一名优秀的教师在教学时都会提前最好准备，作为教师就要在上课前做好适合自己的教案。教案可以让学生能够在教学期间跟着互动起来，有效的提高课堂的教学效率。那么一篇好的教案要怎么才能写好呢？下面是小编为大家整理的“高考物理知识网络复习机械振动和机械波教案”，欢迎大家与身边的朋友分享吧！

第七章机械振动和机械波

本章综合运用运动学、动力学和能的转化等方面的知识讨论了两种常见的运动形式——机械振动和机械波的特点和规律，以及它们之间的联系与区别。对于这两种常见的运动，既要认识到它们的共同点，又要搞清它们之间的区别。其中振动的周期、能量、波速、波长与频率的关系，机械波的干涉、衍射等知识对后面的交流电、电磁波等的复习都具有较大帮助。

本章及相关内容知识网络

专题一振动简谐运动

【考点透析】

一、本专题考点：弹簧振子、简谐运动及其描述是II类要求，即能够确切理解其含义及其它知识的联系，能够进行叙述和解释，并能在实际问题的分析、综合、推理和判断等过程中运用。高考中主要考查方向是对简谐运动中概念的描述和运动过程的理解。在题目中往往与动量、机械能、图象等相联系。振动中的能量、受迫振动和共振为Ⅰ类要求，要对相关知识点有所了解．

二、理解和掌握的内容

1．描述简谐运动的物理量振幅A：物体离开平衡位置的最大距离；周期T：物体完成一次全振动所需时间；频率f：振动物体在单位时间内完成的全振动的次数，f=1/T

2．对简谐运动的理解

（1）回复力与位移成正比、且总指向平衡位置（即与物体离开平衡位置的位移反向）的振动，符合F回＝－kx，其中k是常数,不一定弹簧的劲度系数。

（2）简谐振动实例：弹簧振子的振动和单摆在摆角小于5时的运动。

（3）F回是根据力的作用效果命名的，简谐运动物体的受到的合外力就是振动的回复力，是变加速运动。

（4）简谐运动的图象是位移－时间图象，即反映了做简谐运动的物体离开平衡位置的位移随时间变化的规律；从图象中可反映出简谐运动的振幅、周期、各时刻物体的位移、速度方向和加速度方向。

3．对全振动的理解物体完成一个全振动的过程必须同时满足两个条件：即物体回到原位置和具有与开始时相同的速度（大小和方向）

4．难点释疑

（1）只有简谐振动的图象才是正、余弦函数图象．

（2）振幅与位移的区别

①振幅是标量，没有负值；位移是矢量，正负表示方向．

②在简谐振动中，振幅与位移的最大值相等，大小不变；而位移却随时间变化而变化．

【例题精析】

例1如果下表中给出的是做简谐振动的物体的位移Ｘ或速度Ｖ与时刻的对应关系，Ｔ是振动的周期，下列选项中正确的是

Ａ．若甲表示位移Ｘ，则丙表示相应的速度Ｖ

Ｂ．若丁表示位移Ｘ，则甲表示相应的速度Ｖ

Ｃ．若丙表示位移Ｘ，则甲表示相应的速度Ｖ

Ｄ．若乙表示位移Ｘ，则丙表示相应的速度Ｖ

0T/4T/23T/4T

甲零正向最大零负向最大零

乙零负向最大零正向最大零

丙正向最大零负向最大零正向最大

丁负向最大零正向最大零负向最大

解析：正确答案：Ａ、Ｂ．如图9－1所示，Ｏ是做简谐运动物体的平衡位置．在物体由Ｏ→Ｂ→Ｏ→Ａ→Ｏ的过程中，物体的速度变化是由正向最大→Ｏ→负向最大→O→正向最大．所以选向Ａ正确．采用同样的方法分析，选项Ｂ也是正确．

思考与拓宽：此题可以通过位移和速度的关系做出判定，位移减小（或增加）时，速度必定增加（或减小）．位移增大时，速度的方向跟位移方向相同；位移减小时，速度方向跟位移相反．

例２一弹簧振子作简谐振动，周期为Ｔ，则

Ａ．若ｔ时刻和（ｔ＋Δｔ）时刻振子运动位移的大小相等、方向相同，则Δｔ一定等于Ｔ的整数倍

Ｂ．若ｔ时刻和（ｔ＋Δｔ）时刻振子运动速度的大小相等、方向相反，则Δｔ一定等于T/2的整数倍

Ｃ．若Δｔ＝Ｔ，则在ｔ时刻和（ｔ＋Δｔ）时刻振子运动的加速度一定相等

Ｄ．若Δｔ＝T/2，则在ｔ时刻和（ｔ＋Δｔ）时刻弹簧的长度一定相等

解析：如图9－2是某一物体的振动图线，对Ａ选项图中的ｂ、ｃ两点振动位移的大小、方向相同，但Δｔ≠Ｔ．Ａ不正确．ｂ、ｃ两点速度大小相等，方向相反，Δｔ≠T/2,所以Ｂ不正确．对Ｃ选项，因为Δｔ＝Ｔ所以ｔ和（ｔ＋Δｔ）时刻，则振子的位移速度、加速度等都重复变化，加速度相同，Ｃ正确．对于Ｄ，Δｔ＝T/2振子位移大小相同方向相反，弹簧的形变相同，但弹簧的长度不一定相同，Ｄ不正确，故正确答案为Ｃ．

思考与拓宽：做简谐振动物体的位移、速度、加速度、能量等都随时间做周期性变化，解答此类问题要善于利用图象．

【能力提升】

I知识与技能

1．关于简谐振动的位移，加速度和速度的关系，下列说法中正确的是()

A．位移减小时，加速度减小，速度减小

B．位移方向总是跟加速度方向相反，跟速度方向相同

Ｃ．物体的运动方向指向平衡位置时，速度方向跟位移方向相反，背向平衡位置时，速度方向跟位移方向相同

Ｄ．物体朝左运动，加速度方向跟速度方向相同，朝右运动，加速度方向跟速度方向相反

2．关于简谐振动，下列说法正确的是()

Ａ．回复力的方向总是指向平衡位置时，物体的振动一定是简谐振动

Ｂ．加速度和速度的方向总跟位移的方向相反

Ｃ．物体做简谐振动，速度的方向有时与位移方向相同，有时与位移方向相反

Ｄ．物体做简谐振动，加速度最大时，速度也最大

３．如图9－3所示，物体可视为质点，以Ｏ为平衡位置，在Ａ、Ｂ间做简谐振动，下列说法中正确的是()

Ａ．物体在Ａ和Ｂ处的加速度为零

Ｂ．物体通过点Ｏ时，加速度的方

向发生变化

Ｃ．回复力的方向总跟物体的速度

方向相反

Ｄ．物体离开平衡位置Ｏ的运动是匀减速运动

4．弹簧振子在光滑水平面上做简谐运动，在振子向平衡位置运动的过程中()

A．振子所受回复力逐渐增大

B．振子的位移逐渐增大

C．振子的速度逐渐增大

D．振子的加速度逐渐增大

５．如图9－4所示，在张紧的绳子上挂了ａ、ｂ、ｃ、ｄ四个单摆，摆长关系为，让ｄ摆摆动起来（摆角不超过50），则下列说法正确的是()

Ａ．b摆发生振动，其余摆均不动

Ｂ．所有的摆均以相同频率振动

Ｃ．所有的摆均以相同摆角振动

Ｄ．以上说法均不正确

６．如图9－5所示，为某物体作受迫振动的共振曲线，从图中可知该物体振动的固有频率是________Ｈz，在驱动力频率由150Hz增大到250Hz的过程中，物体振动的振幅变化情况是_________________.

II能力与素质

７．如图9－6所示，有一弹簧振子经过ａ、ｂ两点时动量相同，从ａ到ｂ经历0.2s，从ｂ再回到ａ的最短时间为0.3s，则这个振子的周期为()

Ａ．1s

Ｂ．0.8s

C．0.6s

D．0.4s

８．如图9－7所示，质量为ｍ的物体Ａ放置在质量为Ｍ的物体Ｂ上，Ｂ与弹簧相连，它们一起在光滑水平面上做简谐振动，振动过程中Ａ、Ｂ之间无相对运动，设弹簧的劲度系数为Ｋ，当物体离开平衡位置的位移为ｘ时，Ａ、Ｂ间摩擦力的大小等于()

Ａ．０Ｂ．Ｋｘ

Ｃ．Ｄ．

９．一个水平方向振动的弹簧振子以O为平衡位置在AB做简谐运动，从某时刻开始计时（t=0）,经过周期，振子具有正向最大的加速度，则图9－8中正确反映振子振动情况的是()

10．一个弹簧竖直悬挂一个小球，当弹簧伸长使小球在位置O时处于平衡状态，如图9－9，现将小球向下拉一小段距离后释放，小球在竖直方向做简谐运动，则()

Ａ．小球运动到位置O时，回复力为零

Ｂ．当弹簧恢复到原长时，小球的速度最大

C．当小球运动到最高点时，弹簧形变量最大

D．在运动的过程中，小球的最大加速度一定大于重力加速度

11．如图9－10所示，两个木块1、2质量分别为m、M，用劲度系数为k的轻弹簧连在一起，放在水平地面上，将木块１压下一段距离后释放，它就上下做简谐运动，在运动过程中木块２刚好始终不离开地面。则木块１的最大加速度大小是___________，木块２对地面的最大压力大小是_________________.

专题二单摆

【考点透析】

一、本专题考点：单摆在小振幅条件下所做简谐运动的规律在高考中属II类要求。要求理解其确切含义及与其它知识的联系，能够进行叙述和解释，并能在实际问题的分析、综合、推理和判断等过程中运用。在考试中主要是单摆周期公式、振动图象的应用。

二、理解和掌握的内容

1．关于单摆的几个问题

（1）单摆是一个理想物理模型，只有在摆角小于５时的振动才可以视为简谐运动。

（2）单摆的周期公式中的l为摆长，是悬点到摆球重心的距离，g是当地的重力加速度，单摆的周期与摆球质量无关，与摆动的振幅无关。（在一些习题中存在计算等效摆长和等效加速度的问题）

（3）周期为２秒的单摆叫秒摆，摆长约为１米。

【例题精析】

例１如图9－11两单摆摆长相等，平衡时两摆刚好接触．现将摆球Ａ在两摆线所在平面内向左拉开一小角度后释放，碰撞后，两摆球分开各自做简谐运动．以mA、mB分别表示摆球Ａ、Ｂ的质量，则

Ａ．如果mA＞mB，下一次碰撞将发生在平衡位置右侧

Ｂ．如果mA＜mB，下一次碰撞将发生在平衡位置左侧

Ｃ．无论摆球的质量之比是多少，下一次碰撞都不可能在平衡位置右侧

Ｄ．无论摆球的质量之比是多少，下一次碰撞都不可能在平衡位置左侧

解析：碰撞后两球各自做简谐运动，两摆的摆长相等，周期的大小与振幅、质量无关，两摆的周期相等．Ｂ摆碰后一定向右摆，而Ａ摆碰后可能向右，也可能向左摆动，但两球将同时到达平衡位置，所以正确答案应该是Ｃ、Ｄ．

思考与拓宽：两球的碰撞不一定是弹性碰撞，它们回到平衡位置的时间，与碰后两球的速度大小无关，碰后经过T/2，两球都回到平衡位置．

例２一单摆在海平面处做简谐振动的周期为Ｔ，当将它移到高为ｈ的山顶上做简谐振动（已知地球半径为Ｒ）时，其振动周期变为多少？

解析：

设摆球的质量为ｍ，地球的质量为Ｍ，根据摆球的重力近似等于地球的万有引力可知：

在海平面时有⑴

在山顶时有⑵

根据单摆周期公式

⑶

⑷

由⑴⑵两式得⑸

由⑶⑷⑸式得∴

思考与拓宽：理解单摆周期公式，即位置变化、摆长变化对周期的影响，周期变化与时钟快慢的关系．

【能力提升】

I知识与技能

１．在一个单摆装置中，摆动物体是个装满水的空心小球，球的正下方有一小孔，当摆开始以小角度摆动时，让水从球中连续流出，直到完全流出为止，则摆球的摆动周期将()

Ａ．逐渐增长Ｂ．逐渐减小

Ｃ．先增大后减小Ｄ．先减小后增大

２．已知在单摆ａ完成10次全振动的时间内，单摆ｂ完成６次全振动，两摆长之差为1.6m．则两摆长ｌa与lb分别为()

Ａ．ｌa＝2.5m，lb＝0.9ｍＢ．ｌa＝0.9ｍ，lb＝2.5ｍ

Ｃ．ｌa＝2.4ｍ，lb＝4.0ｍＤ．ｌa＝4.0ｍ，lb＝2.4ｍ

3．如图9－12所示，用两条长度都是２ｍ的细线悬挂一个小球Ｃ，两条细线的固定点Ａ、Ｂ在同一水平线上，两线间夹角为120°，求小球发生微小振动时的周期．

4．同一地点的甲、乙两摆的振动图象如图9－13所示，则下列说法中正确的是()

Ａ．甲、乙两个单摆的摆长相等

Ｂ．甲、乙两个单摆所具有的机械能相等

Ｃ．甲、乙两个单摆的质量相等

Ｄ．甲、乙两个单摆的周期相等而振幅不一定相等

5．一个单摆摆长为Ｌ，在悬点的正下方有一细钉挡住摆线的运动，钉与悬点间的距离为l,(摆线在左右的最大偏角均小于５°)，则此摆的周期是()

A．Ｂ.C.D.

II能力与素质

6．一个摆长为Ｌ１的单摆，在地面上做简谐运动，周期为Ｔ１，已知地球质量为Ｍ１，半径为Ｒ１另一个摆长为Ｌ２的单摆，在质量为Ｍ２，半径为Ｒ２的星球表面做简谐运动，周期为Ｔ２，若Ｔ１＝２Ｔ２，Ｌ１＝４Ｌ２，Ｍ１＝４Ｍ２则地球半径与星球半径之比Ｒ１：Ｒ２为()

A．2:1B．2:3C．1:2D．3:2

7．如图9－14，一个光滑曲面AB是半径为2m的一小段圆弧，圆弧长为10cm．Ｃ点是ＡＢ弧的中点，Ａ点位于圆心Ｏ的正下方．从圆心Ｏ点、弧面上的B点、C点同时释放三个质量不同的小球，不计阻力，当小球运动到A点时，三个小球的速度分别用v1、v2和v3表示，运动所用时间分别用t1、t2和t3表示，则下列关系正确的是()

Ａ．t1＞t2＞t3v1＞v2＞v3

Ｂ．t1＞t2＝t3v1＞v2＞v3

Ｃ．t1＜t2＝t3v1＞v2＞v3

Ｄ．t1＞t2＝t3v1＞v2＝v3

８．有一摆长为Ｌ的单摆，悬点正下方某处有一小钉，当摆球经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．现使摆球做小角度摆动，图9－15为摆球从右边最高点Ｍ摆至左边最高点Ｎ的闪光照片（悬点和小钉未摄入），Ｐ点是摆动中的最低点，且每次闪光时间间隔相等．则小钉距悬点的距离为()

Ａ．Ｌ／４Ｂ．Ｌ／２

Ｃ．３Ｌ／４Ｄ．条件不足，无法判断

９．如图9－16所示，一小球用长为Ｌ的细线系于与水平面成α角的光滑斜面内，小球呈平衡状态．若使小球偏离平衡位置一个很小的角度无初速释放，则小球第一次运动到最低点所用时间为()

10．如图9－17所示为一单摆做简谐运动的图象，由图象可得单摆的振幅为频率为摆长约为在图象中的一个周期内加速度为正并与速度同方向的时间范围是间，势能先减小后增加的时间范围是间．

11．如图9－18所示质量为0.99kg的物体Ｍ放在光滑的弧形轨道的最低点Ｂ．质量为0.01kg的子弹m以100m/s的速度水平击中物体，并留在其中．求物体从开始运动到返回到Ｂ处所用的时间．（已知圆的轨道半径为10m，g=10m/s2）

12．如图9－19所示甲为测定长木板运动时的加速度的装置，A为沙摆，当沙摆摆动经过平衡位置时开始计时（设为第一次经过平衡位置），当它第30次经过平衡位置时测得所需时间为29s；图乙为某次实验在运动木板上留下的沙子的痕迹，测得数据如乙图所示，则木板的加速度为_______________m/s2．（不考虑沙摆的重心变化）

专题三机械波

【考点透析】

一、本专题考点：振动在介质中的传播──波．横波和纵波；横波的图象；波长、频率和波速的关系为II类要求。与波有关的现象（反射、折射、叠加、干涉、衍射、多普勒现象、声波、超声波及应用）为I类要求．在高考中主要考查对波的传播过程的理解；图象的应用；对有关现象的定性解释．

二、理解和掌握的内容

1．机械波的特点：

（1）在简谐波传播方向上，每一个质点都以它自己的平衡位置为中心做简谐运动；后一质点的振动总是落后于它前一质点的振动．

（2）波传播的只是运动形式（振动）和振动能量，介质并不随波的传播而迁移．

（3）同一列波上所有质点的振动都具有相同的周期和频率．

2．波长是两个相邻的在振动过程中对平衡位置的位移总相等的质点间的距离．也是波在一个周期内向前传播的距离．波的周期决定于振源的周期，一列波上所有质点振动的周期都相等．

3．衍射、干涉是波的特有现象。在两列波相遇叠加时遵从叠加原理，两列波叠加时不受波的频率限制；干涉是一种特殊的叠加，即在两波的频率相同时使某些振动加强点总加强振动减弱点总减弱的现象．

4．难点释疑：

（1）波速与质点的振动速度无关．波的传播速度是由介质的物理性质决定的，在同一种介质中波的传播速度不变；而波上各质点的运动是在自身平衡位置附近的振动，是变加速运动．

（2）振动图象和波动图象的比较

振动图象波动图象

研究对象一振动质点沿波传播方向所有质点

研究内容表示同一质点在不同时刻的位移表示同一时刻不同质点的位移

图线

物理意义一质点位移随时间变化规律某时刻所有质点的空间分布规律

图线变化随时间推移图象延续，但已有形状不变随时间推移，图象沿传播方向平移

一完整曲线占横坐标距离表示一个周期表示一个波长

（3）波的多解问题往往是由⑴波的传播方向的双向性⑵波长的多种可能性⑶周期的多种可能性而引起的，在个别问题中的多解可能是由多种因素造成的，在求解过程中要特别注意．

第一课时机械波的基本概念

【例题精析】

例１关于机械波的概念，下列说法正确的是

Ａ．质点振动的方向总是垂直于波的传播方向

Ｂ．简谐波沿长绳传播，绳上相距半个波长的两质点振动位移大小相等

Ｃ．任一振动质点每经过一个周期便沿波的传播方向移动一个波长

Ｄ．相隔一个周期的两个时刻，简谐波的图象相同

解析：机械波可分为横波和纵波，横波的各质点振动方向与波的传播方向垂直，纵波上各质点的振动方向与波的传播方向平行故Ａ答案错．在波的传播过程中波上各质点不随波的传播而迁移，只是在自己平衡位置附近振动，故Ｃ答案错．绳波可视为横波，相距半波长的两个质点总是振动方向相反位移大小相等；波上所有质点在一个周期内都完成一次全振动而回到自己原来的位置，所以相隔一个周期的两时刻图象相同，故正确答案为ＢＤ．

例２如图9－20所示，a、b是一列波上两个质点，它们在x轴上的距离s=30m,波沿x轴正方向传播．当a振动到最高点时，b恰好经过平衡位置，经过３秒，波传播了30m,并且此时a经过平衡位置，b恰好到达最高点，那么

Ａ．这列波的速度一定是10m/s

Ｂ．这列波的周期可能是0.8s

Ｃ．这列波的周期可能是３s

Ｄ．这列波的波长可能是24m

解析：波向外传播是匀速的，v=Δs/Δt=10m/s,设这列波的周期为Ｔ，由题意知，经３秒a质点由波峰回到平衡位置，可得（n=0,1,2,3……）

另由得波长（n＝0,1,2,3……）在n＝2时，对应的波长为24m,在n＝7时，T＝0.8s故答案为ＡＢＤ

【能力提升】

I知识与技能

１．关于振动和波，下列说法中错误的是()

Ａ．振动是波的成因

Ｂ．振动是单个质点呈现的运动现象，波动是许多质点联合起来呈现的运动现象

Ｃ．波的传播速度就是质点振动的速度

Ｄ．均匀介质中的机械波，各质点在做变速运动；而波的传播匀速的

２．关于公式，下列说法中正确的是()

Ａ．公式说明提高波的频率f，波的速度可增大

Ｂ．就公式中三个物理量来说，同一波通过不同介质时只有f不变

Ｃ．由公式可知，波长２m的声波比波长１m的声波传播速度大１倍

Ｄ．该公式只适用于机械波

3．频率相同的两个振源产生的波叠加后，产生干涉现象，下列说法正确的是()

Ａ．波峰、波峰叠加处质点的振动始终加强，波谷、波谷叠加处质点的振动始终减弱

Ｂ．振动加强点的振幅总是大于振动减弱点的振幅

Ｃ．振动加强点的位移不可能为零

Ｄ．振动减弱点的位移一定为零

４．一列在空气中传播的声波的波长为，则可知()

Ａ．此声波比波长为的声波波速大Ｂ．此声波比波长为的声波波速大

Ｃ．此声波不可能发生反射现象Ｄ．此声波不能被人听到

II能力与素质

５．如图9－21是观察水波衍射现象的实验装置，ＡＣ和ＢＤ是两挡板，Ｏ为波源，下列说法正确的是()

Ａ．若不能观察到明显的衍射现象，实验中可把两挡板中间缝隙ＡＢ调小

Ｂ．若不能观察到明显的衍射现象，实验中可把两挡板中间缝隙ＡＢ调大

Ｃ．在缝隙后发生衍射的波的频率不一定与振源的频率相同

Ｄ．若ＡＢ间缝隙的宽度不变，无论调整振源频率还是振幅都不能改变衍射的显著程度

６．如图9－22所示是两列频率相同的相干水波在０时刻叠加的情况，图中实线表示波峰，虚线表示波谷，已知两列波的振幅均为２cm，且在图中所示范围内振幅不变，波速为２m/s波长为0.4m，Ｅ点是ＢＤ连线和ＡＣ连线的交点，下列说法中正确的是()

Ａ．ＢＤ两点在0时刻的竖直高度差为４cm

Ｂ．ＢＤ两点在0.1秒时刻的竖直高度差为４cm

Ｃ．Ｅ点的振幅为２cm

Ｄ．在t=0.05s时刻，ＡＢＣＤ四点对平衡位置的位移均为零

７．如图9－23所示，在均匀介质中，和是两个振动步调总相反的相干波源，在和的连线上有三点、和，，为波长，由此可知()

Ａ．点振动总是最强的，，总是最弱

Ｂ．点振动总是最弱的，，总是最强

Ｃ．，，的振动都总是最弱的

Ｄ．和，和之间都有一个振动最弱的位置

８.一个人在高处用望远镜注视地面上的木工以每秒一次的频率击钉子，他每次听到声音时，恰好看到锤击在钉子上，当木工停止击钉后，他又听到两次击钉声，声音在空气中传播速度为340米/秒，则可知()

Ａ．木工离他340米远Ｂ．木工离他170米远

Ｃ．他听到第一次声音时，看到木工第三次击在钉子上

Ｄ．他听到第一次声音时，看到木工第四次击在钉子上

第二课时波的图象及应用

【例题精析】

例１简谐横波某时刻的波形曲线如图9－24所示，由此可知()

A．若质点向下运动则波是从左向右传播的

B．若质点向上运动则波是从左向右传播的

C．若波从右向左传播，则质点向下运动

D．若波从右向左传播，则质点向上运动

解析：针对A：若波从左向右传播，那么根据波的概念：振动状态传播的形式，则点应在下一时刻重复点左侧毗邻的质点的位移，由于点左边毗邻质点位移比大，因此点此刻应向上运动，故选项A错．

针对B：若波从左向右传播，则应重复左侧毗邻质点的位移，即应向上运动，故选项B正确．

针对C：若波从右向左传播，则应重复右侧毗邻质点的位移，即应向上运动，故选项C错误．

针对D：若波从右向左传播，则应重复右侧毗邻质点的位移，即应向上运动，故选项D正确．

例２在平面内有一沿轴正方向传播的简谐横波，波速为，振幅为，频率为．在时刻，点位于其平衡位置上方最大位移处，则距为的点如图9－25所示()

A．在时的位移是

B．在时的速度最大

C．在时的速度向下

D．在到时间内的路程是

解析：本题要求学生根据画出，间的波形，因为，

所以，间的波形如图9－26所示．又

所以

所以点经过后应该在平衡位置向上振动，此时速度最大。在内点的路程等于振幅。

故正确答案为BD。

例３．一根张紧的水平弹性长绳上的、两点，相距，点在ａ点右方，如图9－27所示。当一列简谐横波沿此绳向右传播时，若点位移达正极大值时，点位移恰为零，其向下运动．经后，点的位移为零，且向下运动，而点的位移恰达到负极大值．则这列简谐波的波速可能等于()

A．B．

C．D．

解析：

依题，点的位移达到正的极大时，点位移恰好为零，因此有：

又依题，m，所以有：

再依题经，点位移为零且向下运动，则有：（）

即：（）

根据波速公式：，则有：

当时：，当时：

故正确答案为AC。

【能力提升】

I知识与技能

1．，是一条水平的绳上相距为的两点。一列简谐横波沿绳传播，其波长等于．当点经过平衡位置向上运动时，点（）

A．经过平衡位置向上运动B．处于平衡位置上方位移最大处

C．经过平衡位置向下运动Ｄ．处于平衡位置下方位移最大处

2．如图9－28所示，是一列沿轴正方向传播的横波其振幅为，波长为。某一时刻的图象如图所示。在该时刻，某一质点的坐标为（，），经过周期后，该质点坐标为（）

A．（，）B．（，）

C．（，）D．（，）

3．如图9－29所示，是一列简谐波在时的波动图．波的传播速度为，则从到的时间内，质点通过的路程是___________，位移是___________．

４．一列在竖直面内振动的横波，从点出发沿水平方向向右传播，振幅为，波长为．某一时刻，处质点正通过平衡位置向上运动，在其右方水平距离为的质点，正位于平衡位置．经过周期后，质点（）

A．与点的水平距离变为，位于平衡位置

B．与点的水平距离变为，在平衡位置下方距离为处

C．与点的水平距离不变，在平衡位置下方距离为处

D．与点的水平距离不变，在平衡位置上方距离为处

５．在简谐波传播方向上相距的、两点间只存在一个波谷的波形图如图9－30所示，设图中的四种情况下波速均为，且均向右传播，则由图示时刻起，点首先出现波谷的图是()

６．一列波沿绳子传播时，绳上有相距的和两点，点和的振动图线如图9－31所示（实线为点的图线，虚线为点的图线），那么这列波的波长和波速的可能值为()

Ａ．，

Ｂ．，

Ｃ．，

Ｄ．，

７．如图9－32所示，一列机械波沿着直线ab向右传播，ab=2m，a、b两点振动的情况如图所示，下述说法不正确的是（）

Ａ．波速可能是

Ｂ．波长可能是

Ｃ．波速可能小于

Ｄ．波长可能大于

８．如图9－33所示，一简谐波沿轴正向传播，已知轴上和两处的振动图线分别如图（1）和图（2）所示，又知此波长大于，则此波的传播速度_______．

II能力与素质

９．在一列横波传播方向上有，两点，相距，它们的振动图象如图9－34所示．求（1）若点距振源近，求波速的可能值？（2）若距振源近，求波速的可能值？

10．如图9－35所示，一列波沿直线传播，在波的传播方向上有、两点，、两点相距，在时，、均处在正向最大位移处，且、之间只有一个波谷．时，、两点都从正向最大位移处第一次运动到平衡位置，此时、间呈现一个波峰和一个波谷．且波谷沿波传播方向与点相距．则该波的波速等于多少？波传播的方向是什么？

11．如图9－36所示，实线为一列简谐波在时刻的图象，虚线是它在时的图象．求：

（1）波速；

（2）设周期小于，并且波速为，求波的传播方向．

效果验收

１．若单摆的摆长不变，摆球的质量增加为原来的４倍，摆球经过平衡位置时速度减为原来的1/4，则单摆振动的()

Ａ．频率不变，振幅不变Ｂ．频率不变，振幅改变

Ｃ．频率改变，振幅改变Ｄ．频率改变，振幅不变

２．一物体在行星表面上受的万有引力是它在地球表面受到的万有引力的1/4，在地球上走得很准的摆钟，搬到此行星上后，此钟的分针走一圈，所经历的时间实际是()

Ａ．1/4小时Ｂ．1/2小时Ｃ．2小时Ｄ．4小时

3．两列振幅、波长和波速都相同的简谐波１和２分别沿ｘ轴的正方向、负方向传播，波速Ｖ＝200m/s，在ｔ＝０时刻的部分波形如图9－37所示，那么在ｘ轴上x=450m的质点P，经最短时间t1出现位移最大值，经最短时间t2位移为0，则t1、t2分别是()

A．1.50s、0.25sB．0.25s、0.75s

C．0.50s、0.75sD．0.75s、0.25s

4．图9－38表示一简谐横波波源的振动图象。根据图象可确定该波的()

A波长，波速B周期，波速

C波长，振幅D周期，振幅

5．如图9－39，在坐标系原点Ｏ和x=3m处的A点各放一个完全相同的声源,发生的波长为１ｍ，则在ｙ轴正方向上除Ｏ点外，声音加强的位置还有()

A．仅一处B．仅两处

Ｃ．仅三处Ｄ．无数处

6．Ｓ为上下振动，频率为100Hz的振源,所产生的横波同时向左边的A点和右边的B点传播,波速为80m/s，已知ＳＡ＝17.3ｍ，ＳＢ＝16.1m，当Ｓ通过平衡位置向上振动，Ａ、Ｂ两质点()

Ａ．Ａ在波峰，Ｂ在波谷

Ｂ．Ａ在波谷，Ｂ在波峰

Ｃ．Ａ点振动方向向下，Ｂ点振动方向向上

Ｄ．Ａ点振动方向向上，Ｂ点振动方向向下

7．一根弹簧原长为L，挂一质量为m的物体时伸长为x，把弹簧和物体组成一个弹簧振子，在竖直面内作简谐振动，其振幅为A．该物体作简谐振动的最大加速度为()

A．Ag／L

B．Ag／x

C．xg／A

D．Lg／A

8．如图9－40沿x轴正向传播的简谐横波传到A点时，沿x轴负向传播的简谐横波恰好传到B点．这时A、B两质点的速度都向上．已知A、B相距3m，这两列波波长都是2m，各质点振幅都是2cm，且频率相同．继续传播后，这两列波将叠加，叠加后（P点距A点0.5m，Ｑ点距Ａ点1m）()

A．质点Ｐ的振幅为零

B．质点Ｐ的振幅为2cm

C．质点Q的振幅为零

D．质点Q的振幅为2cm

9．在均匀介质中，各质点的平衡位置在同一直线上，图9－41中标出的各质点中，相邻两个质点间的距离为a.质点1为波源，它开始振动的方向竖直向上。经过时间t，前13个质点上第一次形成如图所示的波形。则该波的周期T、波速v分别为()

A．t/2,16a/t

B．2t/3，12a/t

C．t，8a/t

D．3t/4，6a/t

10．如图9－42所示，质量为ｍ的木块放在弹簧上，弹簧在竖直方向上做简谐运动，当振幅为Ａ时，物体对弹簧压力的最大值是物体重力的1.5倍，则物体对弹簧的最小压力是＿＿．欲使物体在振动过程中不离开弹簧，其振幅不能超过＿＿＿＿．

11．如图9－43所示，一列横波在t时刻的图线用实线表示又经过Δt=0.2s时的图线用虚线表示，已知波长为2m，若波向右传播，最大周期为＿＿＿＿＿s，若波向左传播，最小波速是＿＿＿m/s．

12．有两个做简谐运动的单摆同时开始摆动，

第一个摆动20次时，第二个摆动了30次，则两

个单摆摆长之比________

13．如图9－44是悬挂于天花板上的单摆的共振图线，设重力加速度g为已知的，则其摆长l=＿＿＿＿＿．

14．在某次用单摆测定重力加速度的实验中因所给出的摆球内部有一小气泡而无法测定小球重心的位置,请你设计一种方法用此小球和所给出的其它器材测定当地的重力加速度,简要写出实验步骤,并用所测物理量表达重力加速度.

15．如图9－45所示是一列横波在ｔ＝０时的波形图象，波的传播方向向右，已知x=2.5m处的质点在t=0.9s时第3次出现波峰，那么在x=4m处的质点何时出现第二次波谷？

16．如图9－46，用很长的细线系一小球Ａ，做为一个单摆，在悬点Ｏ处还有一固定的很长的细绳，细绳上串有一个小球Ｂ，Ｂ球能沿细线下滑，现将Ａ球拉离平衡位置一个很小的角度，Ｂ静止在Ｏ点，然后同时释放，若Ａ球第一次摆到最底点时正好和Ｂ球相遇，则Ｂ球与绳子间摩擦力ｆ和球重力Ｇ之比为多少?（取π2=10）

17．一列简谐横波沿轴传播，t1=0和t2=0.005s时波形分别如图9－47实线和虚线所示．

⑴若周期大于t2－t1，则波向右传播时，波速多大？

⑵若周期小于t2－t1，波速为6000m/s，求波传播方向？

18．一列简谐横波沿直线传播，在传播方向上有P、Q两个质点，它们相距为0.8m，当t=0时，P、Q两点的位置恰好是正最大值，且P、Q间只有一个波谷，t=0.6s末时，P、Q两点正好都处在平衡位置，且P、Q两点间只有一个波峰和一个波谷，且波峰距Q点的距离第一次为，试求：

⑴波由P传至Q，波的周期．

⑵波由Q传至P，波的速度

⑶波由Q传至P从t=0时开始观察，哪些时刻P、Q间（除P、Q外）只有一个质点的位移等于一个振幅．

第七章机械振动和机械波

专题一1．C2．C3．B4．C5．B6．200；先变大后变小7．C8．D9．D10．A

11．；

专题二1．C2．B3．2s4．A5．D6．A7．C8．C9．

10．3cm；0.5Hz；1m；1.5s——2s；0.5s——1.5s11．Πs12．

专题三（第一课）1．C2．B3．B4．D5．A6．D7．C8．C

（第二课）1．C2．B3．2.5；04．C5．C6．A7．D8．

9．（n=0、1、2……）；（n=0、1、2……）10．10m/s；由A向B

11．(1)沿x轴正向传播时，v=4(4n+1)n=0、1、2……；

沿x轴负向传播时，v=4(4n+3)n=0、1、2……

（2）沿x轴正向传播

效果验收1．B2．C3．B4．D5．B6．C7．B8．C9．A10．；2A

11．2；912．9:413．

14．实验步骤：（1）组装单摆，测出摆长l1及n次全振动所用时间t1

（2）改变摆长，测出摆长l2及n次全振动所用时间t2

表达式：15．1s16．1:517．（1）400m/s(2)沿x轴负向传播

18．（1）0.8s(2)(3)t=nT/2(n=0、1、2……)

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机械振动与机械波

机械振动
1、判断简谐振动的方法
简谐运动：物体在跟偏离平衡位置的位移大小成正比，并且总指向平衡位置的回复力的作用下的振动。特征是：F=-kx,a=-kx/m.
要判定一个物体的运动是简谐运动，首先要判定这个物体的运动是机械振动，即看这个物体是不是做的往复运动；看这个物体在运动过程中有没有平衡位置；看当物体离开平衡位置时，会不会受到指向平衡位置的回复力作用，物体在运动中受到的阻力是不是足够小。然后再找出平衡位置并以平衡位置为原点建立坐标系，再让物体沿着x轴的正方向偏离平衡位置，求出物体所受回复力的大小，若回复力为F=-kx,则该物体的运动是简谐运动。
2、简谐运动中各物理量的变化特点
简谐运动涉及到的物理量较多，但都与简谐运动物体相对平衡位置的位移x存在直接或间接关系：
如果弄清了上述关系，就很容易判断各物理量的变化情况
3、简谐运动的对称性
简谐运动的对称性是指振子经过关于平衡位置对称的两位置时，振子的位移、回复力、加速度、动能、势能、速度、动量等均是等大的（位移、回复力、加速度的方向相反，速度动量的方向不确定）。运动时间也具有对称性，即在平衡位置对称两段位移间运动的时间相等。
理解好对称性这一点对解决有关问题很有帮助。
4、简谐运动的周期性
5、简谐运动图象
简谐运动图象能够反映简谐运动的运动规律，因此将简谐运动图象跟具体运动过程联系起来是讨论简谐运动的一种好方法。
6、受迫振动与共振
(1)、受迫振动：物体在周期性驱动力作用下的振动，其振动频率和固有频率无关，等于驱动力的频率；受迫振动是等幅振动，振动物体因克服摩擦或其它阻力做功而消耗振动能量刚好由周期性的驱动力做功给予补充，维持其做等幅振动。
(2)、共振：○1共振现象：在受迫振动中，驱动力的频率和物体的固有频率相等时，振幅最大，这种现象称为共振。○2产生共振的条件：驱动力频率等于物体固有频率。○3共振的应用：转速计、共振筛。
（3）理解共振曲线的意义
单摆
考点分析：
一、周期公式的理解
1、周期与质量、振幅无关
2、等效摆长
3、等效重力加速度
二、摆钟快慢问题
三、利用周期公式求重力加速度，进而求高度
四、单摆与其他力学知识的综合
机械波
二、考点分析:
①.波的波速、波长、频率、周期和介质的关系：
②.判定波的传播方向与质点的振动方向
方法一：同侧原理波的传播方向与质点的振动方向均位于波形的同侧。
方法二：逆描波形法用笔沿波形逆着波的传播方向描，笔势向上该处质点振动方向即向
③、已知波的图象，求某质点的坐标,波速,振动图象等
④已知波速V和波形，作出再经Δt时间后的波形图
方法一、平移法：先算出经Δt时间波传播的距离Δx=VΔt，再把波形沿波的传播方向平移Δx即可。因为波动图象的重复性，若已知波长λ，则波形平移n个λ时波形不变，当Δx=nλ+x时，可采取去nλ留零x的方法，只需平移x即可。
方法二、特殊点法：在波形上找两特殊点，如过平衡位置的点和与它相邻的峰（谷）点，先确定这两点的振动方向，再看Δt=nT+t,由于经nT波形不变，所以也采取去整nT留零t的方法，分别作出两特殊点经t后的位置，然后按正弦规律画出新波形。
⑤已知某质点的振动图象和某时刻的波动图象进行分析计算
⑥已知某两质点的振动图象进行分析计算
⑦已知某两时刻的波动图象进行分析计算。

高考物理基础知识要点复习机械振动机械波

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20xx届高三一轮复习全案：第1章机械振动机械波（选修3-4）
【考纲知识梳理】
一、机械振动
1、机械振动：物体（或物体的一部分）在某一中心位置两侧做的往复运动．
（1）振动的特点:①存在某一中心位置;
②往复运动,这是判断物体运动是否是机械振动的条件.
（2）产生振动的条件:①振动物体受到回复力作用;
②阻尼足够小;
2、回复力：振动物体所受到的总是指向平衡位置的合外力．
（1）回复力时刻指向平衡位置;
（2）回复力是按效果命名的,可由任意性质的力提供．可以是几个力的合力也可以是一个力的分力;
（3）合外力：指振动方向上的合外力，而不一定是物体受到的合外力．
（4）在平衡位置处：回复力为零，而物体所受合外力不一定为零．如单摆运动，当小球在最低点处，回复力为零，而物体所受的合外力不为零．
3、平衡位置：是振动物体受回复力等于零的位置；也是振动停止后，振动物体所在位置；平衡位置通常在振动轨迹的中点。“平衡位置”不等于“平衡状态”。平衡位置是指回复力为零的位置，物体在该位置所受的合外力不一定为零。(如单摆摆到最低点时，沿振动方向的合力为零，但在指向悬点方向上的合力却不等于零，所以并不处于平衡状态)
二．简谐运动
1、简谐运动：物体在跟偏离平衡位置的位移大小成正比，并且总指向平衡位置的回复力的作用下的振动。
式中x指振动物体相对于平衡位置的位移，起点在平衡位置，终点随物体的所在位置而变化、方向始终由平衡位置指向物体所在位置，如图所示弹簧振子位移的示意图。
2、简谐运动的规律：
（1）弹簧振子：一个可作为质点的小球与一根弹性很好且不计质量的弹簧相连组成一个弹簧振子。一般来讲，弹簧振子的回复力是弹力(水平的弹簧振子)或弹力和重力的合力(竖直的弹簧振子)提供的。弹簧振子与质点一样，是一个理想的物理模型。
（2）弹簧振子振动周期：T=2，只由振子质量和弹簧的劲度决定，与振幅无关，也与弹簧振动情况无关。(如水平方向振动或竖直方向振动或在光滑的斜面上振动或在地球上或在月球上或在绕地球运转的人造卫星上)
（3）可以证明，竖直放置的弹簧振子的振动也是简谐运动，周期公式也是。这个结论可以直接使用。
（4）振动过程中各物理量的变化情况
四个阶段中，振子的位移，回复力、速度和加速度的变化如下表：
振动体位置位移X回复力F加速度a速度v势能动能
方向大小方向大小方向大小方向大小
平衡位置O000最大最小最大
最大位移处A指向A最大指向O最大指向O0→最大0最大最小
平衡位置O→最大位移处A指向A0→最大指向O0→最大指向O最大O→A最大→0最小→最大最大→最小
最大位移处A→平衡位置O指向A最大→0指向O最大→0指向O最大→0A→O0→最大最大→最小最小→最大
①在平衡位置：速度最大、动能最大、动量最大；位移最小、回复力最小、加速度最小。
②在离开平衡位置最远时：速度最小、动能最小、动量最小；位移最大、回复力最大、加速度最大
（5）周期性：
①每经过一个周期，描述振动的物理量大小和方向都恢复到原来状态，振动质点都以相同的方向通过原位置。
②振动质点在一个周期内通过的路程为4A，半个周期通过的路程为2A，但四分之一周期通过的路程也能大于A也可能等于A也可能小于A，这要看从何位置开始计时。
四、机械波
1、定义：机械振动在介质中传播就形成机械波．
2、产生条件:(1)有作机械振动的物体作为波源．(2)有能传播机械振动的介质．
3、分类:①横波：质点的振动方向与波的传播方向垂直．凸起部分叫波峰，凹下部分叫波谷
②纵波：质点的振动方向与波的传播方向在一直线上.质点分布密的叫密部,疏的部分叫疏部,液体和气体不能传播横波。
4.机械波的传播过程
(1)机械波传播的是振动形式和能量.质点只在各自的平衡位置附近做振动,并不随波迁移.
后一质点的振动总是落后于带动它的前一质点的振动。
(2)介质中各质点的振动周期和频率都与波源的振动周期和频率相同．
(3)由波源向远处的各质点都依次重复波源的振动．
五、描述机械波的物理量
1．波长λ：两个相邻的在振动过程中相对平衡位置的位移总是相等的质点间的距离叫波长．在横波中,两个相邻的波峰或相邻的波谷之间的距离．在纵波中两相邻的的密部(或疏部)中央间的距离，振动在一个周期内在介质中传播的距离等于波长
2．周期与频率．波的频率由振源决定，在任何介质中传播波的频率不变。波从一种介质进入另一种介质时，唯一不变的是频率(或周期)，波速与波长都发生变化．
3．波速：单位时间内波向外传播的距离。v=s/t=λ/T=λf，波速的大小由介质决定。
六、波的图象
1、坐标轴：规定用横坐标x表示在波的传播方向上各个质点的平衡位置，纵坐标y表示某一时刻各个质点偏离平衡位置的位移，连结各质点位移量末端得到的曲线叫做该时刻波的图象
2、图象特点：是一条正弦（余弦）曲线；
3、物理意义：显示某一瞬间波传播方向上介质中各质点离开平衡位置的位移情况，类似人们给大型团体操队伍拍的一张照片。
注意：波的图象和振动图象是根本不同的，波的图象描述的是介质中“各质点”在“某一时刻”离开平衡位置的位移；而振动图象描述的是“一个质点”在“各个时刻”离开平衡位置的位移。
4、波的图象的特点
波图象的重复性：相隔时间为周期的整数倍的两个时刻的波的图象是相同的；
波传播方向双向性：不指定波的传播方向时，图象中波可能向x轴正向或x轴负向传播；
5、横波图象的应用：
（1）可知波动中质点的振幅和波长
（2）若已知波的传播方向，可知介质质点的振动方向，反之亦然。
（3）相邻的波峰波谷点间的质点振动方向相同
（4）相邻平衡位置间以波峰（或波谷）对称的质点振动方向相反．
（5）若知波速v，可求此时刻以后的波形图，方法是把波形图平移Δx=vΔt的距离。
6、波的传播方向与质点的振动方向关系确定方法。
（1）质点带动法（特殊点法）：
由波的形成传播原理可知，后振动的质点总是重复先振动质点的运动，若已知波的传播方向而判断质点振动方向时，可在波源一侧找与该点距离较近（小于）的前一质点，如果前一质点在该质点下方，则该质点将向下运动（力求重复前面质点的运动），否则该质点向上运动。例如向右传的某列波，某时刻波的图象如图所示，试判断质点M的振动方向，可在波源一侧找出离M较近的前一质点M′，M′在M下方，则该时刻M向下运动。
（2）微平移法：
所谓微移波形，即将波形沿波的传播方向平衡微小的一段距离得到经过微小一段时间后的波形图，据质点在新波形图中的对应位置，便可判断该质点的运动方向。如图所示，原波形图（实线）沿传播方向经微移后得到微小一段时间的波形图（虚线），M点的对应位置在M′处，便知原时刻M向下运动。
（3）上下坡法
沿波的传播方向看去，“上坡”处的质点向下振动。下坡处的质点向上振动。如图所示，简称“上坡下，下坡上”
（4）同侧法
七、波的现象
1.波的反射:波遇到障碍物会返回来继续传播的现象．
(1)波面：沿波传播方向的波峰（或波谷）在同一时刻构成的面．
(2)波线：跟波面垂直的线，表示波的传播方向．
(3)入射波与反射波的方向关系．
①入射角：入射波的波线与平面法线的夹角．
②反射角：反射波的波线与平面法线的夹角．
③在波的反射中，反射角等于入射角；反射波的波长、频率和波速都跟入射波的相同．
(4)特例：夏日轰鸣不绝的雷声；在空房子里说话会听到声音更响．
(5)人耳能区分相差0.1s以上的两个声音．
2.波的折射:波从一种介质射入另一种介质时，传播方向发生改变的现象．
(1)波的折射中，波的频率不变，波速和波长都发生了改变．
(2)折射角：折射波的波线与界面法线的夹角．
(3)入射角i与折射角r的关系(V1和v2是波在介质I和介质Ⅱ中的波速．i为I介质中的入射角,r为Ⅱ介质中的折射角)．
3.波的衍射:波可以绕过障碍物继续传播的现象．
衍射是波的特性，一切波都能发生衍射．产生明显衍射现象的条件是：障碍物或孔的尺寸比波长小或与波长相差不多。
例如：声波的波长一般比墙坡大，“隔墙有耳”就是声波衍射的例证．
说明：衍射是波特有的现象．
4.波的叠加与波的干涉
(1)波的叠加原理：在两列波相遇的区域里，每个质点都将参与两列波引起的振动，其位移是两列波分别引起位移的矢量和．相遇后仍保持原来的运动状态．波在相遇区域里，互不干扰，有独立性．
(2)波的干涉:
①条件：频率相同的两列同性质的波相遇．
②现象：某些地方的振动加强，某些地方的振动减弱，并且加强和减弱的区域间隔出现，加强的地方始终加强，减弱的地方始终减弱，形成的图样是稳定的干涉图样．
说明：
①加强、减弱点的位移与振幅．
加强处和减弱处都是两列波引起的位移的矢量和，质点的位移都随时间变化，各质点仍围烧平衡位置振动，与振源振动周期相同．
加强处振幅大，等于两列波的振幅之和，即A=A1+A2,质点的振动能量大，并且始终最大．
减弱处振幅小，等于两列波的振福之差，即A=∣A1－A2∣,质点振动能量小，并且始终最小，若A1=A2，则减弱处不振动．
加强点的位移变化范围：一∣A1+A2∣～∣A1+A2∣减弱点位移变化范围：一∣A1－A2∣～∣A1－A2∣
②干涉是波特有的现象．
③加强和减弱点的判断．
波峰与波峰（波谷与波谷）相遇处一定是加强的，并且用一条直线将以上加强点连接起来，这条直线上的点都是加强的；而波峰与波谷相遇处一定是减弱的，把以上减弱点用直线连接起来，直线上的点都是减弱的．加强点与减弱点之间各质点的振幅介于加强点与减弱点振幅之间．
当两相干波源振动步调相同时，到两波源的路程差Δs是波长整数倍处是加强区．而路程差是半波长奇数倍处是减弱区．
任何波相遇都能叠加，但两列频率不同的同性质波相遇不能产生干涉．
5.驻波:两列沿相反方向传播的振幅相同、频率相同的波叠加时，形成驻波．
(1)波节：始终静止不动的点．(2)波腹：波节与波节之间振幅最大的点．(3)驻波—特殊的干涉现象:波源特殊;波形特殊
说明：驻波与行波的区别．
①物理意义不同：驻波是两列波的特珠干涉现象，行波是一列波在介质中的传播．
②质点的振动情况不同：在行波中各个质点作振格相同的简谐运动，在驻波中各个质．点作振幅不同的简谐运动；处于波腹位置的质点振幅最大；处于波节位置的质点振幅等于零；其他一些质点的振幅也不相同，但都比波腹处质点的振幅小．
③波形不同：行波波形经过一段时间，波形向前“平移”，而驻波波形并不随时间发生平移，只是各质点的振动位移发生变化而已．
6．多普勒效应
(1)由于波源和观察者之间有相对运动，使观察者感到频率发生变化的现象．实质是：波源的频率没有变化，而是观察者接收到的频率发生了变化．
(2)多普勒效应的产生原因
观察者接收到的频率等于观察者在单位时间内接收到的完全波的个数．当波以速度v通过接收者时，时间t内通过的完全波的个数为N=vt/λ，因而单位时间内通过接收者的完全波的个数，即接收频率fv/λ．
若波源不动，观察者朝向波源以速度V2运动，由于相对速度增大而使得单位时间内通过观察者的完全波的个数增多，即，可见接收频率增大了.同理可知，当观察者背离波源运动时，接收频率将减小．
若观察者不动，波源朝向观察者以速度v1运动,由于波长变短为λ/=λ－v1T,而使得单位时间内通过观察者的完全波的个数增多，即，可见接收频率亦增大，同理可知,当波源背离观察者运动时,接收频率将减小．
注：发生多普勒效应时，波源的真实率不发生任何变化，只是观察者接收到的频率发生了变化．
(3)相对运动与频率的关系
①波源与观察者相对静止：观察者接收到的频率等于波源的频率．
②波源与观察者相互接近：观察者接收到的频率增大．
③波源与观察者相互远离：观察者接收到的频率减小．
【要点名师精解】
类型一简谐运动的描述和图象的应用
【例1】简谐运动的振动图线可用下述方法画出：如图(1)所示，在弹簧振子的小球上安装一枝绘图笔P，让一条纸带在与小球振动方向垂直的方向上匀速运动，笔P在纸带上画出的就是小球的振动图象．取振子水平向右的方向为振子离开平衡位置的位移正方向，纸带运动的距离代表时间，得到的振动图线如图（2）所示．
(1)为什么必须匀速拖动纸带？
(2)刚开始计时时，振子处在什么位置？t＝17s时振子相对平衡位置的位移是多少？
(3)若纸带运动的速度为2cm/s，振动图线上1、3两点间的距离是多少？
(4)振子在______s末负方向速度最大；在______s末正方向加速度最大；2.5s时振子正在向______方向运动．
(5)写出振子的振动方程．
解析：(1)纸带匀速运动时，由x＝vt知，位移与时间成正比，因此在匀速条件下，可以用纸带通过的位移表示时间．
(2)由图(2)可知t＝0时，振子在平衡位置左侧最大位移处；周期T＝4s，t＝17s时位移为零．
(3)由x＝vt，所以1、3间距x＝2cm/s×2s＝4cm.
(4)3s末负方向速度最大；加速度方向总是指向平衡位置，所以t＝0或t＝4s时正方向加速度最大；t＝2.5s时，向－x方向运动．
(5)x＝10sinπ2t－π2cm
答案：(1)在匀速条件下，可以用纸带通过的位移表示时间
(2)左侧最大位移零(3)4cm(4)30或4－x(5)x＝10sinπ2t－π2cm
类型二
【例2】在均匀媒质中，各质点的平衡位置在同一直线上，相邻两质点的距离均为a.振动从质点1向右传播，其初速度方向竖直向下，经过时间t，前13个质点第一次形成的波形图像如图所示，则波动的周期是_____，波速为_____.
解析：显然,振动传播到质点13时,用时间周期,这时该质点将首先向下振动,再经过周期方可使前13个质点第一次形成如图所示的波形图像，即共用+=2个周期的时间.故有,又由于=12a,则得.
【感悟高考真题】
1．（20xx重庆14）一列简谐波在两时刻的波形如题14图中实践和虚线所示，由图可确定这列波的
A．周期
B．波速
C．波长
D．频率
【答案】C
【解析】只能确定波长，正确答案C。题中未给出实线波形和虚线波形的时刻，不知道时间差或波的传播方向，因此无法确定波速、周期和频率。
2．（20xx全国卷Ⅰ21）一简谐振子沿x轴振动，平衡位置在坐标原点。时刻振子的位移；时刻；时刻。该振子的振幅和周期可能为
A．0.1m，B．0.1m,8sC．0.2m，D．0.2m，8s
【答案】A
【解析】在t=s和t=4s两时刻振子的位移相同，第一种情况是此时间差是周期的整数倍，当n=1时s。在s的半个周期内振子的位移由负的最大变为正的最大，所以振幅是0.1m。A正确。
第二种情况是此时间差不是周期的整数倍则，当n=0时s，且由于是的二倍说明振幅是该位移的二倍为0.2m。如图答案D。
【命题意图与考点定位】振动的周期性引起的位移周期性变化。
3.（20xx天津4）一列简谐横波沿x轴正向传播，传到M点时波形如图所示，再经0.6s，N点开始振动，则该波的振幅A和频率f为
A．A=1mf=5HZ
B．A=0.5mf=5HZ
C．A=1mf=2.5HZ
D．A=0.5mf=2.5HZ
答案：D
4.（20xx全国卷Ⅱ15）一简谐横波以4m/s的波速沿x轴正方向传播。已知t=0时的波形如图所示，则
A．波的周期为1s
B．x=0处的质点在t=0时向y轴负向运动
C．x=0处的质点在t=s时速度为0
D．x=0处的质点在t=s时速度值最大
5.（20xx福建15）一列简谐横波在t=0时刻的波形如图中的实线所示，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
A.2m/s
B.3m/s
C.4m/s
D.5m/s
答案：B
6.（20xx上海物理2）利用发波水槽得到的水面波形如a,b所示，则
（A）图a、b均显示了波的干涉现象
（B）图a、b均显示了波的衍射现象
（C）图a显示了波的干涉现象，图b显示了波的衍射现象
（D）图a显示了波的衍射现象，图b显示了波的干涉现象
【解析】D
本题考查波的干涉和衍射。难度：易。
7.（20xx上海物理3）声波能绕过某一建筑物传播而光波却不能绕过该建筑物，这是因为
（A）声波是纵波，光波是横波（B）声波振幅大，光波振幅小
（C）声波波长较长，光波波长很短（D）声波波速较小，光波波速很大
【解析】C
本题考查波的衍射条件：障碍物与波长相差不多。难度：易。
8．（20xx北京17）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，若经过周期开始计时，则图2描述的是
A.a处质点的振动图象B.b处质点的振动图象
C.c处质点的振动图象D.d处质点的振动图象
【答案】B
【解析】由波的图像经过周期a到达波谷，b到达平衡位置向下运动，c到达波峰，d到达平衡位置向上运动，这是四质点在0时刻的状态，只有b的符合振动图像，答案B。
9.（20xx上海物理16）如右图，一列简谐横波沿轴正方向传播，实线和虚线分别表示＜时的波形，能正确反映时波形的是图
答案：D
解析：因为t2＜T，可确定波在0.5s的时间沿x轴正方向传播，即，所以T=2s，，波峰沿x轴正方向传播，从处到处，选D。
本题考查波的传播及波长、周期等。
难度：中等。
10.（20xx上海物理20）如图，一列沿轴正方向传播的简谐横波，振幅为，波速为，在波的传播方向上两质点的平衡位置相距（小于一个波长），当质点在波峰位置时，质点在轴下方与轴相距的位置，则
（A）此波的周期可能为
（B）此波的周期可能为
（C）从此时刻起经过，点可能在波谷位置
（D）从此时刻起经过，点可能在波峰位置
解析：如上图，，。根据，，A正确，从此时刻起经过0.5s，即，波沿x轴正方向传播=1.0m，波峰到x=1.2m处，b不在波峰，C错误。
如下图，，，根据，，B错误；
从此时可起经过0.5s，即，波沿x轴正方向传播=1.0m，波峰到x=1.0m处，x=0.4的b在波峰，D正确。
本题考查波的传播，出现非和非得整数倍的情况，有新意。
难度：难。
11．（20xx安徽15）
12.（20xx新课标33(2)）波源S1和S2振动方向相同，频率均为4Hz，分别置于均匀介质中轴上的两点处，，如图所示.两波源产生的简谐横波沿轴相向传播，波速为.己知两波源振动的初始相位相同.求：
13．20xx海南物理18(2)右图为某一报告厅主席台的平面图，AB是讲台，、是与讲台上话筒等高的喇叭，它们之间的相互位置和尺寸如图所示．报告者的声音放大后经喇叭传回话筒再次放大时可能会产生啸叫．为了进免啸叫，话筒最好摆放在讲台上适当的位置，在这些位置上两个喇叭传来的声音因干涉而相消。已知空气中声速为340m/s，若报告人声音的频率为136Hz，问讲台上这样的位置有多少个？
【答案】4
【解析】相应于声频的声波的波长是
①
式中是空气中的声速。在右图中，O是AB的中点，P是OB上任一点。将表示为②
式中为实数，当时，从两个喇叭来的声波因干涉而加强；当时，从两个喇叭来的声波因干涉而相消。由此可知，O是干涉加强点；对于B点，
③
所以，B点也是干涉加强点。因而O、B之间有两个干涉相消点，由对称性可知，AB上有4个干涉相消点。
＃2009年的高考题＃
1.（09全国Ⅰ20）一列简谐横波在某一时刻的波形图如图1所示，图中P、Q两质点的横坐标分别为x=1.5m和x=4.5m。P点的振动图像如图2所示。
在下列四幅图中，Q点的振动图像可能是（BC）
解析：本题考查波的传播.该波的波长为4m.,PQ两点间的距离为3m..当波沿x轴正方向传播时当P在平衡位置向上振动时而Q点此时应处于波峰,B正确.当沿x轴负方向传播时,P点处于向上振动时Q点应处于波谷,C对。
2.（09全国卷Ⅱ14）下列关于简谐振动和简谐波的说法，正确的是（AD）
A．媒质中质点振动的周期一定和相应的波的周期相等
B．媒质中质点振动的速度一定和相应的波的波速相等
C．波的传播方向一定和媒质中质点振动的方向一致
D．横波的波峰与波谷在振动方向上的距离一定是质点振幅的两倍
解析：本题考查机械波和机械振动.介质中的质点的振动周期和相应的波传播周期一致A正确.而各质点做简谐运动速度随时间作周期性的变化,但波在介质中是匀速向前传播的,所以不相等,B错.对于横波而言传播方向和振动方向是垂直的,C错.根据波的特点D正确。
3.（09北京15）类比是一种有效的学习方法，通过归类和比较，有助于掌握新知识，提高学习效率。在类比过程中，既要找出共同之处，又要抓住不同之处。某同学对机械波和电磁波进行类比，总结出下列内容，其中不正确的是（D）
A．机械波的频率、波长和波速三者满足的关系，对电磁波也适用
B．机械波和电磁波都能产生干涉和衍射现象
C．机械波的传播依赖于介质，而电磁波可以在真空中传播
D．机械波既有横波又有纵波，而电磁波只有纵波
解析：波长、波速、频率的关系对任何波都是成立的，对电磁波当然成立，故A选项正确；干涉和衍射是波的特性，机械波、电磁波都是波，这些特性都具有，故B项正确；机械波是机械振动在介质中传播形成的，所以机械波的传播需要介质而电磁波是交替变化的电场和磁场由近及远的传播形成的，所以电磁波传播不需要介质，故C项正确；机械波既有横波又有纵波，但是电磁波只能是横波，其证据就是电磁波能够发生偏振现象，而偏振现象是横波才有的，D项错误。故正确答案应为D。
4.（09北京17）一简谐机械波沿x轴正方向传播，周期为T，波长为。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（A）
解析：从振动图上可以看出x=0处的质点在t=T/2时刻处于平衡位置，且正在向下振动，四个选项中只有A图符合要求，故A项正确。
5.（09上海物理4）做简谐振动的单摆摆长不变，若摆球质量增加为原来的4倍，摆球经过平衡位置时速度减小为原来的1/2，则单摆振动的（C）
A．频率、振幅都不变B．频率、振幅都改变
C．频率不变、振幅改变D．频率改变、振幅不变
解析：由单摆的周期公式，可知，单摆摆长不变，则周期不变，频率不变；振幅A是反映单摆运动过程中的能量大小的物理量，由可知，摆球经过平衡位置时的动能不变，因此振幅改变，所以C正确。
6.（09天津8）某质点做简谐运动，其位移随时间变化的关系式为x＝Asin，则质点（AD）
A.第1s末与第3s末的位移相同
B.第1s末与第3s末的速度相同
C.3s末至5s末的位移方向都相同
D.3s末至5s末的速度方向都相同
解析：由关系式可知，，将t=1s和t=3s代入关系式中求得两时刻位移相同，A对；
画出对应的位移-时间图像，由图像可以看出，第1s末和第3s末的速度方向不同，B错；仍由图像可知，3s末至5s末的位移大小相同，方向相反，而速度是大小相同，方向也相同。故C错、D对。
7.（09重庆15）同一音叉发出的声波同时在水和空气中传播，某时刻的波形曲线见图，以下说法正确的是（A）
A．声波在水中波长较大，b是水中声波的波形曲线。
B．声波在空气中波长较大，b是空气中声波的波形曲线
C．水中质点振动频率较高，a是水中声波的波形曲线
D．空气中质点振动频率较高，a是空气中声波的波形曲线
8.（09四川19）图示为一列沿x轴负方向传播的简谐横波，实线为t＝0时刻的波形图，虚线为t＝0.6s时的波形图，波的周期T＞0.6s，则（D）
A.波的周期为2.4s
B.在t＝0.9s时，P点沿y轴正方向运动
C.经过0.4s，P点经过的路程为4m
D.在t＝0.5s时，Q点到达波峰位置
解析：根据题意应用平移法可知T＝0.6s，解得T＝0.8s，A错；由图可知振幅A＝0.2m、波长λ＝8m。t＝0.9s＝1T，此时P点沿y轴负方向运动，B错；0.4s＝T，运动路程为2A＝0.4m，C错；t＝0.5s＝T＝T＋T，波形图中Q正在向下振动，从平衡位置向下振动了T，经T到波谷，再过T到波峰，D对
9.（09福建17）图甲为一列简谐横波在t=0.10s时刻的波形图，P是平衡位置为x=1m处的质点，Q是平衡位置为x=4m处的质点，图乙为质点Q的振动图象，则（AB）
A.t=0.15s时，质点Q的加速度达到正向最大
B.t=0.15s时，质点P的运动方向沿y轴负方向
C.从t=0.10s到t=0.25s，该波沿x轴正方向传播了6m
D.从t=0.10s到t=0.25s，质点P通过的路程为30cm
解析：由y-t图像知，周期T=0.2s，且在t=0.1sQ点在平衡位置沿y负方向运动，可以推断波没x负方向传播，所以C错；
从t=0.10s到t=0.15s时，Δt=0.05s=T/4，质点Q从图甲所示的位置振动T/4到达负最大位移处，又加速度方向与位移方向相反，大小与位移的大小成正比，所以此时Q的加速度达到正向最大，而P点从图甲所示位置运动T/4时正在由正最大位移处向平衡位置运动的途中，速度沿y轴负方向，所以A、B都对；
振动的质点在t=1T内，质点运动的路程为4A；t=T/2，质点运动的路程为2A；但t=T/4，质点运动的路程不一定是1A；t=3T/4，质点运动的路程也不一定是3A。本题中从t=0.10s到t=0.25s内，Δt=0.15s=3T/4，P点的起始位置既不是平衡位置，又不是最大位移处，所以在3T/4时间内的路程不是30cm。
10.（09浙江21）一列波长大于1m的横波沿着轴正方向传播，处在和的两质点、的振动图像如图所示。由此可知（A）
A．波长为m
B．波速为
C．末、两质点的位移相同
D．末点的振动速度大于点的振动速度
解析：，由于波沿x正方向传播，所以A先振动，又由于波长大于1m，所以，所以，，A对，波速，B错；由振动图像知，在3s末，、两质点的位移不相同，C错；1s末A点速度为零，B点速度最大，D错。
二、非选择题
11.（09上海物理12）弹性绳沿x轴放置，左端位于坐标原点，用手握住绳的左端，当t＝0时使其开始沿y
轴做振幅为8cm的简谐振动，在t＝0.25s时，绳上形成如图所示的波形，则该波的波速为___________cm/s，t＝___________时，位于x2＝45cm的质点N恰好第一次沿y轴正向通过平衡位置。

答案：20，2.75
解析：由图可知，这列简谐波的波长为20cm，周期T=0.25s×4=1s，所以该波的波速；从t=0时刻开始到N质点开始振动需要时间,在振动到沿y轴正向通过平衡位置需要再经过，所以当t=（2.25+0.5）s=2.75s，质点N恰好第一次沿y轴正向通过平衡位置。
12.（09广东物理14）（2）图为声波干涉演示仪的原理图。两个U形管A和B套在一起，A管两侧各有一小孔。声波从左侧小孔传入管内，被分成两列频率的波。当声波分别通过A、B传播到右侧小孔时，若两列波传播的路程相差半个波长，则此处声波的振幅；若传播的路程相差一个波长，则此处声波的振幅。
答案：（2）相等，等于零，等于原振幅的二倍。
解析：（2）声波从左侧小孔传入管内向上向下分别形成两列频率相同的波，若两列波传播的路程相差半个波长，则振动相消，所以此处振幅为零，若传播的路程相差一个波长，振动加强，则此处声波的振幅为原振幅的二倍。
13.（09宁夏物理35）（1）某振动系统的固有频率为fo，在周期性驱动力的作用下做受迫振动，驱动力的频率为f。若驱动力的振幅保持不变，下列说法正确的是_______（填入选项前的字母，有填错的不得分）
A．当ff0时，该振动系统的振幅随f增大而减小
B．当ff0时，该振动系统的振幅随f减小而增大
C．该振动系统的振动稳定后，振动的频率等于f0
D．该振动系统的振动稳定后，振动的频率等于f
答案：BD
14.（09江苏物理12.B）（4分）(2)在时刻，质点A开始做简谐运动，其振动图象如图乙所示。质点A振动的周期是s；时，质点A的运动沿轴的方向（填“正”或“负”）；质点B在波动的传播方向上与A相距16m，已知波的传播速度为2m/s，在时，质点B偏离平衡位置的位移是cm。
答案：B.（2）4正10
解析：（2）振动图象和波形图比较容易混淆，而导致出错，在读图是一定要注意横纵坐标的物理意义，以避免出错。题图为波的振动图象，图象可知周期为4s，波源的起振方向与波头的振动方向相同且向上，t=6s时质点在平衡位置向下振动，故8s时质点在平衡位置向上振动；波传播到B点，需要时间s=8s，故时，质点又振动了1s(个周期)，处于正向最大位移处，位移为10cm.。
15.（09山东物理37）（1）图1为一简谐波在t=0时，对的波形图，介质中的质点P做简谐运动的表达式为y=4sin5xl，求该波的速度，并指出t=0.3s时的波形图(至少画出一个波长)

解析：（1）由简谐运动的表达式可知，t=0时刻指点P向上运动，故波沿x轴正方向传播。由波形图读出波长，,由波速公式，联立以上两式代入数据可得。t=0.3s时的波形图如图所示。

考点：简谐运动、简谐波
16.（09海南物理18）有一种示波器可以同时显示两列波形。对于这两列波，显示屏上横向每格代表的时间间隔相同。利用此中示波器可以测量液体中的声速，实验装置的一部分如图1所示：管内盛满液体，音频信号发生器所产生的脉冲信号由置于液体内的发射器发出，被接受器所接受。图2为示波器的显示屏。屏上所显示的上、下两列波形分别为发射信号与接受信号。若已知发射的脉冲信号频率为，发射器与接收器的距离为，求管内液体中的声速。（已知所测声速应在1300~1600m/s之间，结果保留两位有效数字。）

解析：设脉冲信号的周期为T，从显示的波形可以看出，图2中横向每一分度（即两条长竖线间的距离）所表示的时间间隔为
其中
对比图2中上、下两列波形，可知信号在液体中从发射器传播只接受器所用的时间为
其中，
液体中的声速为
联立①②③④式，代入已知条件并考虑到所测声速应在1300～1600之间，得
【考点精题精练】
1．（20xx上海市七校高三下学期联考）关于机械波，下列说法不正确的是(A)
A．能在真空中传播B．频率由波源决定
B．能产生干涉、衍射现象D．在传播过程中能传递能量

2、如图所示，是一列简谐横波在t=0时刻的波动图象。已知这列波沿x轴正方向传播，波速为5.0m/s。关于波上的P、Q两个质点的运动，以下说法正确的是（B）
A在t=0时刻，质点P和Q的速度方向均沿y轴正方向
BP点和Q点振动的周期均为0.4s
C在t=0到t=0.1s的时间里，Q点的速度在不断增大
D在t=0.1s到t=0.2s的时间里，Q点的加速度在不断增大
3、简谐横波沿轴正方向传播，简谐横波沿轴负方向传播，波速都是10m/s，振动方向都平行于轴，时刻，这两列波的波形如图甲所示乙图是平衡位置在=2m处的质点从开始在一个周期内的振动图象，其中正确的是(B)
4、图示为一列在均匀介质中沿x轴正方向传播的简谐横波在某时刻的波形图，波速为2m/s，则(AD)
A质点P此时刻的振动方向沿y轴负方向
BP点的振幅比Q点的小
C经过△t=4s，质点P将向右移动8m
D经过△t=4s，质点Q通过的路程是0.4m
5、消除噪声污染是当前环境保护的一个重要课题。内燃机、通风机等在排放各种高速气流的过程中都发出噪声，干涉型消声器可以用来消弱高速气流产生的噪声。干涉型消声器的结构及气流运行如图所示，产生波长为λ的声波沿水平管道自左向右传播。当声波到达a处时，分成两束相干波，它们分别通过r1和r2的路程，再在b处相遇，即可达到消弱噪声的目的。若Δr=r2–r1,则Δr等于(C)
A波长λ的整数倍B波长λ的奇数倍
C半波长的奇数倍D半波长的偶数倍
6、如图甲所示，O为振源，OP=s，t=0时刻O点由平衡位置开始振动，产生向右沿直线传播的简谐横波。图乙为从t=0时刻开始描绘的P点的振动图像。下列判断中正确的是(BC)
A该波的传播速度
B这列波的波长
Ct=0时刻，振源O振动的方向沿y轴正方向
D时刻，P点的振动方向沿y轴负方向
7、摆长为L的单摆，周期为T，如果在悬点O的正下方的B点固定一个光滑的钉子，OB＝，使摆球A通过最低点向左摆动时，被钉子挡住，如图所示，此种情况下单摆的周期为
AB
CD
答案：A
8、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，摆线的上部被小钉挡住，使摆长发生变化，现使摆球做小幅度摆动，摆球从右边最高点M至左边最高点N运动过程的闪光照片如图所示（悬点和小钉未被摄入）。P为摆动中的最低点，已知每相邻两次闪光的时间间隔相等，由此可知，小钉与悬点间的距离为（）
（A）34l（B）12l
（C）14l（D）无法确定
答案：A
9、如图所示为一列简谐横波沿x轴传播，在某时刻的波形图线，质点P在该时刻的速度v，经过0.1s该质点的速度仍为v，再经过0.1s该质点的速度大小等于v的大小而方向与v方向相反，关于波的传播方向与波速，下述可能正确的是（）
A若波沿x方向传播，波速为20m/s
B若波沿x方向传播，波速为30m/s
C若波沿－x方向传播，波速为10m/s
D若波沿－x方向传播，波速为20m/s
答案：BC
10、如图所示，甲、乙两相互垂直传播的振动情况完全相同的波，实线表示波峰，虚线表示波谷，箭头表示波的传播方向，则图中p点（小正方形的中央一点）所处位置应在----------------()
（A）振动增强点，（B）振动减弱点，
（C）既不是增强点又不是减弱点，（D）条件不足无法判断。
答案：B
11．一简谐机械波沿x轴正方向传播，周期为T，波长为。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------（）
答案：A
12．下列选项中属于物理学中过程模型的是（）
（A）质点（B）简谐运动
（C）点电荷（D）理想气体
答案：B
13、一个波源在绳的左端发出半个波①：频率为f1，振幅为A1；同时另一个波源在绳的右端发出半个波②：频率为f2，振幅为A2。P为两波源的中点，由图可知，下列说法中正确的是（）
（A）两列波同时到达两波源的中点P?
（B）两列波相遇后，P点波峰值可达A1＋A2?
（C）两列波相遇时，各自仍保持原来的波形独立传播
（D）两列波相遇时，绳上波峰可达A1＋A2的点只有一点
答案：ACD
14、图中实线和虚线分别是x轴上传播的一列简谐横波在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125HZ
Ｂ该波的波速可能是10m/s
Ｃt=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
答案：A
15、如图所示为两列沿绳传播的（虚线表示甲波，实现表示乙波）简谐横波在某时刻的波形图，M为绳上x=02m处的质点，则下列说法中正确的是（）
A这两列波将发生干涉现象，质点M的振动始终加强
B由图示时刻开始，再经甲波周期的，M将位于波峰
C甲波的速度v1比乙波的速度v2大
D因波的周期未知，故两列波波速的大小无法比较
答案：A
二、非选择题
16、如图所示，实线是一列简谐横波在t1=0时的波形图，虚线为t2=0.5s时的波形图，已知0＜t2－t1＜T，t1=0时，x=2m处的质点A正向y轴正方向振动。
（1）质点A的振动周期为▲；
（2）波的传播方向是▲；
（3）波速大小为▲；
（4）从t2时刻计时，x=1m处的质点的振动方程是▲。
答案：①2s②沿着x轴的正方向
③2m/s④
17、在时刻，质点A开始做简谐运动，其振动图象如图乙所示。质点A振动的周期是s；时，质点A的运动沿轴的方向（填“正”或“负”）；质点B在波动的传播方向上与A相距16m，已知波的传播速度为2m/s，在时，质点B偏离平衡位置的位移是cm
答案：4正10
【解析】振动图象和波形图比较容易混淆，而导致出错，在读图是一定要注意横纵坐标的物理意义，以避免出错。题图为波的振动图象，图象可知周期为4s，波源的起振方向与波头的振动方向相同且向上，t=6s时质点在平衡位置向下振动，故8s时质点在平衡位置向上振动；波传播到B点，需要时间s=8s，故时，质点又振动了1s(个周期)，处于正向最大位移处，位移为10cm.

高三物理教案：《机械振动和机械波》教学设计

俗话说，凡事预则立，不预则废。作为教师就要根据教学内容制定合适的教案。教案可以让学生们充分体会到学习的快乐，使教师有一个简单易懂的教学思路。您知道教案应该要怎么下笔吗？下面是小编为大家整理的“高三物理教案：《机械振动和机械波》教学设计”，仅供参考，欢迎大家阅读。

课前练习

1．关于振幅的下列叙述中，正确的是

A．振幅是振动物体离开平衡位置的最大距离

B．振幅是表示振动强弱的物理量，振幅越大，振动的能量越大

C．做简谐振动的质点在一个周期内通过的路程等于4倍振幅

D．振幅越大，完成一次全振动的时间越长

2．质点做简谐运动，从质点经过某一位置时开始计时，下列说法正确的是

A．当质点再次经过此位置时，经过的时间为一个周期

B．当质点的速度再次与零时刻的速度相同时，经过的时间为一个周期

C．当质点加速度再次与零时刻的加速度相同时，经过的时间为一个周期

D．当质点经过的路程为振幅的4倍时，经过的时间为一个周期

3．下列说法中正确的是

A．实际的自由振动必然是阻尼振动

B．在外力作用下的振动是受迫振动

C．阻尼振动的振幅越来越小

D．受迫振动稳定后的频率与自身物理条件无关

知识要点

1．机械振动：指物体(或物体的一部分),在某一位置(平衡位置)两侧所作的往复运动。

2．回复力：使物体回到平衡位置的合力。回复力与向心力一样,都是根据其作用的效果命名的。

3．全振动：振动物体完全恢复原来的运动状态所需要的最短过程叫一次全振动，也是物体连续通过四倍振幅的振动，物体完成一次全振动位移、速度恢复到原值。

4．振动的位移：指由平衡位置指向振子所在处的有向线段。

5．振幅A：物体离开平衡位置的最大距离，等于位移的最大值。振幅是表示物体振动的强弱（或振动的能量的大小）的物理量。

6．周期T：振动物体完成一次全振动所需要的时间；频率是周期的倒数。周期和频率都是表示振动快慢的物理量。

7．受迫振动：物体在周期性的驱动力的作用下的振动。受迫振动的频率跟物体的固有频率无关，等于驱动力的频率。在受迫振动中，驱动力的频率等于物体的固有频率时，受迫振动的振幅最大，这种现象叫做共振。

8．振幅越来越小的振动叫做阻尼振动。振幅保持不变的振动即等幅振动，叫做无阻尼振动。

问题导引

通过本节的复习，你要牢固掌握有关振动的概念，为后面复习简谐运动的规律作好准备。

例１关于单摆，下列说法中正确的是

A．摆球运动的回复力是摆线张力和重力的合力

B．摆球在运动过程中经过轨迹上的同一点，加速度是不变的

C．摆球在运动过程中加速度的方向始终指向平衡位置

D．摆球经过平衡位置时，加速度为零

解析 摆球受力情况如图7-1-1所示，摆球所受重力的法向分量与摆线张力的合力提供了摆球沿圆弧运动的向心力，重力的切向分量即摆球作简谐运动的回复力，所以（Ａ）答案不正确。在最大位移处，摆球速度为零，由向心力公式可知向心力为零，回复力即为摆球所受的合力，在平衡位置，回复力为零，但由向心力公式，速度不为零则向心力不为零，有向心加速度，所以（Ｄ）答案错误。在其它位置上，合力为重力与摆线张力的合力，亦即回复力与向心力的合力，所以加速度并不指向平衡位置，故（Ｃ）答案也不正确。所以正确答案为B．。

例２ 如图7-1-2，小球静止于Ｏ点，将小球拉到Ｂ点由静止释放，OB间距离为s经时间ｔ小球第二次经过Ｏ点，则以下说法正确的是

A．小球振动的振幅为s

B．小球在ｔ时间内运动的路程为3s

C．小球振动的周期为3t

D．取向右为正方向，t时刻小球振动的位移为-s

解析 由振幅和路程的定义可知A．B．正确。周期为完成一次全振动的时间，应为4t/3，故C．答案错误。振动的位移是由平衡位置指向振子所在处的有向线段，t时刻振子位于平衡位置，故位移为零所以D．答案也不正确。

例3 有甲乙两个弹簧振子，甲的固有频率为f，乙的固有频率为4f，如果它们都在频率为3f的策动力作用下做受迫振动，则

A．甲的振幅较大，振动频率为4f B．乙的振幅较大，振动频率为3f

C．甲的振幅较大，振动频率为3f D．乙的振幅较大，振动频率为4f

解析 受迫振动的频率跟物体的固有频率无关，等于驱动力的频率，所以甲乙两个弹簧振子的振动频率均为3f。受迫振动的振幅与固有频率和驱动力的频率的关系有关，驱动力的频率与固有频率越接近，受迫振动的振幅越大。驱动力频率与乙的固有频率较接近，所以乙的振幅较大。故答案为B。

探究学习

1．有一弹簧振子经过a、b两点时动量相同，从a到b经历0.2秒，从b再回到a的最短时间为0.3秒，则这振子的周期为

A．1s B．0.8s C．0.6s D．0.4s

2．把一弹簧振子的弹簧拉长一些，然后由静止释放，经0.5s振子经过平衡位置，此弹簧振子的周期可能是

A．1s B．2s C．0.6s D．0.4s

3．一向右运动的车厢顶上悬挂两单摆M与N，他们只能在图7-1-3示平面内摆动，某一瞬时出现图示情景，由此可知车厢的运动及两单摆相对车厢运动的可能情况是

A．车厢作匀速直线运动，M在摆动，N静止

B．车厢作匀速直线运动，M在摆动，N也在摆动

C．车厢作匀速直线运动，M静止，N在摆动

D．车厢作匀加速直线运动，M静止，N也静止

4．把一个筛子用四根弹簧支起来，筛子上装一个电动偏心摆，它每转一周，给筛子一个驱动力，这就做成一个共振筛，筛子做自由振动时，完成10次全振动用15s。在某电压下，电动偏心轮转速为36r/min（转/分）。已知增大电压，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，要使筛子的振幅增大，应适当

A．提高输入电压 B．降低输入电压

C．增加筛子质量 D．减少筛子质量

5．如图7-1-4所示表示两个单摆，m、M悬挂在一根钢丝上，开始它们都静止，今使m偏离平衡位置一个小角度，释放后做简谐运动的方向在垂直于纸面的竖直平面内。对此后M的运动情况，下述说法中正确的是

A．M仍静止

B．M能发生共振

C．M将做受迫振动，周期为

D．M将做受迫振动，周期为

6．如图7-1-5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lc>lb=ld>la，先让d摆摆动起来（摆角不超过5°），则下列说法正确的是

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

答案

课前练习 1．ABC 2．D 3．ACD

探究学习 1．C 2．BD 3．AB 4．AC 5．D 6．B

专题二 简谐运动及振动图象

课前练习

1．做简谐振动的物体，当物体的位移为负值时，下面说法中正确的是

A．速度一定为正值，加速度一定为负值

B．速度一定为负值，加速度一定为正值

C．速度不一定为正值，加速度一定为负值

D．速度不一定为负值，加速度一定为正值

2．如图7-2-1所示的是一个弹簧振子的振动图象，振幅为_____________，频率为_____________，周期为_____________，在_____________时速度第一次达到正的最大值，在_____________时加速度第一次达到正的最大值．

3．图7-2-2为在地球上同一地点的两个单摆的振动图象，则它们的振幅之比为A1∶A2=__________，周期之比T1∶T2=_____________，两单摆的摆长之比L1∶L2=_____________．

4.一单摆的摆长为40㎝，摆球在t=0时刻正从平衡位置向右运动，若g取10m/s2，则在1s时摆球的运动情况是

A．正向左做减速运动，加速度正在增大

B．正向左做加速运动，加速度正在减小

C．正向右做减速运动，加速度正在增大

D．正向右做加速运动，加速度正在减小

5.一只钟从甲地拿到乙地，它的钟摆摆动加快了，则下列对此现象的分析及调准方法的叙述中正确的是

A．g甲>g乙，将摆长适当增长 B．g甲>g乙，将摆长适当缩短

C．g甲6.质点以O为平衡位置做简谐运动，它离开平衡位置向最大位移处运动的过程中，经0.15s第一次通过A点，再经0.1s第二次通过A点，再经 s第三次通过A点，此质点振动的周期等于 s，频率等于 Hz。

知识要点

1．简谐运动的定义：物体在跟位移大小成正比，并且总是指向平衡位置的力的作用下的振动。即回复力与位移关系为：。

2．单摆：

（1）单摆作简谐运动的条件：摆角小于。

（2）周期公式：

3．简谐运动图像：

（1）意义：表示振动物体的位移随时间变化的规律。

注意：振动图象不是质点的运动轨迹。

（2）特点：图线为正弦（或余弦）曲线。只有简谐运动的图像才是正弦（或余弦）曲线。

（3）应用：

1）可以直观地读取振幅A、周期T以及各时刻的位移x。

2）判定回复力、加速度方向。

3）判定某段时间内位移、回复力、加速度、速度、动能、势能的变化情况。

问题导引

做简谐运动的物体的回复力、位移、速度随时间如何变化？弹簧振子和单摆的周期分别与什么有关？简谐运动的图像能提供什么运动信息？通过本节的复习,你应熟练掌握掌握这些问题，还要注意本节内容与其它章节的内容的结合。

例1 图7-2-3中两单摆摆长相同，平衡时两摆球刚好接触，现将摆球A在两摆线所在平面向左拉开一小角度释放，碰撞后两摆球分开各自做简谐振动，以mA，mB分别表示摆球A、B的质量，则

A．如果mA>mB，下一次碰撞将发生平衡位置右侧

B．如果mAC．无论两摆球质量之比是多少，下一次碰撞都不可能在平衡位置右侧

D．无论两摆球质量之比是多少，下一次碰撞都不可能在平衡位置左侧

解析 单摆在摆角小于的情况下的振动可以看作简谐运动。由周期公式，两个单摆的摆长相同，两球相碰后各自做简谐运动的周期相同，必然同时回到平衡位置，所以下次碰撞一定发生在平衡位置，故答案为CD。

例2 如图7-2-4所示为同一实验中的两个单摆做简谐运动的振动图象，从图中可以判断

A．二摆长一定相等

B．在平衡位置时摆球甲的速度一定比乙大

C．摆球甲的最大动能一定比乙的最大动能大

D．在平衡位置时，两摆线所受的拉力一定相等

（E）甲摆摆球的运动轨迹为正弦曲线，乙摆摆球的运动轨迹为余弦曲线

解析 由公式

，T甲=T乙

知A正确。因在平衡位置时，甲图线斜率大，故速度大，知B正确。因不知甲乙两球质量，因此不能确定最大动能谁大。在平衡位置时有

，

因不知小球的质量m，所以无法确定两摆线所受拉力关系。单摆的运动图像不是轨迹。

例3如图7-2-5所示，质量为m1的物块上端用细线悬挂，下端连接一劲度系数为k的弹簧，弹簧下端连接一质量为m2物块，系统保持静止，现用力向下拉m2一段位移，然后由静止释放，使m2在竖直方向作简谐运动，在振动过程中为使m1始终保持静止，则向下拉m2的位移不能超过______________，在m2振动过程中细线受到的最大拉力为_____________。振动中系统的机械能 （填“守恒”或“不守恒”）。

解析：设把m2再向下拉x时，再释放时有

探究学习

1.如图7-2-6,一弹簧振子在A、B间做简谐振动，O为平衡位置，以某一时间作计时起点（t=0）经周期，振子具有正方向的最大加速度，图7-2-7中几个振动图线，哪一个正确反映了振子的振动情况，（以向右为正方向）

2.做简谐运动的弹簧振子，其质量为m，最大速率为v，则下列说法中正确的是

A．从某时刻算起，在半个周期的时间内，弹力做的功一定为零

B．从某时刻算起，在半个周期的时间内，弹力做的功可能是零到之间的某一个值

C．从某时刻算起，在半个周期的时间内，弹力的冲量一定为零

D．从某时刻算起，在半个周期的时间内，弹力的冲量可能是零到2mv之间的某一个值

3.如图7-2-8在竖直立在水平面的轻弹簧上面固定一块质量不计的薄板，将薄板上放一重物，并用手将重物往下压，然后突然将手撤去，重物即被弹射出去，则在弹射过程中，（即重物与弹簧脱离之前），重物的运动情况是

A．一直加速 B．先减速、后加速

C．先加速、后减速 D．匀加速

4.如图7-2-9所示，一轻弹簧的左端固定在竖直墙上，右端与质量为M的滑块相连，组成弹簧振子，在光滑的水平面上做简谐运动。当滑块运动到右侧最大位移处时，在滑块上轻轻放上一木块组成新振子，继续做简谐运动，新振子的运动过程与原振子的运动过程相比

A．新振子的最大速度比原振子的最大速度小

B．新振子的最大动能比原振子的最大动能小

C．新振子的振动周期比原振子的振动周期大

D．新振子的振幅比原振子的振幅小

5.在一个秒摆A的旁边，挂一个摆长为秒摆摆长1/4的B摆，如图7-2-10所示，两摆球是完全相同的弹性小球，互相接触，且位于同一水平线上。今把B球拉开一个不大的角度后自由释放。则它在4s内与A球发生碰撞的次数是

A．2次 B．3次

C．4次 D．5次

6.使悬线下端的单摆小球P偏离平衡位置（偏角θ

A．P球 B．Q球 C．质量大的球 D．质量小的球

7.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底板，设货物竖直方向上的振动是简谐振动，以向上位移为正，其振动图线如图7-2-11所示。在图线上取a、b、c三点，那么货物对车厢底板的压力大小，大于货物所受重力的是

A．a点 B．b点

C．c点 D．可能是a点也可能是c点

8.甲乙二位同学分别使用图7-2-12中左图所示的同一套装置观察单摆作简谐运动时的振动图象，已知二人实验时所用的单摆的摆长相同，落在木板上的细砂分别形成的曲线如图中右图所示，下面关于两图线不同的原因的说法中正确的是

A．甲图表示砂摆摆动的幅度较大，乙图摆动的幅度较小

B．甲图表示砂摆摆动的周期较大，乙图摆动的周期较小

C．甲图表示砂摆按正弦规律变化，是简谐运动，乙图不是简谐运动

D．二人拉木板的速度不同，甲图中木板速度较大。

9.如图7-2-13所示，在竖直光滑管中有一根劲度系数为k=800N/m，长30cm的轻弹簧，把质量为4kg的物块P与弹簧接触并立即放手，则物块P将在套管中做简谐运动，g=10m/s2，物块振动的最大加速度为_________（大小），振动系统的最大弹性势能是____________。（选平衡位置为重力势能零点）

10.一单摆在地面上的周期为2s，若将它升高到离地面的高度等于地球的半径处，单摆的振动周期是______s。

11.甲、乙两单摆，在相同时间内甲摆振动5次乙摆振动4次，这两摆摆长之比L甲∶L乙＝__________；如果将甲乙两摆都移到月球上，月球上的重力加速度为地球上的0.16倍，则甲摆振动5次时乙摆能振动_______次。

12.如图7-2-14劲度系数为k的轻质弹簧一端固定在墙壁上，另一端系在质量为M的物体A上，在物体A叠放着一质量为m的物体B，在光滑水平面上做简谐运动，振幅为A，且在整个过程中物体B、A之间没有相对滑动（A、B间的动摩擦因数为μ）．求

（1）当系统到达右方最大位移处时，物体B所受摩擦力的大小及方向．

（2）当弹簧的最大伸长量（或压缩量）达到多大时，物体B与A脱离?

（3）定性说明脱离后物体A的周期将怎样变化？

13.质量为m的钢板与直立轻弹簧的上端连接，弹簧下端固定在地上。平衡时，弹簧的压缩量为x0，如图7-2-15所示，一物块从钢板正上方距离为3x0的A处自由落下，打在钢板上并立刻与钢板一起向下运动，但不粘连。它们到达最低点后又向上运动。已知物块质量也为m时，它们恰能回到O点。若物块质量为2m，仍从A处自由落下，则物块与钢板回到O点时，还具有向上的速度，求物块向上运动到达的最高点与O点的距离。（1996年全国高考题）

答案

课前练习

1. D 2. 2cm；2.5Hz；0.4s；0.3s；0.2s 3．2:1，2:3，4:9 4.D 5．C 6． 0.7；0.8；1.25

探究学习

1.D 2.AD 3.C 4．AC 5．D 6．B 7．C 8.AD 9．10m/s2；4J 10．4 11．16:25 ，4 12．（1）水平向左，f=mkA/（M+m）（2）x=u（M+m）g/k（3）变小 13．。

高三物理教案：《机械振动与机械波》教学设计

古人云，工欲善其事，必先利其器。准备好一份优秀的教案往往是必不可少的。教案可以让学生能够在课堂积极的参与互动，使教师有一个简单易懂的教学思路。你知道如何去写好一份优秀的教案呢？下面的内容是小编为大家整理的高三物理教案：《机械振动与机械波》教学设计，希望对您的工作和生活有所帮助。

本文题目：高三物理教案：机械振动与机械波

1、判断简谐振动的方法

简谐运动：物体在跟偏离平衡位置的位移大小成正比，并且总指向平衡位置的回复力的作用下的振动。特征是：F=-kx,a=-kx/m.

要判定一个物体的运动是简谐运动，首先要判定这个物体的运动是机械振动，即看这个物体是不是做的往复运动;看这个物体在运动过程中有没有平衡位置;看当物体离开平衡位置时，会不会受到指向平衡位置的回复力作用，物体在运动中受到的阻力是不是足够小。 然后再找出平衡位置并以平衡位置为原点建立坐标系，再让物体沿着x轴的正方向偏离平衡位置，求出物体所受回复力的大小，若回复力为F=-kx,则该物体的运动是简谐运动。

2、简谐运动中各物理量的变化特点

简谐运动涉及到的物理量较多，但都与简谐运动物体相对平衡位置的位移x存在直接或间接关系：

如果弄清了上述关系，就很容易判断各物理量的变化情况

3、简谐运动的对称性

简谐运动的对称性是指振子经过关于平衡位置对称的两位置时，振子的位移、回复力、加速度、动能、势能、速度、动量等均是等大的(位移、回复力、加速度的方向相反，速度动量的方向不确定)。运动时间也具有对称性，即在平衡位置对称两段位移间运动的时间相等。

理解好对称性这一点对解决有关问题很有帮助。

4、简谐运动的周期性

5、简谐运动图象

简谐运动图象能够反映简谐运动的运动规律，因此将简谐运动图象跟具体运动过程联系起来是讨论简谐运动的一种好方法。

6、受迫振动与共振

(1)、受迫振动：物体在周期性驱动力作用下的振动，其振动频率和固有频率无关，等于驱动力的频率;受迫振动是等幅振动，振动物体因克服摩擦或其它阻力做功而消耗振动能量刚好由周期性的驱动力做功给予补充，维持其做等幅振动。

(2)、共振：○1共振现象：在受迫振动中，驱动力的频率和物体的固有频率相等时，振幅最大，这种现象称为共振。○2产生共振的条件：驱动力频率等于物体固有频率。○3共振的应用：转速计、共振筛。

(3)理解共振曲线的意义

单摆

考点分析：

一、 周期公式的理解

1、周期与质量、振幅无关

2、等效摆长

3、等效重力加速度

二、 摆钟快慢问题

三、 利用周期公式求重力加速度，进而求高度

四、 单摆与其他力学知识的综合

机械波

二、考点分析:

①.波的波速、波长、频率、周期和介质的关系：

②.判定波的传播方向与质点的振动方向

方法一：同侧原理波的传播方向与质点的振动方向均位于波形的同侧。

方法二：逆描波形法用笔沿波形逆着波的传播方向描，笔势向上该处质点振动方向即向

③、已知波的图象，求某质点的坐标,波速,振动图象等

④已知波速V和波形，作出再经Δt时间后的波形图

方法一、平移法：先算出经Δt时间波传播的距离Δx=VΔt，再把波形沿波的传播方向平移Δx即可。因为波动图象的重复性，若已知波长λ，则波形平移n个λ时波形不变，当Δx=nλ+x时，可采取去nλ留零x的方法，只需平移x即可。

方法二、特殊点法：在波形上找两特殊点，如过平衡位置的点和与它相邻的峰(谷)点，先确定这两点的振动方向，再看Δt=nT+t,由于经nT波形不变，所以也采取去整nT留零t的方法，分别作出两特殊点经t后的位置，然后按正弦规律画出新波形。

⑤已知某质点的振动图象和某时刻的波动图象进行分析计算

⑥已知某两质点的振动图象进行分析计算

⑦已知某两时刻的波动图象进行分析计算。

文章来源：http://m.jab88.com/j/75475.html

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