福建省届高考物理二轮专题总复习课件专题振动与波.ppt
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1、专题五 振动和波,一、简谐运动的描述 此类题目主要涉及5个知识点:简谐运动的动力学方程:F=-kx,a= - x;简谐运动的运动学特征:周期性,其位移、回复力、速度和加速度都随时间按“正弦”或“余弦”的规律变化,变化周期相同;两种典型的物理模型:弹簧振子和单摆;简谐运动方程;简谐运动图象的物理意义及内含息. 提高解答准确率的关键是对上述知识点的正确理解,例1 一列简谐横波以1m/s的速度沿绳子由A向B传 播.质点A、B间的水平距离x=3m,如图511所示若t=0时质点A刚从平衡位置开始向上振动,其振动方程为y=2sin t cm.则B 点的振动图象为下图中的( ),图511,B,【解析】本题以
2、绳波为背景,考查振动图象和机械波的形成及传播解题关键在于各质元的起振方向都是相同的 解:由振动方程可得振幅为2cm,周期为4s,波速为1m/s,则波由A传到B处用了3秒的时间,从0时刻起3秒后B点开始起振,振动方向向上. B选项正确 答案:B,解振动与波的问题时,确定周期和波长是解题的基础一般情况下,涉及到振动图象的要找周期,涉及到波形图的要找波长,而波速把周期和波长联系起来,变式训练1:(2010福建质检)一列简谐横波沿x轴 传播, 在 t=0时刻的波形图如图512所示.已知x=0.8m处质点的振动方程 y=0.01sin(5 t)m,则下列波的传播方向和波速大小分别是( ),A,A沿x轴正
3、方向,4m/s B沿x轴正方向,2m/s C沿x轴负方向,4m/s D沿x轴负方向,2m/s,图512,【解析】由振动方程可知t=0时刻,x=0.8m处质点的振动方向向上,由此知该波应该沿x轴正方向传播因w=5 ,又T= ,可得T=0.4s.由图知 =1.6m,故波速v= =4m/s. 答案:A,二、波形图和波的多解问题 此类题目主要涉及几个问题:机械波的产生条件及传播特点,波的图象物理意义及内含信息,波传播方向和振动方向之间的相互判断,波在传播过程中时间、空间的周期性及传播方向上的双向性导致波动问题多解等提高思维的广阔性是得分的关键,例2 (2010福建卷)一列简谐横波在t=0时刻的波形如图
4、513中的实线所示,t=0.02s时刻的波形如图中虚线所示若该波的周期T大于0.02s,则该波的传播速度可能是( ) A2m/s B3m/s C4m/s D5m/s,B,图513,【解析】本题考查提取横波图象内含信息的能力和波速公式 若波向右传播,则波的传播距离为x1=0.02m,则波速v1= = m/s =1m/s;若波向左传播,则波传播的距离为x2=0.06m,则波速v2= = m/s=3m/s,故正确的选项为B. 答案:B,由于本题已限制该波的周期T大于0.02s,故只要进行传播方向的多解的分析,而不必进行空间周期性的分析,题目难度中等本题也可以用T=0.02s及v= 求解,变式训练2
5、如图514所示,为一列横波的图象,在此时刻P的振动速度为v;经过0.2s,P的振动速度仍为v;再经过0.2s,P的振动方向改变,速度大小还是v,从而可以断定( ) A若波向右传播,P质点的 加速度正在减小 B若波向右传播,Q质点比 P质点先到达波峰 C若波向左传播,波速可能 为5m/s D若波向左传播,波速可能 为10m/s,图514,C,【解析】由图象得波长 =4m.若波向右传播,P点的振动方向向上,位移增大,加速度a增大;Q点振动方向向下,P先到达波峰,AB错若波向左传播,P点的振动方向向下,周期T=0.8s,则波速v=5m/s,C对,D错 答案:C,三、波动与振动关系的分析 振动图象和波
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