A．30Hz B．410Hz C．400Hz D．490Hz

6．一根张紧的水平弹性长绳的a、b两点相距14.0m，b点在a点的右方，当一列简谐波沿此长绳向右传播时，若a点的位移达到正极大时，b点的位移恰为零，且向下运动。经过1.00s后，a点的位移为零，且向下运动，而b点的位移恰达到负极大。则这简谐波的波速可能等于( )

A．4.67m/s B．6m/s C．10m/s D．14m/s

7．已知地震波的纵波波速为v1＝5km/s，横波波速为v2＝3km/s，震中到某地纵波比横波早到达，时间差 t＝20s，则该地距震中的距离为______km。

8．石块落入水中，激起水波使浮在湖面上的小木块在4s内振动了8次，当小木块刚开始第7次振动时，与小木块相距20m的树叶恰好开始振动，由此可知，水波的波长为____ __m，波速的大小为______m/s。

9．一列横波沿一直线传播，某一时刻直线上相距为d，的A、B两质点均处在平衡位置，且A、B之间仅有一个波峰。若经过时间t质点B第一次到达波峰位置，则这列波可能的波速值多大?

第四节波的图象

1．下列关于波的图象和振动图象说法正确的是( )

A．波的图象表示某一时刻某质点的位移

B．振动图象表示某一质点在各个时刻的位移

C．波的图象表示各个时刻各个质点的位移

D．振动图象表示某一质点在某一时刻的位移

2．如图6－15所示分别为一列横波在某一时刻的图象和在x＝6m处的质点从该时刻开始计时的振动图象，则这列波( )

图6－15

A．沿x轴的正方向传播B．沿x轴的负方向传播

C．波速为100m/s D．波速为2.5m/s

3．图6－16所示为一列沿x轴正方向传播、频率为50Hz的简谐横波在t＝0时刻的波形，此时P点恰好开始振动。已知波源的平衡位置在O点，P、Q两质点平衡位置坐标分别为P(12，0)、Q(56，0)，则( )

图6－16

A．波源刚开始振动时的运动方向沿＋y方向

B．这列波的波速为600m/s

C．当t＝0.11s时，Q点刚开始振动

D．Q点刚开始振动时，P点恰位于波谷

4．一列波沿绳子传播时、绳上有相距3m的P点和Q点，它们的振动图线如图6－17所示。其中实线为P点的图线，虚线为Q点的图线，则该列波的波长和波速的可能值为( )

图6－17

A．6m，30m/s B．6m，12m/s

C．2m，12m/s D．2m，10m/s

5．如图6－18所示为一列向某方向传播的简谐横波在某时刻的波形图，在波的传播方向上有一质点P在该时刻的振动方向如图．由图可知( )

图6－18

A．波向右传播B．波向左传播

C．P点在该时刻前1/4周期时和后3/4周期时运动情况相同

D．P点在该时刻前1/4周期时和后1/4周期时运动情况相反

6．一列横波以10m/s的波速沿水平方向向右传播，某时刻的波形图如图6－19中的实线所示，经过时间?t后波形如图中虚线所示，由此可知?t的可能值是( )

图6－19

A．0.3s B．0.5s

C．0.6s D．0.7s

7．机械横波在某时刻的波形图如图6－20实线所示，已知波的传播速度大小为1m/s。经过一段?t后，波形变成图中虚线所示，则?t的可能值为( )

图6－20

A．1s B．3s

C．5s D．7s

8．一列横波沿x轴的负向传播，波速为6m/s，当位于x1＝3cm的A质点恰好在平衡位置向上振动时，位于x2＝6cm的B质点正处于x轴下方最大位移处，求此波的波长表达式及最小频率值。

9．如图6－21是一列向右传播的横波，波速为0.4m/s，M点的横坐标x＝10m，图示时刻波传到N点，现从图示时刻开始计时，问：

图6－21

(1)经过多长时间，M点第二次到达波谷?

(2)这段时间里，N点经过的路程为多少?

11．绳上有一列正弦横波沿x轴传播，如图6－23所示。a、b是绳子上的两点，它们在x轴方向上的距离小于一个波长，当a点运动到最低点时，b点恰好经过平衡位置向上运动，试在a、b之间画出两个波形分别表示：

图6－23

(1)沿x轴正方向传播的波；

(2)沿x轴负方向传播的波。

第五节波的干涉、衍射、多普勒效应

1．一列声波从空气传入水中，已知水中声速较大，则( )

A．声波频率不变，波长变小B．声波频率不变，波长变大

C．声波频率变小，波长变大D．声波频率变大，波长不变

2．障碍物的大小为10cm，则下列各种波长中的波能出现最明显的衍射现象的波长是( )

A．5cm B．10cm C．15cm D．20cm

3．关于波的干涉现象，下列说法中正确的是( )

A．在振动削弱的区域，质点不发生振动

B．在振动削弱的区域，各质点都处于波谷

C．在振动加强的区域，各质点都处于波峰

D．在振动加强的区域，有时质点的位移也等于零

4．两列波叠加，在空间出现稳定的干涉图样，下列说法中正确的是( )

A．振动加强的区域内各质点都在波峰上

B．振动加强区域内各质点都有位移为零的时刻

C．振动加强是指合振动的振幅变大，振动质点的能量变大

D．振动加强和减弱区域的质点随波前进

5．如图6－25所示是波遇到小孔或障碍物后的图像，图中每两条实线间的距离表示一个波长，其中正确的图像是( )

图6－25

6．两列振幅、波长相同的简谐横波，以相同的速率沿相反方向在同一介质中传播，图6－26所示为某一时刻的波形图，其中实线为向右传播的波。虚线为向左传播的波，a、b、c、d、e为五个等距离的质点，两列波传播的过程中，下列说法中正确的是( )

图6－26

A．质点a、b、c、d、e始终静止不动

B．质点b、d始终静止不动

C．质点a、c、e始终静止不动

D．质点a、c、e以振幅2A作简谐运动

7．如图6－27所示为两列相向传播的振幅、波长都相同的简谐横波(脉冲波)，当它们相遇后，下列图像中可能存在的是( )

图6－27

机械振动和机械波单元练习

一、选择题

1．弹簧振子沿直线做简谐运动。当振子连续两次经过平衡位置时，振子的( ) A．加速度相同，动能相同B．动能相同，动量相同

C．加速度相同，速度相同D．动量相同，速度相同

2．一弹簧振子沿x轴做简谐运动，在振动中某一时刻可能出现( )

A．位移、速度为正值、加速度为负值B．位移为负值，速度、加速度为正值C．位移和加速度均为正值，速度为负值D．位移、速度、加速度均为正值

3．如图6－28所示，一个弹簧振子沿光滑的杆在水平方向做简谐运动，振子的质量为0.2kg，当它运动到平衡位置左侧2cm时，受到的回复力为4.0N。当它运动到平衡位置右侧4cm时，它的加速度大小和方向为( )

图6－28

A．20m/s2，方向向右B．20m/s2，方向向左

C．40m/s2，方向向右D．40m/s2，方向向左

4．如图6－29所示为一列沿x负方向传播的简谐横波在某时刻的波形图，已知该波的周期为0.5s，则( )

图6－29

A．从该时刻起1s内波传播的距离为1.6m

B．从该时刻起1s末P点速度方向沿y轴正方向

C．从该时刻起0.625s内P点经历两次波峰

D．从该时刻起0.625s末P点的位移为－5cm

5．如图6－30所示是一列简谐横波在t＝0时刻的波形图，已知这列波沿x轴正方向传播，P是离原点为2m的一个质点，波速为20m/s，则在t＝0.17s时刻，质点P( )

图6－30

(1)速度和加速度都沿－y方向

(2)速度沿＋y方向，加速度沿－y方向

(3)速度和加速度均在增大

(4)速度正在增大，加速度正在减小

A．只有(1) B．只有(4)C．(1)和(4)D．(2)和(3)

6．正在运转的机器，当其飞轮转得很快时，机器的振动并不强烈，切断电源，飞轮转动逐渐慢下来，到某一时刻t，机器反而会发生强烈的震动。此后飞轮转速继续变慢，机器的振动也会随之减弱，这种现象说明( )

A．在时刻t飞轮的惯性最大

B．在时刻t飞轮的转动频率最大

C．在时刻t飞轮的转动频率与机身的固有频率相等发生共振

D．纯属偶然现象，没有规律

7．在均匀介质中，各质点的平衡位置在同一直线上，相邻两质点间的距离均为s，如图6－31甲所示，振动从质点1开始向右传播，经过时间t，第13个质点刚开始振动，形成如图6－31乙所示的波形，关于这列波，下列说法正确的是( )

图6－31

A．这列波的周期T＝(3/2)t

B．这列波的传播速度v＝8s/t

C．质点9刚开始振动时速度方向竖直向下

D．图示时刻质点9振动的速度方向竖直向下

8．如图6－32所示，沿波的传播方向上有间距均为1m的六个质点a、b、c、d、e、f，均静止在各自的平衡位置。一列横波以1m/s的速度水平向右传播，t＝0时到达质点a，质点a开始由平衡位置向上运动。t＝1s时，质点a第一次到达最高点，则在4s＜t＜5s这段时间内( )

图6－32

A．质点c的加速度逐渐增大B．质点a的速度逐渐增大

C．质点d向下运动D．质点f保持静止

9．卡车在水平道路上行驶，货物随车厢底板上下振动而不脱离地板。设货物的振动为简谐运动，以向上的位移为正，其振动图象如图6－33所示，在图象上取a、b、c、d四点，则下列说法中正确的是( )

图6－33

A．a点对应的时刻货物对车厢底板的压力最小

B．b点对应的时刻货物对车厢底板的压力最大

C．c点对应的时刻货物对车厢底板的压力最大

D．d点对应的时刻货物对车厢底板的压力等于货物的重力

10．一列沿x轴正方向传播的横波在某时刻的波形图如图6－34甲所示，a、b、c、d

为介质中沿波的传播方向上四个质点的平衡位置，若从该时刻开始计时，则图乙中是下面哪个质点在经过1.5个周期后的振动图象( )

图6－34

A．a处质点B．b处质点

C．c处质点D．d处质点沿x轴负方向，5m/s。

11．有一摆长为L的单摆，悬点正下方某处有一小钉，当摆球经过平衡位置向左摆动时摆线的上部将被挡住，使摆长发生变化，先使摆球做小幅度摆动，摆动中摆角始终小于5°，图6－35所示为摆球从右边最高点M摆至左边最高点N的闪光照片(悬点和小钉未被摄入)，P为摆动中的最低点，每相邻两次闪光的时间间隔相等。小钉距悬点的距离为( )

图6－35

A．L/4 B．L/2

C．3L/4D．条件不足，无法判断

12．如图6－36所示，波源s1在绳的左端发出频率为f1、振幅为A1的半个波形a，同时另一个波源s2在绳的右端发出频率为f2、振幅为A2的半个波形b，(f1＜f2)，P为两个波源连线的中点。已知机械波在介质中的传播速度由介质本身的性质决定。下列说法中正确的是( )

图6－36

A．两列波将同时到达P点

B．两列波在P点叠加时P点的位移最大可达A1＋A2

C．a的波峰到达s2时，b的波峰还没有到达s1

D．两列波相遇时，绳上位移可达A1＋A2的点只有一个，此点在P点的左侧

13．一列简谐波沿x轴正方向传播，在t＝0时刻的波形如图6－37所示，已知这列波在x＝1m的质点依次出现两个波峰的时间间隔为0.4s，则( )

图6－37

A．这列波的周期为0.8s

B．这列波的波速为10m/s

C．x＝9m处的质点要再经过0.7s，才能第一次到达波峰处

D．x＝9m处的质点到达波峰时，x＝1m处的质点也恰好到达波峰处

二．填空题

14．两个音叉，当a音叉振动50次时，音叉b振动60次。两个音叉发出的声波在空气中传播，它们的波速之比是______，波长之比是______．

15．某一行星的质量是地球质量的1/2倍，行星半径是地球半径的2倍，那么置于该行星表面的一个单摆与置于地球表面的相同摆长的单摆周期之比应为______．16．如图6－38所示，质点做简谐运动，先后以同样的速度通过相距为6cm的a、b两点，历时1s，过b点后再经过1s，质点又以相反方向、相同速率再次通过b点，则该质点振动的振幅A＝______，周期T＝______。

图6－38

17．如图6－39所示，一列简谐横波沿x轴传播，t1＝0和t2＝0.5s这两个时刻的波形图分别为图中实线和虚线所示，已知2T＜t2－t1＜3T，T为介质中质点的振动周期，则这列波的传播速度的大小可能是________________________________________。

图6－39

18．如图6－40所示，大木块质量为M，小木块质量为m，它们之间的最大静摩擦力为f，在劲度系数为k的轻弹簧作用下沿光滑水平地面做简谐运动．为使大木块和小木块在振动过程中不发生相对滑动，那么它们的振幅不应大于______。

图6－40

19．一列简谐横波在t＝0时刻的波形如图6－41所示，此时刻介质质点P的速度为v。P点下一次的速度仍为v的时刻为t＝0.2s；当t＝0.4s时，P点的速度与t＝0时刻的速度大小相等但方向相反。则这列波的传播方向为______，波速为______m/s。

图6－41

20．如图6－42所示，有四列简谐波同时沿x轴正方向传播，波速分别为v、2v、3v和4v，a、b是x轴上所给定的两点，且ab＝L，在t时刻a、b两点间四列波的波形分别如图所示，则由该时刻起a点出现波峰的先后顺序依次是图______；频率由高到低的先后顺序依次是______。

图6－42

21．如图6－43所示的实线和虚线分别表示同一个单摆在A、B两个大小相同的星球表面上的振动图象，其中实线是A星球上的，虚线是B星球上的，则两个星球的平均密度之比是ρ A：ρ B＝______。

图6－43

22．在一简谐横波的传播方向上有相距L(m)的两质点a、b，当质点a在正方向的最大位移处时，质点b刚好通过平衡位置向负位移方向运动，则此列波的波长的可能值是______。

*23．一倾角α ＜2°的斜劈固定在水平地面，高为h，如图6－44所示。光滑小球从斜劈的顶点A由静止开始下滑，到达底端B所用时间为t1。如果过A、B两点将斜劈剜成一个光滑圆弧面，使圆弧面在B点恰与底面相切，该小球从A由静止开始下滑到B所用的时间为t2。则t1∶t2＝______。

图6－44

三、论述计算题

24．一列横波波速v＝50m/s，在某一时刻波形如图6－45中实线所示，这时质点a的速度方向沿y轴正方向。这列波经时间?t(?t＜0.5s)后传播到图示虚线位置。求：

(1)这列波的波长、周期和频率；

(2)波从实线位置传播到虚线位置，所用时间?t的准确值。

图6－45

25．有人利用安装在气球载人舱内的单摆来确定气球的高度。已知该单摆在海平面处的周期是T 0。当气球停在某一高度时，测得该单摆周期为T 。求该气球此时离海平面的高度h 。把地球看作质量均匀分布的半径为R 的球体。

26．一根张紧的水平弹性长绳上有a 、b 两点，相距14m ，b 点在a 点的右方。当一列简谐横波沿此绳向右传播时，若a 点的位移达到正极大时，b 点的位移恰为零，且向下运动。经过1.00s 后，a 点的位移为零，且向下运动，而b 的位移恰好达到负极大。试求这列简谐横波的波速。

参考答案

第六章 机械振动和机械波课后练习

第一节 简谐运动

1．BC 2．BCD 3．D 4．B 5．B 6．BD 7．BD 8．5∶2，5∶2，1∶1 9．1∶1 10．25 11．(1)减小电压 (2)减小筛子质量

第二节 简谐运动的图象

1．(1)5 (2)－x 方向，0 (3)x 正方向 (4)O ，B (5)0.6s (6)5 2．D 3．BC 4．A

5．A 6．D 7．A 8．D 9．24

第三节 机械波

1．C 2．ACD 3．AD 4．A 5．ABD 6．AC 7．150 8．10/3,20/3 9．,23,4,2t d t d t d t

d t d 6,43 第四节 波的图象

1．B 2．BC 3．C 4．A 5．BCD 6．B 7．AC 8．)3210(75

1003 、、、=+n m n ，150Hz 9．(1)29s ，(2)145cm

10．(1)沿x 轴正方向传播的波： (2)沿x 轴负方向传播的波：

图 图

第五节 波的干涉、衍射、多普勒效应

1．B 2．D 3．D 4．BC 5．B 6．BD 7．BD

机械振动和机械波 单元练习

1．A 2．AB 3．D 4．AD 5．C 6．C 7．C 8．ACD 9．ACD 10．A 11．C

12．AD 13．BCD 14．1∶1；6∶5 15．22∶1 16．cm;234s 17．0.36m/s ；0.44m/s

18．km

f M m )(+ 19．向左；5m/s 20．B 、D 、C 、A ；D 、B 、C 、A 21．4∶1 22．若

波从a 传到b ，则,3

44+=n L λ(n ＝0，1，2，3……)；若波从b 传到a ，则,144+=n L λ(n ＝0，1，2，3……) *23．4∶π 24．10m ，0.2s ，5Hz ；0.15s 或0.35s 25．R T T h )1(0

-= 26.v =

m/s,34)14(14++m n (n ＝0，1，2，3……；m ＝0，1，2，3……)

高中物理选修-4知识点机械振动与机械波解析

机械振动与机械波 简谐振动 一、学习目标 1.了解什么是机械振动、简谐运动 2.正确理解简谐运动图象的物理含义，知道简谐运动的图象是一条正弦或余弦曲线。 二、知识点说明 1.弹簧振子(简谐振子)： (1)平衡位置：小球偏离原来静止的位置； (2)弹簧振子：小球在平衡位置附近的往复运动，是一种机械 运动，这样的系统叫做弹簧振子。 (3)特点：一个不考虑摩擦阻力，不考虑弹簧的质量，不考虑振子的大小和形状的理想化的物理模型。 2.弹簧振子的位移—时间图像 弹簧振子的s—t图像是一条正弦曲线，如图所示。 3.简谐运动及其图像。 (1)简谐运动：如果质点的位移与时间的关系遵从正弦函数的规律，即它的振动图像(x-t图像)是一条正弦曲线，这样的振动叫做简谐运动。 (2)应用：心电图仪、地震仪中绘制地震曲线装置等。 三、典型例题

例1：简谐运动属于下列哪种运动( ) A．匀速运动 B．匀变速运动 C．非匀变速运动 D．机械振动 解析：以弹簧振子为例，振子是在平衡位置附近做往复运动，并且平衡位置处合力为零，加速度为零，速度最大．从平衡位置向最大位移处运动的过程中，由F＝－kx可知，振子的受力是变化的，因此加速度也是变化的。故A、B错，C正确。简谐运动是最简单的、最基本的机械振动，D正确。 答案：CD 简谐运动的描述 一、学习目标 1．知道简谐运动的振幅、周期和频率的含义。 2．知道振动物体的固有周期和固有频率，并正确理解与振幅无关。 二、知识点说明 1.描述简谐振动的物理量，如图所示： (1)振幅：振动物体离开平衡位置的最大距离，。 (2)全振动：振子向右通过O点时开始计时，运动到A，然后向左回到O，又继续向左达到，之后又回到O，这样一个完整的振动过程称为一次全振动。 (3)周期：做简谐运动的物体完成一次全振动所需要的时间，符号T表示，单位是秒(s)。 (4)频率：单位时间内完成全振动的次数，符号用f表示，且有，单位是赫兹(Hz)，。 (5)周期和频率都是表示物体振动快慢的物理量，周期越小，频率越大，振动越快。 (6)相位：用来描述周期性运动在各个时刻所处的不同状态。 2.简谐运动的表达式：。

完整版机械振动和机械波测试题

简谐运动，关于振子下列说法正确的是（ A. 在a 点时加速度最大，速度最大 B ?在0点时速度最大，位移最大 C ?在b 点时位移最大，回复力最大 D.在b 点时回复力最大，速度最大 5. 一质点在水平方向上做简谐运动。如图，是该质点在0 的振动图象，下列叙述中正确的是（ ） A. 再过1s ，该质点的位移为正的最大值 B ?再过2s ，该质点的瞬时速度为零 C. 再过3s ，该质点的加速度方向竖直向上 D. 再过4s ，该质点加速度最大 6. 一质点做简谐运动时，其振动图象如图。由图可知，在 时刻，质点运动的（ ） A.位移相同 B .回复力大小相同 C.速度相同 D .加速度相同 7. 一质点做简谐运动，其离开平衡位置的位移 与时间 如图所示，由图可知（ ） A.质点振动的频率为4 Hz B .质点振动的振幅为2cm C. 在t=3s 时刻，质点的速率最大 D. 在t=4s 时刻，质点所受的合力为零 8. 如图所示，为一列沿x 轴正方向传播的机械波在某一时刻的图像, 这列波的振幅A 、波长入和x=l 米处质点的速度方向分别为：（ 高二物理选修3-4《机械振动、机械波》试题 一、选择题 1. 关于机械振动和机械波下列叙述正确的是：（ ） A .有机械振动必有机械波 B .有机械波必有机械振动 C .在波的传播中，振动质点并不随波的传播发生迁移 D .在波的传播中，如振源停止振动，波的传播并不会立即停止 2. 关于单摆下面说法正确的是（ ） A. 摆球运动的回复力总是由摆线的拉力和重力的合力提供的 B. 摆球运动过程中经过同一点的速度是不变的 C. 摆球运动过程中加速度方向始终指向平衡位置 D. 摆球经过平衡位置时加速度不为零 3. 两个质量相同的弹簧振子，甲的固有频率是 3f .乙的固有频率是4f ,若它们 均在频率为5f 的驱动力作用下做受迫振动.则（ ） A 、振子甲的振幅较大，振动频率为3f B 、振子乙的振幅较大.振动频率为4f C 、振子甲的振幅较大，振动频率为5f D 、振子乙的振幅较大.振动频率为5f 班级: 姓名: 成绩: 4. 如图所示，水平方向上有一弹簧振子, 0点是其平衡位置，振子在a 和b 之间做 t 的关系 )

大学物理机械波习题及答案解析

一、选择题： 1．3147：一平面简谐波沿Ox 正方向传播，波动表达式为 (SI)，该波在t = 0.5 s 时刻的波形图是 ［ B ］ 2．3407：横波以波速u 沿x 轴负方向传播。t 时刻波形曲线如图。则该时刻 (A) A 点振动速度大于零 (B) B 点静止不动 (C) C 点向下运动 (D) D 点振动速度小于零 ［ ］ 3．3411：若一平面简谐波的表达式为 ，式中A 、B 、C 为正值常量，则： (A) 波速为C (B) 周期为1/B (C) 波长为 2π /C (D) 角频率为2π /B ［ ］ 4．3413：下列函数f (x 。 t )可表示弹性介质中的一维波动，式中A 、a 和b 是正的常量。其中哪个函数表示沿x 轴负向传播的行波？ (A) (B) (C) (D) ［ ］ 5．3479：在简谐波传播过程中，沿传播方向相距为（λ 为波长）的两点的振 动速度必定 ] 2)42(2cos[10.0π +-π=x t y ) cos(Cx Bt A y -=)cos(),(bt ax A t x f +=)cos(),(bt ax A t x f -=bt ax A t x f cos cos ),(?=bt ax A t x f sin sin ),(?=λ 21 x u A y B C D O x (m) O 2 0.1 0 y (m) ( A ) x (m) O 2 0.1 0 y (m) ( B ) x (m) O 2 - 0.1 0 y (m) ( C ) x (m) O 2 y (m) ( D ) - 0.1 0

(A) 大小相同，而方向相反 (B) 大小和方向均相同 (C) 大小不同，方向相同 (D) 大小不同，而方向相反 ［ ］ 6．3483：一简谐横波沿Ox 轴传播。若Ox 轴上P 1和P 2两点相距λ /8（其中λ 为该波的波长），则在波的传播过程中，这两点振动速度的 (A) 方向总是相同 (B) 方向总是相反 (C) 方向有时相同，有时相反 (D) 大小总是不相等 ［ ］ 7．3841：把一根十分长的绳子拉成水平，用手握其一端。维持拉力恒定，使绳端在垂直于绳子的方向上作简谐振动，则 (A) 振动频率越高，波长越长 (B) 振动频率越低，波长越长 (C) 振动频率越高，波速越大 (D) 振动频率越低，波速越大 ［ ］ 8．3847：图为沿x 轴负方向传播的平面简谐波在t = 0时刻的波形。若波的表达式以余弦函数表示，则O 点处质点振动的初相为： (A) 0 (B) (C) (D) ［ ］ 9．5193：一横波沿x 轴负方向传播，若t 时刻波形曲线如图所示，则在t + T /4时刻x 轴上的1、2、3三点的振动位移分别是： (A) A ，0，-A (B) -A ，0，A (C) 0，A ，0 (D) 0，-A ，0. ［ ］ 10．5513：频率为 100 Hz ，传播速度为300 m/s 的平面简谐波，波线上距离小 于波长的两点振动的相位差为，则此两点相距 (A) 2.86 m (B) 2.19 m (C) 0.5 m (D) 0.25 m ［ ］ 11．3068：已知一平面简谐波的表达式为 （a 、b 为正值常量），则 (A) 波的频率为a (B) 波的传播速度为 b/a (C) 波长为 π / b (D) 波的周期为2π / a ［ ］ 12．3071：一平面简谐波以速度u 沿x 轴正方向传播，在t = t ＇时波形曲线如图所示。则坐标原点O 的振动方程为 (A) (B) π21ππ 23π 31)cos(bx at A y -=]2)(cos[π+'-=t t b u a y ] 2)(2cos[π -'-π=t t b u a y x u a b y O 5193图 x y O u 3847图

机械振动与机械波答案复习进程

衡水学院 理工科专业《大学物理 B 》机械振动 机械波 习题解答 命题教师：杜晶晶 试题审核人：杜鹏 一、 填空题(每空2分) 1、 一质点在x 轴上作简谐振动，振幅 A = 4cm ,周期T = 2s ,其平衡位置取坐标原点。若 t = 0时质点第一次通过 x =— 2cm 处且向 2 x 轴负方向运动，则质点第二次通过 x =— 2cm 处的时刻为一 S 。 3 2、 一质点沿x 轴作简谐振动，振动范围的中心点为 x 轴的原点，已知周期为 T ,振幅为A 。 (a )若t=0时质点过x=0处且朝x 轴正方向运动，则振动方程为 x Acos(2 t/T /2)。 (b )若t=0时质点过x=A/2处且朝x 轴负方向运动，则振动方程为 x Acos(2 t/T /3)。 3、 频率为100Hz ,传播速度为300m/s 的平面简谐波，波线上两点振动的相位差为 n /3则此两点相距 0.5 m 。。 4、 一横波的波动方程是 y 0.02sin2 (100t 0.4x)(SI)，则振幅是 0.02m ，波长是 2.5m ，频率是 100 Hz 。 5、产生机械波的条件是有 波源 ___________ 和 _____________ 。 二、 单项选择题(每小题2分) (C ) 1、一质点作简谐振动的周期是 T,当由平衡位置向x 轴正方向运动时，从1/2最大位移处运动到最大位移处的这段路程所需的时间 为( ) (A ) T/12 (B ) T/8 (C ) T/6 (D ) T/4 (B ) 2、两个同周期简谐振动曲线如图 1所示，振动曲线 1的相位比振动曲线 2的相位( ) (A )落后 (B )超前 (C )落后 2 2 (D )超前 (C ) 3、机械波的表达式是 y 0.05cos(6 t 0.06 x)，式中y 和x 的单位是m , t 的单位是

(完整word版)机械振动和机械波知识点复习及练习

机械振动和机械波 一 机械振动知识要点 1． 机械振动：物体（质点）在平衡位置附近所作的往复运动叫机械振动，简称振动 条件：a 、物体离开平衡位置后要受到回复力作用。b 、阻力足够小。 ? 回复力：效果力——在振动方向上的合力 ? 平衡位置：物体静止时，受（合）力为零的位置： 运动过程中，回复力为零的位置（非平衡状态） ? 描述振动的物理量 位移x （m ）——均以平衡位置为起点指向末位置 振幅A （m ）——振动物体离开平衡位置的最大距离（描述振动强弱） 周期T （s ）——完成一次全振动所用时间叫做周期（描述振动快慢） 全振动——物体先后两次运动状态（位移和速度）完全相同所经历的过程 频率f （Hz ）——1s 钟内完成全振动的次数叫做频率（描述振动快慢） 2． 简谐运动 ? 概念：回复力与位移大小成正比且方向相反的振动 ? 受力特征：kx F -= 运动性质为变加速运动 ? 从力和能量的角度分析x 、F 、a 、v 、E K 、E P 特点：运动过程中存在对称性 平衡位置处：速度最大、动能最大；位移最小、回复力最小、加速度最小 最大位移处：速度最小、动能最小；位移最大、回复力最大、加速度最大 ? v 、E K 同步变化；x 、F 、a 、E P 同步变化，同一位置只有v 可能不同 3． 简谐运动的图象（振动图象） ? 物理意义：反映了1个振动质点在各个时刻的位移随时间变化的规律 可直接读出振幅A ，周期T （频率f ） 可知任意时刻振动质点的位移（或反之） 可知任意时刻质点的振动方向（速度方向） 可知某段时间F 、a 等的变化 4． 简谐运动的表达式：)2sin( φπ +=t T A x 5． 单摆（理想模型）——在摆角很小时为简谐振动 ? 回复力：重力沿切线方向的分力 ? 周期公式：g l T π 2= （T 与A 、m 、θ无关——等时性） ? 测定重力加速度g,g=2 24T L π 等效摆长L=L 线+r 6． 阻尼振动、受迫振动、共振 阻尼振动（减幅振动）——振动中受阻力，能量减少，振幅逐渐减小的振动 受迫振动：物体在外界周期性驱动力作用下的振动叫受迫振动。 特点：驱受f f = ? 共振：物体在受迫振动中，当驱动力的频率跟物体的固有频率相等的时候，受迫振动的振 幅最大，这种现象叫共振 ? 条件：固驱f f =（共振曲线） 【习题演练一】 1 一弹簧振子在一条直线上做简谐运动，第一次先后经过M 、N 两点时速度v （v ≠0）相同，那么，下列说法正确的是（ ） A. 振子在M 、N 两点受回复力相同 B. 振子在M 、N 两点对平衡位置的位移相同 C. 振子在M 、N 两点加速度大小相等 D. 从M 点到N 点，振子先做匀加速运动，后做匀减速运动 2 如图所示，一质点在平衡位置O 点两侧做简谐运动，在它从平衡位置O 出发向最大位移A 处运动过程中经0.15s 第一次通过M 点，再经0.1s 第2次通过M 点。则此后还要经多长时间第3次通过M 点，该质点振动的频率为 3 甲、乙两弹簧振子，振动图象如图所示，则可知（ ） A. 两弹簧振子完全相同 B. 两弹簧振子所受回复力最大值之比F 甲∶F 乙=2∶1

2020年高考回归复习—机械振动和机械波选择综合题十 含答案

高考回归复习—机械振动和机械波选择之综合题十 1．一列沿x轴正方向传播的简谐横波，在t=0时刻波刚好传播到x=6m处的质点A，如图所示，已知波的传播速度为48m/s，下列说法正确的是（） A．波源的起振方向是向上 B．从t=0时刻起再经过0.5s时间质点B第一次出现波峰 C．在t=0时刻起到质点B第一次出现波峰的时间内质点A经过的路程是24cm D．从t=0时刻起再经过0.35s时间质点B开始起振 E.当质点B开始起振时，质点A此时刚好在波谷 2．一列简谐横波在t=ls时的波形图如图所示，a、b、c分别为介质中的三个质点，其平衡位置分别为x a=0.5m、x b=2.0m、x c=3.5m。此时质点b正沿y轴负方向运动，且在t=l.5s时第一次运动到波谷。则下列说法正确的是（） A．该波沿x轴正方向传播 B．该波的传播速度大小为1m/s C．质点a与质点c的速度始终大小相等、方向相反 D．每经过2s，质点a通过的路程都为1.6m E.质点c的振动方程为 π 0.4cos(m) 2 y t 3．一列周期为0.8 s的简谐波在均匀介质中沿x轴传播，该波在某一时刻的波形如图所示；A、B、C是介质中的三个质点，平衡位置分别位于2 m、3 m、6 m 处．此时B质点的速度方向为－y方向，下列说法正确的是( ) A．该波沿x轴正方向传播，波速为10 m/s

B ．A 质点比B 质点晚振动0.1 s C ．B 质点此时的位移为1 cm D ．由图示时刻经0.2 s ，B 质点的运动路程为2 cm E.该列波在传播过程中遇到宽度为d ＝4 m 的障碍物时不会发生明显的衍射现象 4．有一列沿x 轴传播的简谐橫波，从某时刻开始，介质中位置在x =0处的质点a 和在x =6m 处的质点b 的振动图线分别如图1、2所示。则下列说法正确的是（ ） A ．质点a 的振动方程为y =4sin( 4 t +π2 )cm B ．质点a 处在波谷时，质点b 一定处在平衡位置且向y 轴正方向振动 C ．若波的传播速度为0.2m/s ，则这列波沿x 轴正方向传播 D ．若波沿x 轴正方向传播，这列波的最大传播速度为3m/s 5．如图甲，介质中两个质点A 和B 的平衡位置距波源O 的距离分别为1m 和5m ．图乙是波源做简谐运动的振动图像．波源振动形成的机械横波可沿图甲中x 轴传播．已知t ＝5s 时刻，A 质点第一次运动到y 轴负方向最大位移处．下列判断正确的是（ ） A ．A 质点的起振方向向上 B ．该列机械波的波速为0.2m/s C ．该列机械波的波长为2m D ．t ＝11.5s 时刻，B 质点的速度方向沿y 轴正方向 E.若将波源移至x ＝3m 处，则A 、B 两质点同时开始振动，且振动情况完全相同 6．如图a 所示，在某均匀介质中S 1，S 2处有相距L =12m 的两个沿y 方向做简谐运动的点波源S 1，S 2。两波

机械振动与机械波 答案

衡水学院 理工科专业《大学物理B 》机械振动 机械波 习题解答 命题教师：杜晶晶 试题审核人：杜鹏 一、填空题（每空2分） 1、一质点在x 轴上作简谐振动，振幅A ＝4cm ，周期T ＝2s ，其平衡位置取坐标原点。若t ＝0时质点第一次通过x ＝－2cm 处且向x 轴负方向运动，则质点第二次通过x ＝－2cm 处的时刻为23 s 。 2、一质点沿x 轴作简谐振动，振动范围的中心点为x 轴的原点，已知周期为T ，振幅为A 。 （a ）若t=0时质点过x=0处且朝x 轴正方向运动，则振动方程为cos(2//2)x A t T ππ=-。 （b ）若t=0时质点过x=A/2处且朝x 轴负方向运动，则振动方程为cos(2//3)x A t T ππ=+。 3、频率为100Hz ，传播速度为300m/s 的平面简谐波，波线上两点振动的相位差为π/3，则此两点相距 0.5 m 。。 4、一横波的波动方程是))(4.0100(2sin 02.0SI x t y -=π，则振幅是 0.02m ，波长是 2.5m ，频率是 100 Hz 。 5、产生机械波的条件是有 波源 和 连续的介质 。 二、单项选择题（每小题2分） （C ）1、一质点作简谐振动的周期是T ,当由平衡位置向x 轴正方向运动时，从1/2最大位移处运动到最大位移处的这段路程所需的时间 为（ ） （A ）T /12 （B ）T /8 （C ）T /6 （D ） T /4 （ B ）2、两个同周期简谐振动曲线如图1所示，振动曲线1的相位比振动曲线2的相位（ ） 图1 （A ）落后2π （B ）超前2 π （C ）落后π （D ）超前π （ C ）3、机械波的表达式是0.05cos(60.06)y t x ππ=+，式中y 和x 的单位是m ，t 的单位是s ，则（ ） （A ）波长为5m （B ）波速为10m ?s -1 （C ）周期为13s （D ）波沿x 正方向传播 （ D ）4、如图2所示，两列波长为λ的相干波在p 点相遇。波在S 1点的振动初相是1?，点S 1到点p 的距离是r 1。波在S 2点的振动初相是2?，点S 2到点p 的距离是r 2。以k 代表零或正、负整数，则点p 是干涉极大的条件为（ ） （A ）21r r k π-= （B ）212k ??π-= （C ）()21212/2r r k ??πλπ-+-= 图2

机械振动和机械波知识点总结教学教材

机械振动和机械波 一、知识结构 二、重点知识回顾 1机械振动 （一）机械振动 物体（质点）在某一中心位置两侧所做的往复运动就叫做机械振动，物体能够围绕着平衡位置做往复运动，必然受到使它能够回到平衡位置的力即回复力。回复力是以效果命名的力，它可以是一个力或一个力的分力，也可以是几个力的合力。 产生振动的必要条件是：a、物体离开平衡位置后要受到回复力作用。b、阻力足够小。 （二）简谐振动 1. 定义：物体在跟位移成正比，并且总是指向平衡位置的回复力作用下的振动叫简谐振动。简谐振动是最简单，最基本的振动。研究简谐振动物体的位置，常常建立以中心位置（平衡位置）为原点的坐标系，把物体的位移定义为物体偏离开坐标原点的位移。因此简谐振动也可说是物体在跟位移大小成正比，方向跟位移相反的回复力作用下的振动，即F=－k x，其中“－”号表示力方向跟位移方向相反。 2. 简谐振动的条件：物体必须受到大小跟离开平衡位置的位移成正比，方向跟位移方向相反的回复力作用。 3. 简谐振动是一种机械运动，有关机械运动的概念和规律都适用，简谐振动的特点在于它是一种周期性运动，它的位移、回复力、速度、加速度以及动能和势能（重力势能和弹性势能）都随时间做周期性变化。 （三）描述振动的物理量，简谐振动是一种周期性运动，描述系统的整体的振动情况常引入下面几个物理量。

1. 振幅：振幅是振动物体离开平衡位置的最大距离，常用字母“A”表示，它是标量，为正值，振幅是表示振动强弱的物理量，振幅的大小表示了振动系统总机械能的大小，简谐振动在振动过程中，动能和势能相互转化而总机械能守恒。 2. 周期和频率，周期是振子完成一次全振动的时间，频率是一秒钟内振子完成全振动的次数。振动的周期T跟频率f之间是倒数关系，即T=1/f。振动的周期和频率都是描述振动快慢的物理量，简谐振动的周期和频率是由振动物体本身性质决定的，与振幅无关，所以又叫固有周期和固有频率。 （四）单摆：摆角小于5°的单摆是典型的简谐振动。 细线的一端固定在悬点，另一端拴一个小球，忽略线的伸缩和质量，球的直径远小于悬线长度的装置叫单摆。单摆做简谐振动的条件是：最大摆角小于5°，单摆的回复力F是重力在 圆弧切线方向的分力。单摆的周期公式是T=。由公式可知单摆做简谐振动的固有周期与振幅，摆球质量无关，只与L和g有关，其中L是摆长，是悬点到摆球球心的距离。g是单摆所在处的重力加速度，在有加速度的系统中（如悬挂在升降机中的单摆）其g应为等效加速度。 （五）振动图象。 简谐振动的图象是振子振动的位移随时间变化的函数图象。所建坐标系中横轴表示时间，纵轴表示位移。图象是正弦或余弦函数图象，它直观地反映出简谐振动的位移随时间作周期性变化的规律。要把质点的振动过程和振动图象联系起来，从图象可以得到振子在不同时刻或不同位置时位移、速度、加速度，回复力等的变化情况。 （六）机械振动的应用——受迫振动和共振现象的分析 （1）物体在周期性的外力（策动力）作用下的振动叫做受迫振动，受迫振动的频率在振动稳定后总是等于外界策动力的频率，与物体的固有频率无关。 （2）在受迫振动中，策动力的频率与物体的固有频率相等时，振幅最大，这种现象叫共振，声音的共振现象叫做共鸣。 2机械波中的应用问题 1. 理解机械波的形成及其概念。 （1）机械波产生的必要条件是：<1>有振动的波源；<2>有传播振动的媒质。 （2）机械波的特点：后一质点重复前一质点的运动，各质点的周期、频率及起振方向都与波源相同。 （3）机械波运动的特点：机械波是一种运动形式的传播，振动的能量被传递，但参与振动的质点仍在原平衡位置附近振动并没有随波迁移。 （4）描述机械波的物理量关系：v T f ==? λ λ 注：各质点的振动与波源相同，波的频率和周期就是振源的频率和周期，与传播波的介质无关，波速取决于质点被带动的“难易”，由媒质的性质决定。 2. 会用图像法分析机械振动和机械波。 振动图像，例：波的图像，例： 振动图像与波的图像的区别横坐标表示质点的振动时间横坐标表示介质中各质点的平衡位置 表征单个质点振动的位移随时间变 化的规律 表征大量质点在同一时刻相对于平衡位 置的位移 相邻的两个振动状态始终相同的质 点间的距离表示振动质点的振动周 期。例：T s =4 相邻的两个振动始终同向的质点间的距 离表示波长。例：λ=8m

2018机械振动和机械波专题复习

知识点一：振动图像（物理意义、质点振动方向）与波形图（物理意义、传播方向与振动方向），回复力、 位移、速度、加速度等分析 1.悬挂在竖直方向上的弹簧振子 , 周期为2 s,从最低点的位置向上运动时开始计时,它的振动图像如图所示,由图可知?( ) = s时振子的加速度为正,速度为正 = s时振子的加速度为负,速度为负 = s时振子的速度为零,加速度为负的最大值 = s时振子的速度为零,加速度为负的最大值 2.如图甲所示,一弹簧振子在A、B间做简谐运动,O为平衡位置,如图乙是振子做简谐运动时的位移-时间图像,则 关于振子的加速度随时间的变化规律,下列四个图像(选项)中正确的是?( ) 3.如图甲所示，水平的光滑杆上有一弹簧振子，振子以O点为平衡位置，在a、 b两点之间做简谐运动，其振动图象如图乙所示。由振动图象可以得知 A．振子的振动周期等于t1 B．在t=0时刻，振子的位置在a点 C．在t=t1时刻，振子的速度为零 D．从t1到t2，振子正从O点向b点运动 4．一简谐机械波沿x轴正方向传播，周期为T，波长为λ。若在x=0处质点的 振动图像如右图所示，则该波在t=T/2时刻的波形曲线为（） 5.一列横波沿x轴正向传播，a、b、c、d为介质中沿波传播方向上四个质点的平衡位置。某时刻的波形如图1所示，此后，若经过3/4周期开始计时，则图2描述的是 处质点的振动图象处质点的振动图象 处质点的振动图象处质点的振动图象 A y t O T/2T A y x Oλ/2λ A y x Oλ/2λ A y x Oλ/2λ A y x Oλ/2λ

6．如图所示，甲图为一列简谐横波在t=时刻的波动图象，乙图为这列波上质点P 的振动图象，则该波 A ．沿x 轴负方传播，波速为0.8m/s B ．沿x 轴正方传播，波速为0.8m/s C ．沿x 轴负方传播，波速为5m/s D ．沿x 轴正方传播，波速为5m/s 7.如图所示是一列沿x 轴传播的简谐横波在某时刻的波形图。已知a 质点的运动状态总是滞后于b 质点，质点b 和质点c 之间的距离是5cm 。下列说法中正确的是 A ．此列波沿x 轴正方向传播 B ．此列波的频率为2Hz C ．此列波的波长为10cm D ．此列波的传播速度为5cm/s 8.一列向右传播的简谐横波在某一时刻的波形如图所示，该时刻，两个质量相同的质点P 、Q 到平衡位置的距离相等。关于P 、Q 两个质点，以下说法正确的是（ ） A ．P 较Q 先回到平衡位置 B ．再经 4 1 周期，两个质点到平衡位置的距离相等 C ．两个质点在任意时刻的动量相同 D ．两个质点在任意时刻的加速度相同 9．在介质中有一沿水平方向传播的简谐横波。一质点由平衡位置竖直向上运动，经 s 到达最大位移处．在这段 时间内波传播了0.5 m 。则这列波（ ） A ．周期是 s B ．波长是 m C ．波速是2 m/s D ．经 s 传播了8 m 10.如图所示，两列简谐横波分别沿x 轴正方向和负方向传播，两波源分别位于x=和x=处，两列波的速度大小均为v=0.4m/s ，两波源的振幅均为A=2cm 。图示为t=0时刻两列波的图象（传播方向如图所示），该时刻平衡位置位于x=0.2m 和x=0.8m 的P 、Q 两质点刚开始振动，质点M 的平衡位置处于x=0.5m 处。关于各质点运动情况的判断正确的是（ ） A. t=0时刻质点P 、Q 均沿y 轴正方向运动 B. t=1s 时刻，质点M 的位移为－4cm C. t=1s 时刻，质点M 的位移为＋4cm D. t=时刻，质点P 、Q 都运动到x= a b c O y /m x /cm x /10-1 m y /cm 0 -2 2 4 6 8 10 12 v 2 -2 v P Q M x /m y /m P t /s y /m

机械振动与机械波相结合的综合应用(教案)

机械振动与机械波相结合的综合应用 【教学目标】 1、通过对比简谐运动与简谐波，掌握简谐运动与简谐波的特征及描述方法。 2、知道简谐运动与简谐波相结合的综合题的题型，掌握解决此类问题的基本方法。【教学过程】 一、核心知识 1、研究对象：简谐运动、简谐波 2、简谐运动与简谐波的对比 学生活动：学生先讨论课前独立填写的学案中的下表中红色内容（2分钟），然后 学生活动：①学生先小组讨论学案上按要求完成的内容（每一类问题2分钟），然后展示要难点问题，提请全班讨论解决。②第三类题型讨论完后，总结合归纳解题基本方法。 老师活动：①老师对重点突破共同难点问题，突破方法是通过提前预设的PPT进行分析。②对学生归纳的解题方法进行提炼和深化。③强调解题规范。 1、已知波的传播和波上质点振动的部分信息，分析问题 【例1】（2016年全国Ⅲ卷，34（1））（5分）由波源S形成的简谐横波在均匀介质中向左、右传播。波源振动的频率为20 Hz，波速为16 m/s。已知介质中P、Q两质点位于波源S的两侧，且P、Q和S的平衡位置在一条直线上，P、Q的平衡位置到S的平衡位置之间的距离分别为m、m，P、Q开始震动后，下列判断

正确的是_____。（填正确答案标号。选对1个得2分，选对2个得4分，选对3个得5分。每选错1个扣3分，最低得分为0分） A ．P 、Q 两质点运动的方向始终相同 B ．P 、Q 两质点运动的方向始终相反 C ．当S 恰好通过平衡位置时，P 、Q 两点也正好通过平衡位置 、 D ．当S 恰好通过平衡位置向上运动时，P 在波峰 E ．当S 恰好通过平衡位置向下运动时，Q 在波峰 【答案】BDE 【考点】波的图像，波长、频率和波速的关系 【解析】根据题意信息可得1s 0.05s 20 T ==，16m/s v =，故波长为0.8m vT λ==，找P 点关于S 点的对称点P '，根据对称性可知P '和P 的振动情况完全相同，P '、 Q 两点相距15.814.630.80.82x λλ???=-= ??? ，为半波长的整数倍，所以两点为反相点，故P '、Q 两点振动方向始终相反，即P 、Q 两点振动方向始终相反，A 错误B 正确； P 点距离S 点3194 x λ=，当S 恰好通过平衡位置向上振动时，P 点在波峰，同理Q 点距离S 点1184 x λ'=,当S 恰好通过平衡位置向下振动时，Q 点在波峰，DE 正确。 巩固练习：（2016年全国Ⅱ卷，34（2）））（10分）一列简谐横波在介质中沿x 轴正向传播，波长不小于10cm ．O 和A 是介质中平衡位置分别位于x =0和x=5cm 处的两个质点．t=0时开始观测，此时质点O 的位移为y =4cm ，质点A 处于波峰位置；1 s 3 t =时，质点O 第一次回到平衡位置，t=1s 时，质点A 第一次回到平衡位置．求: （ⅰ）简谐波的周期、波速和波长；（ⅱ）质点O 的位移随时间变化的关系式． 【答案】（i ）T =4s ，v =s ，λ=30cm （ii ）50.08sin(t )26y ππ=+或者10.08cos(t )23 y ππ=+ 【解析】（i ）t =0s 时，A 处质点位于波峰位置 t =1s 时，A 处质点第一次回到平衡位置可知 1s 4 T =，T =4s … 1s 3 t =时，O 第一次到平衡位置，t =1s 时，A 第一次到平衡位置 可知波从O 传到A 用时2s 3 ，传播距离x =5cm 故波速7.5cm /s x v t ==，波长λ=vT =30cm （ⅱ）设0sin(t )y A ω?=+，可知2rad/s 2T ππω== 又由t =0s 时，y =4cm ；1s 3t =，y =0，代入得A =8cm ，再结合题意得056 ?π= 故50.08sin(t )26y ππ=+或者10.08cos(t )23 y ππ=+ 2、已知两个时刻的波形图和部分信息，分析问题

大学物理机械波知识点总结

大学物理机械波知识点总结 【篇一：大学物理机械波知识点总结】 高考物理机械波知识点整理归纳 机械振动在介质中的传播称为机械波(mechanical wave)。机械波和电磁波既有相似之处又有不同之处，机械波由机械振动产生，电磁 波由电磁振荡产生;机械波的传播需要特定的介质，在不同介质中的 传播速度也不同，在真空中根本不能传播，而电磁波(例如光波)可以 在真空中传播;机械波可以是横波和纵波，但电磁波只能是横波;机械 波和电磁波的许多物理性质，如：折射、反射等是一致的，描述它 们的物理量也是相同的。常见的机械波有：水波、声波、地震波。 机械振动产生机械波，机械波的传递一定要有介质,有机械振动但不 一定有机械波产生。 形成条件 波源 波源也称振源，指能够维持振动的传播，不间断的输入能量，并能 发出波的物体或物体所在的初始位置。波源即是机械波形成的必要 条件，也是电磁波形成的必要条件。 波源可以认为是第一个开始振动的质点，波源开始振动后，介质中 的其他质点就以波源的频率做受迫振动，波源的频率等于波的频率。介质 广义的介质可以是包含一种物质的另一种物质。在机械波中，介质 特指机械波借以传播的物质。仅有波源而没有介质时，机械波不会 产生，例如，真空中的闹钟无法发出声音。机械波在介质中的传播 速率是由介质本身的固有性质决定的。在不同介质中，波速是不同的。

下表给出了0℃时，声波在不同介质的传播速度，数据取自《普通高 中课程标准实验教科书-物理(选修3-4)》(2005年)[1]。单位v/m s^- 1 传播方式和特点 质点的运动 机械波在传播过程中，每一个质点都只做上下(左右)的简谐振动，即，质点本身并不随着机械波的传播而前进，也就是说，机械波的一质 点运动是沿一水平直线进行的。例如：人的声带不会随着声波的传 播而离开口腔。简谐振动做等幅震动,理想状态下可看作做能量守恒 的运动.阻尼振动为能量逐渐损失的运动. 为了说明机械波在传播时质点运动的特点，现已绳波(右下图)为例进 行介绍，其他形式的机械波同理[1]。 绳波是一种简单的横波，在日常生活中，我们拿起一根绳子的一端 进行一次抖动，就可以看见一个波形在绳子上传播，如果连续不断 地进行周期性上下抖动，就形成了绳波[1]。 把绳分成许多小部分，每一小部分都看成一个质点，相邻两个质点间，有弹力的相互作用。第一个质点在外力作用下振动后，就会带 动第二个质点振动，只是质点二的振动比前者落后。这样，前一个 质点的振动带动后一个质点的振动，依次带动下去，振动也就发生 区域向远处的传播，从而形成了绳波。如果在绳子上任取一点系上 红布条，我们还可以发现，红布条只是在上下振动，并没有随波前 进[1]。 由此，我们可以发现，介质中的每个质点，在波传播时，都只做简 谐振动(可以是上下，也可以是左右)，机械波可以看成是一种运动形 式的传播，质点本身不会沿着波的传播方向移动。

机械振动和机械波知识点复习及总结要点

机械振动和机械波知识点复习 一机械振动知识要点 1．机械振动：物体（质点）在平衡位置附近所作的往复运动叫机械振动，简称振动 条件：a、物体离开平衡位置后要受到回复力作用。b、阻力足够小。回复力：效果力——在振动方向上的合力平衡位置：物体静止时，受（合）力为零的位置：运动过程中，回复力为零的位置（非平衡状态）描述振动的物理量 位移x（m）——均以平衡位置为起点指向末位置 振幅A（m）——振动物体离开平衡位置的最大距离（描述振动强弱）周期T （s）——完成一次全振动所用时间叫做周期（描述振动快慢）全振动——物体先后两次运动状态（位移和速度）完全相同所经历的过程 频率f（Hz）——1s钟内完成全振动的次数叫做频率（描述振动快慢） 2．简谐运动 概念：回复力与位移大小成正比且方向相反的振动受力特征：运动性质为变加速运动从力和能量的角度分析x、F、a、v、EK、EP 特点：运动过程中存在对称性 平衡位置处：速度最大、动能最大；位移最小、回复力最小、加速度最小最大位移处：速度最小、动能最小；位移最大、回复力最大、加速度最大、EK同步变化；x、F、a、EP同步变化，同一位置只有v可能不同 3．简谐运动的图象（振动图象） 物理意义：反映了1个振动质点在各个时刻的位移随时间变化的规律可直接读出振幅A，周期T（频率f）可知任意时刻振动质点的位移（或反之）可知任意时刻质点的振动方向（速度方向）可知某段时间F、a等的变化 4．简谐运动的表达式： 5．单摆（理想模型）——在摆角很小时为简谐振动 回复力：重力沿切线方向的分力周期公式： l （T与A、m、θ无关——等时性） g 测定重力加速度g,g= 等效摆长L=L线+r 2 T 6．阻尼振动、受迫振动、共振

机械振动和机械波·机械波·教案

机械振动和机械波·机械波·教案 一、教学目标 1．在物理知识方面的要求： (1)明确机械波的产生条件； (2)掌握机械波的形成过程及波动传播过程的特征； (3)了解机械波的种类极其传播特征； (4)掌握描述机械波的物理量(包括波长、频率、波速)。 2．要重视观察演示实验，对波的产生条件及形成过程有全面的理解，同时要求学生仔细分析课本的插图。 3．在教学过程中教与学双方要重视引导和自觉培养正确的思想方法。 二、重点、难点分析 1．重点是机械波的形成过程及描述； 2．难点是机械波的形成过程及描述。 三、教具 1．演示绳波的形成的长绳； 2．横波、纵波演示仪； 3．描述波的形成过程的挂图。 四、主要教学过程 (一)引入新课

我们学习过的机械振动是描述单个质点的运动形式，这一节课我们来学习由大量质点构成的弹性媒质的整体的一种运动形式——机械波。 (二)教学过程设计 1．机械波的产生条件 例子——水波：向平静的水面投一小石子或用小树枝不断地点水，会看到水面上一圈圈起伏不平的波纹逐渐向四周传播出去，形成水波。 演示——绳波：用手握住绳子的一端上下抖动，就会看到凸凹相间的波向绳的另一端传播出去，形成绳波。 以上两种波都可以叫做机械波。 (1)机械波的概念：机械振动在介质中的传播就形成机械波 (2)机械波的产生条件：振源和介质。 振源——产生机械振动的物质，如在绳波中的手的不停抖动就是振源。 介质——传播振动的媒质，如绳子、水。 2．机械波的形成过程 (1)介质模型：把介质看成由无数个质点弹性连接而成，可以想象为(图1所示) (2)机械波的形成过程： 由于相邻质点的力的作用，当介质中某一质点发生振动时，就会带动周围的质点振动起来，从而使振动向远处传播。例如：

机械振动和机械波知识点总结复习过程

机械振动和机械波 、知识结构 二、重点知识回顾 1机械振动 （一）机械振动 物体（质点）在某一中心位置两侧所做的往复运动就叫做机械振动，物体能够围绕着平衡位 置做往复运动，必然受到使它能够回到平衡位置的力即回复力。回复力是以效果命名的力， 它可以是一个力或一个力的分力，也可以是几个力的合力。 产生振动的必要条件是： a 物体离开平衡位置后要受到回复力作用。 b 、阻力足够小。 （二）简谐振动 1. 定义：物体在跟位移成正比，并且总是指向平衡位置的回复力作用下的振动叫简谐振动。 简谐振动是最简单，最基本的振动。研究简谐振动物体的位置，常常建立以中心位置（平衡 位置）为原点的坐标系，把物体的位移定义为物体偏离开坐标原点的位移。因此简谐振动也 可说是物体在跟位移大小成正比， 方向跟位移相反的回复力作用下的振动， 即F= — kx ,其中 “一”号表示力方向跟位移方向相反。 2. 简谐振动的条件：物体必须受到大小跟离开平衡位置的位移成正比， 方向跟位移方向相反 的回复力作用。 3. 简谐振动是一种机械运动，有关机械运动的概念和规律都适用， 简谐振动的特点在于它是 一种周期性运动， 它的位移、回复力、速度、加速度以及动能和势能（重力势能和弹性势能） 都随时间做周期性变化。 （三）描述振动的物理量，简谐振动是一种周期性运动，描述系统的整体的振动情况常引入 面几个物理量。 1. 振幅：振幅是振动物体离开平衡位置的最大距离，常用字母“ A ”表示，它是标量，为正 值，振幅是表示振动强弱的物理量，振幅的大小表示了振动系统总机械能的大小，简谐振动 在振动过程中，动 阻尼 振动 1 一 ［周期性运动 特征 「变加速运动 机械能守恒 ＞描写物理量 —&振幅A 、频率f 、周期T 描述方法 <■ 振动在媒质中传递 受迫 振动 周期公式 （测g ） 周期、频率|一| 波速 波长 入=vT=v/f 机械振动 图象法 共振 描写物理量—沙波动特征 传播规律 简谐波 机械波

机械振动和机械波知识点复习及总结

机械振动和机械波知识点复习及总结 1、机械振动：物体（质点）在平衡位置附近所作的往复运动叫机械振动，简称振动条件：a、物体离开平衡位置后要受到回复力作用。b、阻力足够小。 回复力：效果力在振动方向上的合力平衡位置：物体静止时，受（合）力为零的位置： 运动过程中，回复力为零的位置（非平衡状态）描述振动的物理量位移x（m）均以平衡位置为起点指向末位置振幅A（m）振动物体离开平衡位置的最大距离（描述振动强弱）周期T（s）完成一次全振动所用时间叫做周期（描述振动快慢）全振动物体先后两次运动状态（位移和速度）完全相同所经历的过程频率f （Hz）1s钟内完成全振动的次数叫做频率（描述振动快慢） 2、简谐运动概念：回复力与位移大小成正比且方向相反的振动受力特征： 运动性质为变加速运动从力和能量的角度分析x、F、a、v、EK、EP特点：运动过程中存在对称性平衡位置处：速度最大、动能最大；位移最小、回复力最小、加速度最小最大位移处：速度最小、动能最小；位移最大、回复力最大、加速度最大 v、EK同步变化；x、F、a、EP同步变化，同一位置只有v可能不同 3、简谐运动的图象（振动图象）物理意义：反映了1个振动质点在各个时刻的位移随时间变化的规律可直接读出振幅A，周

期T（频率f）可知任意时刻振动质点的位移（或反之）可知任意时刻质点的振动方向（速度方向）可知某段时间F、a等的变化 4、简谐运动的表达式： 5、单摆（理想模型）在摆角很小时为简谐振动回复力：重力沿切线方向的分力周期公式： （T与 A、m、θ无关等时性）测定重力加速度g,g= 等效摆长L=L 线+r 6、阻尼振动、受迫振动、共振阻尼振动（减幅振动）振动中受阻力，能量减少，振幅逐渐减小的振动受迫振动：物体在外界周期性驱动力作用下的振动叫受迫振动。 特点： 共振：物体在受迫振动中，当驱动力的频率跟物体的固有频率相等的时候，受迫振动的振幅最大，这种现象叫共振条件：（共振曲线） 【习题演练一】 1 一弹簧振子在一条直线上做简谐运动，第一次先后经过M、N两点时速度v（v≠0）相同，那么，下列说法正确的是（） A、振子在M、N两点受回复力相同 B、振子在M、N两点对平衡位置的位移相同 C、振子在M、N两点加速度大小相等

机械振动和机械波知识点复习及总结

2. 机械振动和机械波知识点复习 机械振动知识要点 机械振动：物体（质点）在平衡位置附近所作的往复运动叫机械振 动，简称振动 条件：a物体离开平衡位置后要受到回复力作用。b、阻力足够小回复力：效果力——在振动方向上的合力 平衡位置：物体静止时，受（合）力为零的位置： 运动过程中，回复力为零的位置（非平衡状态）描述振动的物理量 位移x（m —均以平衡位置为起点指向末位置 振幅A（m ――振动物体离开平衡位置的最大距离（描述振动强弱） 过程频率f （Hz）―― 1s钟内完成全振动的次数叫做频率（描述振动快慢） 简谐运动 概念：回复力与位移大小成正比且方向相反的振动 受力特征：F二-kx运动性质为变加速运动 从力和能量的角度分析x、F、a、v、EK EP 特点：运动过程中存在对称性平衡位置处：速度最大、动能最大；位移最小、回复力最小、加速度最小 最大位移处：速度最小、动能最小；位移最大、回复力最大、加速度最大v、EK同步变化；x、F、a、EP同步变化，同一位置只有v 可能不同3. 简谐运动的图象（振动图象） 物理意义：反映了1个振动质点在各个时刻的位移随时间变化的规律可直接读出振幅A,周期T （频率f ）可知任意时刻振动质点的 位移（或反之） 可知任意时刻质点的振动方向（速度方向）可知某段时间F、a 等的变化 4. 简谐运动的表达式：x二Asi n（仝t，J T 5. 单摆（理想模型）一一在摆角很小时为简谐振动 回复力：重力沿切线方向的分力 周期公式：T = 2\丨（T与A m 6无关——等时性） \ g 1. 周期T（s）完成一次全振动所用时间叫做周期（描述振动快慢）全振动物体先后两次运动状态（位移和速度）完全相同所经历的