2019-2020年高三物理第二轮复习教学案机械振动与机械波人教版
高三物理复习学案：机械振动和机械波 新人教版
机械振动和机械波——典型问题与处理方法本章高考的热点内容是:(1)单摆周期公式与其它力学规律结合的综合性问题;(2)振动和波的关系,波长、频率和波速的关系v ＝λf ；(3)振动图象和波的图象的应用。
试题特点是：容量大、综合性强,一道题往往要考查多个概念或多个规律；用图象考核理解能力和推理能力,特别是对波的图象的理解和应用,每年高考都有1-2道试题，所占的分值约为全卷总分的3-5％。
1．明确简谐运动的特征,即F = -kx 。
弄清作简谐运动的物体的位移、速度、加速度、系统能量的变化情况，特别应注意位移的起始点总在运动系统的平衡位置。
还应注意,在关于平衡位置对称的位置上运动物体的各参量不一定相同，要根据运动的具体情况分析。
2．要注意区别阻尼振动、无阻尼振动、固有振动、受迫振动和共振现象。
应特别注意无阻尼振动并非不受到阻力的作用，事实上它是一种受迫的振动。
因为驱动力对它做了功,补偿了运动物体克服阻力所消耗的能量，所以振动的振幅不变。
共振也是受迫振动,只不过外界驱动力的频率恰好等于振动系统的固有频率，从而使振幅达到最大。
3．弄清横波和纵波的区别、振动和波动的区别和联系，振动图象与波动图象的区别，明确波长、频率和波速的关系，应特别注意由于振动和波动的周期性变化，导致许多问题具有多解的特点。
4．明确波的特性和波的叠加原理，弄清波的衍射和干涉的区别及其条件，明确声波的传播特点。
5．了解多普勒效应和次声波、超声波的应用。
典型问题与处理方法（一）简谐振动物体的各物理量的变化分析【例1】如图1为一单摆的振动图线，从图线上可以看出此质点做的是 振动，周期是秒，频率是 赫兹；摆长是 米，振幅是 厘米；0.4秒时的位移是厘米，0.6秒时的位移是 厘米；正向速度最大的时刻是 ；位移最大的时刻是 ； 时间内负向加速度在逐渐减小。
思维方法：如图2所示，_______________________________________（二）单摆与牛顿第二定律的综合问题【例1】在图3中，O 点悬一细长直杆，杆上穿着一个弹性小球A ，用长为L 的细线系着另一小球B ，上端也固定在O 点。
高考物理二轮复习 专题11 机械振动和机械波 光学案-人教版高三全册物理学案
11 机械振动和机械波光本专题在高考中的出题方向，一是以图象为主，考查简谐运动的特点和波传播的空间关系，题型为选择题、填空题或计算题；二是以常规模型或实际生活材料为背景，考查折射率、全反射等基本规律的应用，题型为选择题或计算题。
高频考点：波动图象的分析及应用；振动图象与波动图象的综合分析；波的多解问题；光的折射及折射率的计算；光的折射与全反射的综合。
一．机械振动1.回复力:使物体回到平衡位置的力.它是按力效果的命名的。
2.位移x:振动中位移是指振动物体相对于平衡位置的位移。
3.振幅A:振动物体离开平衡位置的最大距离。
4.周期T:振动物体完成一次全振动所需要的时间。
5.频率f:单位时间内完成全振动的次数,单位是赫兹。
6.受迫振动:物体在周期性策动力的作用下的振动.物体作受迫振动的频率等于策动力的频率,跟物体的固有频率无关。
7.共振:当策动力频率等于物体的固有频率时发生共振,共振时振幅最大。
8.简谐运动:（1）受力特征:回复力F=-kx（2）运动特征:加速度a=-kx/m,方向与位移方向相反,总指向平衡位置,简谐运动是一种变加速度运动。
在平衡位置时,速度最大,加速度为零;在最大位移处,速度为零,加速度最大。
（3）规律＊在平衡位置达到最大值的量有速度、动能。
＊在最大位移处达到最大值的量有回复力、加速度、势能。
＊能过同一点有相同的位移、速率、回复力、加速度、动能、势能可能有不同的运动方向。
＊经过半个周期，物体运动到对称点，速度大小相等，方向相反。
＊一个周期内能过的路程为4倍振幅，半个周期内2倍振幅，在1/4周期内通过的不一定等于一个振幅。
（４）两种实例*单摆摆角小于５°的范围，T=回复力为重力的切向分力，平衡位置合力不为零。
应用：计时器；测重力加速度g= *弹簧振子 二．机械波１．ｖ＝λf ＝λ/T （ｖ由介质决定，ｆ由振源决定）2．波动中各质点都在平衡位置附近做周期性振动，是变加速运动。
质点并没沿波的传播方向随波迁移，要区分开这两个速度。
高考物理二轮复习 专题13 机械振动与机械波教学案(含解析)
专题13 机械振动与机械波本专题解决两大类问题：一是机械振动和机械波；二是光和电磁波．作为选修模块之一，每年高考试题中都独立于其他模块而单独命题，《考试说明》中除对波的图象、波速公式的应用和折射率要求较高外，其它内容要求都较低，命题方式仍然是小题的拼盘．高考对本部分内容考查的重点和热点有以下几个方面：①波的图象；②波长、波速和频率及其相互关系；③光的折射及全反射；④光的干涉、衍射及双缝干涉实验；⑤简谐运动的规律及振动图象；⑥电磁波的有关性质．机械波是高中物理的一个比较重要的知识，也是每年高考的必考内容，高考中的热点内容主要包括振动和波的关系；波长、频率和波速的关系；波的图象及其应用等. 高考中机械波相关试题的特点是:(1)试题容量大、综合性强，一道题往往要考查多个概念或多个规律；(2)用图象考查理解能力和推理能力，特别是对波的图象的理解和应用。
本章所占的分值约为全卷总分的5%，个别年份将达到10 %以上,因此要认真对待，熟练掌握相关内容。
一、机械振动1．简谐运动的对称性(1)振动质点经过关于平衡位置对称的两点时，位移x、回复力F、速度v、加速度a、动能E k、势能E p的大小都相等，其中回复力F、加速度a与位移x方向相反，速度与位移x的方向可能相同，也可能相反．(2)振动质点通过关于平衡位置对称的两段等长线段的时间相等．2．简谐运动的周期性(1)周期性：简谐运动的位移x、速度v、加速度a、回复力F、动能E k和势能E p都随时间作周期性变化，x 、v 、a 、F 的变化周期为T ，E k 和E p 的变化周期为T 2. (2)质点在任意时刻开始计时的一个周期内通过的路程s ＝4A (A 为振幅)，半个周期内通过的路程s ＝2A .但从不同时刻开始计时的四分之一周期内，路程不一定等于振幅A .二、机械波1．波长、波速与频率(周期)的关系 v ＝λf ＝λT波的频率(周期)等于振源的频率(周期)，与介质无关，波从一种介质进入另一种介质，频率(周期)是不变的；波在介质中的传播速度v 由介质的性质决定；波长等于波在一个周期内向外传播的距离，其大小取决于波的频率及介质的性质(波速v )．波速也可用公式v ＝Δx Δt计算，其中Δx 为Δt 时间内波沿传播方向传播的距离． 2．振动图象与波的图象的比较振动图象反映了一个质点的位移x (位置坐标)随时间t 变化的关系，波动图象反映了一系列质点在某一时刻相对其平衡位置的位移随质点的平衡位置变化的关系；由振动图象可确定周期T 、振幅A 、各时刻的位移及速度方向，由波动图象可确定波长λ、振幅A 、波峰和波谷的位置、各个质点的位置及速度方向(结合传播方向)．注意：(1)简谐运动与其在介质中的传播形成的简谐波的振幅、频率均相同．(2)简谐振动和简谐波的图象均为正弦(或余弦)曲线．(3)振动和波动的图象中质点振动方向判断方法不同．3．波的干涉：频率相同的两列波叠加，使某些区域的振动加强，某些区域的振动减弱，而且振动加强的区域和振动减弱的区域互相隔开，这种现象叫波的干涉．路程差Δx ＝2n ＋12λ(n ＝0,1,2…)的点为振动减弱点；路程差Δx ＝nλ(n ＝0,1,2…)的点为振动加强点．4．波的衍射：波绕过障碍物继续传播的现象．发生明显衍射的条件是，波长大于障碍物、小孔的尺寸或差不多．三、振动图象与波动图象问题1．由振动图象判定质点在某时刻的振动方向振动图象中质点在某时刻的振动方向可根据下一个时刻(远小于T4)质点的位移(位置坐标)确定，也可根据图象中该时刻对应的曲线斜率的正负确定．2．波动图象中质点的振动方向与波的传播方向(1)“上下坡法”：将波形想象成一段坡路，沿着波传播的方向看，位于“上坡”处的各质点振动方向向下，位于“下坡”处的各质点振动方向向上．(2)微平移法：波的传播过程其实是波形沿传播方向的平移，作出微小时间Δt 后的波形，可确定各质点经Δt 后到达的位置，由此可确定各质点的振动方向．3．振动图象与波动图象结合解答振动图象和波动图象结合的问题，应注意两种图象意义的理解，波动图象是某时刻一系列质点的振动情况的反映，振动图象是某一质点在不同时刻的振动情况的反映；其次要从一种图象中找到某一质点的振动信息，由此结合题设条件及相应的振动或波动规律推导另一种图象的相关情况．考点一 机械振动例1．2015·山东理综，38(1)](难度★★)(多选)如图，轻弹簧上端固定，下端连接一小物块，物块沿竖直方向做简谐运动．以竖直向上为正方向，物块简谐运动 的表达式为y ＝0.1sin(2.5πt )m.t ＝0时刻，一小球从距物块h 高处自由落下；t ＝0.6 s 时，小球恰好与物块处于同一高度．取重力加速度的大小g ＝10 m/s 2. 以下判断正确的是( )a ．h ＝1.7 mb ．简谐运动的周期是0.8 sc ．0.6 s 内物块运动的路程是0.2 md ．t ＝0.4 s 时，物块与小球运动方向相反答案 ab【变式探究】(2014·安徽理综，14，6分)(难度★★)在科学研究中，科学家常将未知现象同 已知现象进行比较，找出其共同点，进一步推测未知现象的特性和规律．法 国物理学家库仑在研究异种电荷的吸引力问题时，曾将扭秤的振动周期与电 荷间距离的关系类比单摆的振动周期与摆球到地心距离的关系．已知单摆摆 长为l ，引力常量为G ，地球质量为M ，摆球到地心的距离为r ，则单摆振动 周期T 与距离r 的关系式为( )A ．T ＝2πrGM l B ．T ＝2πr l GM C ．T ＝2πr GMl D ．T ＝2πl rGM解析 由单摆周期公式T ＝2πl g 及黄金代换式GM ＝gr 2，得T ＝2πr l GM ..答案 B考点二 机械波例2．(2015·北京理综，15,6分)(难度★★)周期为2.0 s 的简谐横波沿x 轴传播，该波在某时刻的图象如图所示，此时质点P 沿y 轴负方向运动，则该波( )A ．沿x 轴正方向传播，波速v ＝20 m/sB ．沿x 轴正方向传播，波速v ＝10 m/sC ．沿x 轴负方向传播，波速v ＝20 m/sD ．沿x 轴负方向传播，波速v ＝10 m/s答案 B【变式探究】(2015·四川理综，2，6分)(难度★★)平静湖面传播着一列水面波(横波)，在波 的传播方向上有相距3 m 的甲、乙两小木块随波上下运动，测得两小木块每 分钟都上下30次,甲在波谷时，乙在波峰，且两木块之间有一个波峰．这列 水面波( )A ．频率是30 HzB ．波长是3 mC ．波速是1 m/sD ．周期是0.1 s解析 由题意知T ＝6030 s ＝2 s ，f ＝1T ＝0.5 Hz ，A 、D 错误；32λ＝3 m ，则λ ＝2 m ，B 错误；由v ＝λT ＝22m/s ＝1 m/s ，所以C 正确． 答案 C考点三 实验：探究单摆的运动 用单摆测定重力加速度例3．2015·天津理综，9(2)](难度★★★)某同学利用单摆测量重力加速度．①为了使测量误差尽量小，下列说法正确的是________．A．组装单摆须选用密度和直径都较小的摆球B．组装单摆须选用轻且不易伸长的细线C．实验时须使摆球在同一竖直面内摆动D．摆长一定的情况下，摆的振幅尽量大②如图所示，在物理支架的竖直立柱上固定有摆长约1 m的单摆．实验时，由于仅有量程为20 cm、精度为1 mm的钢板刻度尺,于是他先使摆球自然下垂，在竖直立柱上与摆球最下端处于同一水平面的位置做一标记点，测出单摆的周期T1；然后保持悬点位置不变，设法将摆长缩短一些，再次使摆球自然下垂，用同样方法在竖直立柱上做另一标记点，并测出单摆的周期T2；最后用钢板刻度尺量出竖直立柱上两标记点之间的距离ΔL.用上述测量结果，写出重力加速度的表达式g＝________．②设第一次摆长为L，第二次摆长为L－ΔL，则T1＝2πLg，T2＝2πL－ΔLg联立解得g＝4π2ΔLT21－T22.答案①BC②4π2ΔLT21－T22.【变式探究】2015·北京理综，21(2)](难度★★★)用单摆测定重力加速度的实验装置如图所示．①组装单摆时，应在下列器材中选用________(选填选项前的字母)．A．长度为1 m左右的细线B．长度为30 cm左右的细线C．直径为1.8 cm的塑料球D．直径为1.8 cm的铁球②测出悬点O到小球球心的距离(摆长)L及单摆完成n次全振动所用的时间t，则重力加速度g＝________(用L、n、t表示)．③下表是某同学记录的3组实验数据，并做了部分计算处理.组次123摆长L/cm80.0090.00100.0050次全振动时间t/s90.095.5100.5振动周期T/s 1.80 1.91重力加速度g/(m·s－2)9.749.73请计算出第3组实验中的T＝________s，g＝________m/s2.④用多组实验数据做出T2L图象，也可以求出重力加速度g.已知三位同学做出的T2-L 图线的示意图如图中的a、b、c所示，其中a和b平行，b和c都过原点,图线b对应的g 值最接近当地重力加速度的值．则相对于图线b，下列分析正确的是________(选填选项前的字母)．A．出现图线a的原因可能是误将悬点到小球下端的距离记为摆长LB．出现图线c的原因可能是误将49次全振动记为50次C．图线c对应的g值小于图线b对应的g值⑤某同学在家里测重力加速度．他找到细线和铁锁，制成一个单摆，如图所示，由于家里只有一根量程为30cm的刻度尺，于是他在细线上的A点做了一个标记，使得悬点O 到A点间的细线长度小于刻度尺量程．保持该标记以下的细线长度不变，通过改变O、A 间细线长度以改变摆长．实验中，当O、A间细线的长度分别为l1、l2时，测得相应单摆的周期为T1、T2.由此可得重力加速度g＝________(用l1、l2、T1、T2表示)．解析①单摆模型需要满足的两个基本条件是摆线长远大于小球的直径和小球的密度越大越好．所以应选A、D.②由T＝tn，T＝2πLg得g＝4π2n2Lt2③T ＝t n ＝100.550 s ＝2.01 s g ＝4π2n 2L t 2＝4×3.142×502×1100.52 m/s 2＝9.76 m/s 2，⑤设A 到铁锁重心的距离为l ，有T 1＝2πl ＋l 1gT 2＝2πl ＋l 2g联立消去l 解得g ＝4π2（l 1－l 2）T 21－T 22答案 ①AD ②4π2n 2L t2 ③2.01 9.76 ④B ⑤4π2（l 1－l 2）T 21－T 221．【2016·北京卷】 如图1所示，弹簧振子在M 、N 之间做简谐运动．以平衡位置O为原点，建立Ox 轴．向右为x 轴正方向．若振子位于N 点时开始计时，则其振动图像为( )图1图1【答案】A 【解析】 弹簧振子的初始位置N 点位于x 轴的正向位移处．选项A 正确，选项B 、C 、D 不正确．2．【2016·全国卷Ⅰ】 【物理——选修34】(1)某同学漂浮在海面上，虽然水面波正平稳地以1.8 m/s 的速率向着海滩传播，但他并不向海滩靠近．该同学发现从第1个波峰到第10个波峰通过身下的时间间隔为15 s ．下列说法正确的是________．A ．水面波是一种机械波B ．该水面波的频率为6 HzC ．该水面波的波长为3 mD ．水面波没有将该同学推向岸边，是因为波传播时能量不会传递出去E ．水面波没有将该同学推向岸边，是因为波传播时振动的质点并不随波迁移3．【2016·全国卷Ⅱ】 【物理——选修34】(2)一列简谐横波在介质中沿x 轴正向传播，波长不小于10 cm.O 和A 是介质中平衡位置分别位于x ＝0和x ＝5 cm 处的两个质点．t ＝0时开始观测，此时质点O 的位移为y ＝4 cm ，质点A 处于波峰位置；t ＝13s 时，质点O 第一次回到平衡位置，t ＝1 s 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)4 s 7.5 cm/s 30 cm【解析】 (i)设振动周期为T .由于质点A 在0到1 s 内由最大位移处第一次回到平衡位置，经历的是14个周期，由此可知 T ＝4 s ①由于质点O 与A 的距离5 cm 小于半个波长，且波沿x 轴正向传播，O 在t ＝13s 时回到平衡位置，而A 在t ＝1 s 时回到平衡位置，时间相差23s ．两质点平衡位置的距离除以传播时间，可得波的速度v ＝7.5 cm/s ②利用波长、波速和周期的关系得，简谐波的波长λ＝30 cm ③(ii)设质点O 的位移随时间变化的关系为y ＝A cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫2πt T ＋φ0 ④ 将①式及题给条件代入上式得⎩⎪⎨⎪⎧4＝A cos φ00＝A cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫π6＋φ0 ⑤4．【2016·全国卷Ⅲ】 【物理——选修34】(1)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15.8 m 、14.6 m ．P 、Q 开始振动后，下列判断正确的是________．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 【解析】波长λ＝vT ＝v f ＝0.8 m ，SQ ＝14.6 m ＝1814λ，当S 处于平衡位置向上振动时，Q 应处于波谷；SP ＝15.8 m ＝1934λ，当S 处于平衡位置向上振动时，P 应处于波峰；可见P 、Q 两质点运动的方向应始终相反，A 、C 错误，B 、D 、E 正确．5．【2016·北京卷】 下列说法正确的是( )A ．电磁波在真空中以光速c 传播B ．在空气中传播的声波是横波C ．声波只能在空气中传播D ．光需要介质才能传播【答案】A 【解析】 光波属于电磁波，光波在真空中的速度也就是电磁波在真空中的速度，选项A 正确．空气中的声波是振源的振动造成空气密度的变化而产生的，它存在密部和疏部，属于纵波，选项B 不正确．声波不仅仅能在空气中传播，在固体、液体中都可以传播，选项C 不正确．光波属于电磁波，电磁波是通过电磁场的交替变化传递的，不需要介质，选项D 不正确．6．【2016·天津卷】 在均匀介质中坐标原点O 处有一波源做简谐运动，其表达式为y ＝5sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫π2t ，它在介质中形成的简谐横波沿x 轴正方向传播，某时刻波刚好传播到x ＝12 m 处，波形图像如图1所示，则( )A ．此后再经6 s 该波传播到x ＝24 m 处B ．M 点在此后第3 s 末的振动方向沿y 轴正方向C ．波源开始振动时的运动方向沿y 轴负方向D ．此后M 点第一次到达y ＝－3 m 处所需时间是2 s7．【2016·四川卷】 简谐横波在均匀介质中沿直线传播，P 、Q 是传播方向上相距10 m的两质点，波先传到P，当波传到Q时开始计时，P、Q两质点的振动图像如图1所示．则( )图1A．质点Q开始振动的方向沿y轴正方向B．该波从P传到Q的时间可能为7 sC．该波的传播速度可能为2 m/sD．该波的波长可能为6 m【2015·江苏·12B（1）】1．一渔船向鱼群发出超声波，若鱼群正向渔船靠近，则被鱼群反射回来的超声波与发出的超声波相比_________。
高考物理二轮复习教案 第十二章 机械振动和机械波
第十一章 机械振动和机械波知识网络：§11-1机械振动一、简谐运动的基本概念1．定义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，叫简谐运动。
表达式为：F = -kx（1）简谐运动的位移必须是指偏离平衡位置的位移。
也就是说，在研究简谐运动时所说的位移的起点都必须在平衡位置处。
（2）回复力是一种效果力。
是振动物体在沿振动方向上所受的合力。
（3）“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）周期：g L T π2=机械振动 简谐运动 物理量：振幅、周期、频率 运动规律 简谐运动图象 阻尼振动 无阻尼振动 受力特点 回复力：F= - kx 弹簧振子：F= - kx 单摆：x L mg F -= 受迫振动 共振 在介质中 的传播 机械波 形成和传播特点 类型 横波 纵波 描述方法波的图象 波的公式：vT =λ x=vt 特性 声波，超声波及其应用波的叠加 干涉 衍射 多普勒效应 实例（4）F=-kx 是判断一个振动是不是简谐运动的充分必要条件。
凡是简谐运动沿振动方向的合力必须满足该条件；反之，只要沿振动方向的合力满足该条件，那么该振动一定是简谐运动。
2．几个重要的物理量间的关系要熟练掌握做简谐运动的物体在某一时刻（或某一位置）的位移x 、回复力F 、加速度a 、速度v 这四个矢量的相互关系。
（1）由定义知：F ∝x ，方向相反。
（2）由牛顿第二定律知：F ∝a ，方向相同。
（3）由以上两条可知：a ∝x ，方向相反。
（4）v 和x 、F 、a 之间的关系最复杂：当v 、a 同向（即 v 、 F 同向，也就是v 、x 反向）时v 一定增大；当v 、a 反向（即 v 、 F 反向，也就是v 、x 同向）时，v 一定减小。
机械振动机械波教案
机械振动机械波教案一、教学目标1.了解机械振动的基本概念和特点；2.了解机械波的基本概念和特点；3.能够描述机械振动的特征参数和振动方程；4.能够描述机械波的传播特点和波动方程；5.能够解决与机械振动和机械波相关的问题。
二、教学重点1.机械振动的特征参数和振动方程；2.机械波的传播特点和波动方程。
三、教学难点1.机械波的传播特点和波动方程。
四、教学过程1.导入（10分钟）通过激发学生的好奇心，引导他们思考什么是机械振动和机械波，并以日常生活中机械振动和机械波的例子来引入。
2.机械振动（20分钟）2.1机械振动的基本概念和特点通过展示一些具有振动特征的物体（如钟摆、弹簧等），引导学生了解机械振动的基本概念和特点。
2.2机械振动的特征参数和振动方程介绍机械振动的特征参数，如周期、频率、角频率、振幅等。
并通过示例讲解机械振动的振动方程。
3.机械波（20分钟）3.1机械波的基本概念和特点通过展示一些具有波动特征的物质（如水波、声波等），引导学生了解机械波的基本概念和特点。
3.2机械波的传播特点和波动方程介绍机械波的传播特点，如波速、频率、波长等。
并通过示例讲解机械波的波动方程。
4.练习与巩固（20分钟）通过小组讨论和个人思考，解决一些与机械振动和机械波相关的问题，巩固所学知识。
5.拓展与应用（20分钟）引导学生思考机械振动和机械波在日常生活和科学技术中的应用，并请学生在小组内进行讨论和展示。
6.总结与展望（10分钟）对本节课所学内容进行总结，并展望下一节课的学习内容。
五、教学资源1.PPT课件；2.实验设备：钟摆、弹簧、水槽等；3.小组讨论资料。
六、教学评价通过学生的课堂参与、小组讨论和个人解答问题等方式来评价学生的学习情况。
并根据学生的表现情况，对相关知识进行巩固和拓展。
高三物理教案：机械振动与机械波
高三物理教案：机械振动与机械波高三物理教案：机械振动与机械波【】鉴于大家对查字典物理网十分关注，小编在此为大家搜集整理了此文高三物理教案：机械振动与机械波，供大家参考!本文题目：高三物理教案：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)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t时间后的波形图方法一、平移法：先算出经t时间波传播的距离x=Vt，再把波形沿波的传播方向平移x即可。
因为波动图象的重复性，若已知波长，则波形平移n个时波形不变，当x=n+x时，可采取去n留零x的方法，只需平移x即可。
高三物理复习教案第六讲 机械振动和机械波
城东蜊市阳光实验学校高三物理复习教案第六讲机械振动和机械波祁东县育贤中学撰稿：陈志华校稿：肖仲春一、【考点梳理】1.简谐运动的三个特征简谐运动物体的受力特征：F=kxm；简谐运动的能量特征：机械能转化及守恒；简谐运动的运动特征：变加速运动。
2.单摆的振动规律单摆的摆角越小，其运动越接近简谐运动。
单摆回复力是重力沿切线方向的分力，而不是重力和绳子张力的合力。
3.阻尼振动与无阻尼振动阻尼振动和无阻尼振动的区别只在于外表现象，即振幅是否衰减。
但无阻尼振动不能单一理解成无阻力自由振动，例如：当筹划力补充能量与抑制阻力消耗能量相等时，此时的受迫振动尽管有阻力作用，但由于能量不变，振幅不变，所以仍为无阻尼振动。
4.几个辩析①机械振动能量只取决于振幅，与周期和频率无关；②机械波的传播速度只与介质有关，与周期和频率无关；波由一介质进入另一介质，只改变波速和波长，不改频率；③波干预中振动加强的点比振动减弱的点振幅大，但每一时刻的位移并不一定大，即振动加强的点也有即时位移为零的时候；波的干预图像中除加强和减弱点外，还有振动介于二者之间的质点。
同时波的干预是有前提条件的。
5.波动问题的周期性和多解性波动过程具有时间是是和空间的周期性。
第一：介质在传播振动的过程中，介质中每一个质点相对于平衡位置的位移随时间是是作周期性变化，这表达了时间是是的周期性。
第二：介质中沿波传播方向上各个质点的空间分布具有空间周期性。
如相距波长整数倍的两个质点振动状态一样，即它们在任一时刻的位移、速度及相关量均一样；相距半波长奇数倍的两个质点振动状态相反，即它们在任一时刻的位移、速度及相关量均相反。
双向性与重复性是波的两个根本特征。
波的这两个特征决定了波问题通常具有多解性。
为了准确地表达波的多解性，通常选写出含有“n〞或者者“k〞的通式，再结合某些限制条件，得出所需要的特解，这样可有效地防止漏解。
二、【热身训练】1．如下列图，两单摆摆长一样，平衡时两摆球刚好接触。
高三物理第13讲 机械振动和机械波(教案)
第13讲 机械振动和机械波适用学科 物理 适用年级高三适用区域 全国 课时时长（分钟） 120知识点1：机械振动 2：波的周期性 3：波的特性教学目标1：了解振动和波的考查特点 2：掌握基本知识和解题方法。
3：学会利用波的特性解题教学重点1：机械振动 2：波的周期性教学难点1：波的周期性 3：波的特性【重点知识精讲和知识拓展】1. 简谐运动的回复力满足：F=-kx 。
2.简谐运动的运动方程及速度、加速度的瞬时表达式振动方程：x =A cos(ωt +φ). 速度表达式： v =-ωA sin(ωt +φ). 加速度表达式：a =-ω2A cos(ωt +φ).3. 简谐运动的周期和能量振动的周期：T =2πkm . 振动的能量：E =21mv 2+21kx 2=21kA 2.弹簧振子和单摆，振幅越大，系统能量越大。
在振动过程中，动能和势能相互转化，机械能守恒。
4.物体做简谐运动其位移、回复力、加速度、速度、动量随时间做周期性变化，变化周期为简谐运动周期T。
动能和势能也随时间做周期性变化，变化周期为T/2.5.单摆振动周期公式单摆做简谐运动时,周期公式为T=2πLg,此公式不仅适用于基本单摆装置,也适用于其他较为复杂情况下的简谐运动,此时＂L＂应为等效摆长,＂g＂为等效重力加速度。
灵活运用等效摆长和等效重力加速度,能给我们处理问题带来很多方便。
6.摆钟问题。
利用单摆运动的等时性可制成摆钟计时。
计算摆钟类问题方法是：在一定时间内，摆钟走过的格子数n（n可以是分钟数，也可以是秒数）与频率f成正比。
即n∝f∝1L。
7.机械波传播机械波的传播是“前带后，后跟前，运动状态向后传”。
前带后是各个质点相继起振的内因，后跟前，使各个质点的起振方向和运动形式和波源完全相同，只是后一质点在时间上滞后前一质点。
沿波动传播方向上各个介质都做受迫振动，起振方向由波源决定，其振动频率等于波源的振动频率。
机械波传播的是波源的振动形式和波源提供的能量、信息，质点不随波迁移，质点只在平衡位置附近做简谐运动。
2020高考物理二轮复习精品资料Ⅰ 专题17 机械振动和机械波教学案(教师版) 精品
机械振动和机械波【考纲解读】预测2020年的机械振动与波的考题仍将保持以选项题为主，考查的知识综合较强的风格．一个考题往往多个知识点，重点在简谐运动的规律和图象；波的形成过程和波长、波速和频率的关系，波的图象和波的多解问题仍是考查的热点．尤其是波的图象中已知某一时刻的波形图，判断方向和求位移、路程及质点坐标；已知某两时刻的波形图涉用的多解；振动图象与波动图象的综合运用预测是重点考查的重点。
另外对共振现象和波的特性在实际中的应用问题也要引起注意。
【考点突破】考点1 、简谐运动及其图象【例1】弹簧振子在B 、C 间做简谐运动，O 为平衡位置，BC 间距离为10cm ，B →C 运动时间为1s ，如图7-29-5所示，则( )A ．从O →C →O 振子作了一个全振动B ．振动周期为1s ，振幅是10cmC ．经过两次全振动，通过的路程是20cmD ．从B 开始经3s ，振子通过的路程是30cm 【解析】振子从O →C →O 时位移虽相同，但速度方向不同，振子的振动只是半次全振动，故A 错.振子从B →C是半次全振动，故周期T=2×1s=2s ，振幅A=OB=BC/2=5cm ，故B 错.由全振动的定义知，振子从B →C →B 为一次全振动，振子路程为s=4A=20cm ，所以2个全振动的路程是2×20cm=40cm ，故C 错.t=3s=3/2T ，即振子经历了3/2个全振动，路程s=4A+2A=30cm ，故D 正确，正确答案是D ．考点2 、单摆 受迫振动 振动中的能量转化【例2】把地球上的一个秒摆(周期等于2s 的摆称为秒摆)拿到月球上去，它的振动周期变为多少?已知地球质量M 地=5.98×1024kg ，半径R 地=6.4×106m ，月球质量M 月=7.34×1022kg ，半径R 月=1.74×106m.【解析】由单摆的周期公式知 T 地=地g l /2π，T 月=月g l /2π ∴T 月=T 地g 月/g 地根据万有引力定律知：mg地=GmM地/R2地，mg月=GmM月/R2月得g地/g月=M地R2月/M月R2地∴T月=T地R月/R地=2×5.98×1024×(1.74×106)2/7.34×1022×(6.4×106)2s≈4.91s.【命题解读】命题角度1 简谐运动规律振动图象1．一弹簧振子沿x轴振动，振幅为4cm，振子的平衡位置位于x轴上的O点，图6—1中的a、b、c、d为四个不同的振动状态：黑点表示振子的位置，黑点上的箭头表示运动的方向．图6—1中给出的①②③④四条振动图线，可用于表示振子的振动图象是 ( )A.若规定状态。
2019-2020年高三物理专题复习 机械振动 机械波教案
2019-2020年高三物理专题复习机械振动机械波教案从近几年的高考试题看,对本专题的考查多以选择题形式出现，但试题信息量大，一道题中考查多个概念、规律。
对机械振动的考查着重放在简谐运动的运动学特征、动力学特征和振动图象上；同时也通过简谐运动的规律考查力学的主干知识。
对机械波的考查着重放在波的形成过程、传播规律、波长和波动图象及波的多解上；对波的叠加、干涉和衍射、多普勒效应也有涉及。
实际上许多考题是振动与波的综合,考查振动图象与波动图象的联系和区别；同时也加强了对振动和波的联系实际的问题的考查,如利用单摆、结合万有引力知识测量山的高度，共振筛、队伍过桥等共振现象的利用与防止，医用B型超声波图、心电图、地震波图线的分析等。
一、主要知识点及要求：1.要求掌握简谐运动的判断方法，对称性与周期性，知道简谐运动中各物理量的变化特点.主要模型：弹簧振子、单摆（在小振幅条件下单摆做简谱运动，周期公式）。
受迫振动、共振也不可忽略。
2.理解和掌握机械波的特点：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。
3．理解波的频率和周期由振源决定，波速由介质决定，波长由波速和频率共同决定。
一列波上所有质点振动的周期都相等。
4．掌握衍射、干涉是波的特有现象。
知道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。
5．本专题易错点和难点有：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区别和应用。
③波的多解问题往往是由波的传播方向的双向性、波长的多种可能性、周期的多种可能性而引起的，在求解过程中要特别注意。
高中物理新教材复习教案（机械波）
第一单元第一单元 机械波的形成机械波的形成 波的图象波的图象教学目的：1、深刻理解机械波的形成的特点。
、深刻理解机械波的形成的特点。
2、熟练掌握波速、波长和频率的概念及大小关系。
、熟练掌握波速、波长和频率的概念及大小关系。
3、理解波的图象的物理意义，明确波的图象与振动的图象的区别，能利用波的图象求解相关问题。
图象求解相关问题。
教学过程：教学过程：一、基础知识点一、基础知识点（一）机械波（一）机械波1．机械波的形成．机械波的形成机械振动在介质中的传播叫机械波。
机械振动在介质中的传播叫机械波。
2．产生机械波的条件．产生机械波的条件A 波源，波源，B 介质介质3．波的种类．波的种类横波：振动方向垂直于传播方向的波。
横波有波峰和波谷。
例：水波近似看作横波；光波是横波，但是是电磁波；横波，但是是电磁波；纵波：振动方向平行于传播方向的波。
纵波有密部和疏部。
例：声波；地震时所产生的波既有横波也有纵波。
有横波也有纵波。
4、机械波的特点、机械波的特点（1）机械波传播的是振动的形式和能量。
质点只在各自的平衡位置附近振动，并不随波定向迁移。
向迁移。
（2）介质中各质点的振动的周期和频率都与波源的振动周期和频率相同。
而且各质点开始振动的方向与振源开始振动方向也相同，即各质点的振动方向与振源的振动方式完全一致。
一致。
（3）离波源近的质点带动离波源远的质点依次振动。
即离波源较近的介质质点越早开始振动，离波源较远的质点越晚开始振动。
在沿波传播方向上的两介质质点P 1和P 2，开始振动的时间差就是机械振动从一质点P 1传播到另一质点P 2的传播时间，即Vx t D=D ，如图1所示，图中x D 为P 1、P 2两质点平衡位置间的距离，V 为波速。
为波速。
4．波长l两个相邻的在振动过程中对平衡位置的位移总是相等的两个质点间的距离。
两个相邻的在振动过程中对平衡位置的位移总是相等的两个质点间的距离。
5．波长，频率和波速．波长，频率和波速质点的振动频率=波的频率波的频率波在介质中传播的速度叫做波速（波在一个周期内向前推进一个波长）波在介质中传播的速度叫做波速（波在一个周期内向前推进一个波长）注意：波速反映波在介质中传播快慢程度，而不是质点振动快慢的程度。
高考物理二轮复习 专题七 选考模块 第2讲 机械振动和机械波 光 电磁波学案-人教版高三全册物理学案
第2讲机械振动和机械波光电磁波网络构建1.机械振动和机械波2.光电磁波[规律方法]1.分析简谐运动的技巧(1)物理量变化分析：以位移为桥梁，位移增大时，振动质点的回复力、加速度、势能均增大，速度、动能均减小；反之，则产生相反的变化。
(2)矢量方向分析：矢量均在其值为零时改变方向。
2.波的传播方向与质点的振动方向判断方法(1)“上下坡”法：沿波的传播方向，“上坡”时质点向下振动，“下坡”时质点向上振动。
(2)“同侧”法：波形图上某点表示传播方向和振动方向的箭头在图线同侧。
(3)“微平移”法：将波形沿传播方向进行微小的平移，再通过因波形平移引起质点的运动方向来确定。
3.几何光学临界问题的分析画出正确的光路图，从图中找出各种几何关系；利用好光路图中的临界光线，准确地判断出恰好发生全反射的临界条件。
4.数学知识(1)平行线、三角形、圆等有关几何定理。
(2)三角函数知识。
(3)相似三角形的性质。
(4)勾股定理。
(5)正弦、余弦定理。
5.数理转化几何光学的求解通常要画出临界光线与边界光线，用相关的几何知识与数学方法进行求解。
振动(或波动)与光的折射、全反射的组合【典例1】(2018·全国卷Ⅱ，34)(1)(5分)声波在空气中的传播速度为340 m/s，在钢铁中的传播速度为4 900 m/s。
一平直桥由钢铁制成，某同学用锤子敲击一下桥的一端发出声音，分别经空气和桥传到另一端的时间之差为1.00 s。
桥的长度为________ m。
若该声波在空气中的波长为λ，则它在钢铁中的波长为λ的________倍。
(2)(10分)如图1，△ABC是一直角三棱镜的横截面，∠A＝90°，∠B＝60°。
一细光束从BC边的D点折射后，射到AC边的E点，发生全反射后经AB边的F点射出。
EG垂直于AC 交BC于G，D恰好是CG的中点。
不计多次反射。
图1(ⅰ)求出射光相对于D 点的入射光的偏角；(ⅱ)为实现上述光路，棱镜折射率的取值应在什么范围？解析 (1)设声波在钢铁中的传播时间为t 1、传播速度为v 1，在空气中的传播时间为t 2、传播速度为v 2，桥长为l ，则l ＝v 1t 1＝v 2t 2，而t 2－t 1＝1.00 s ，代入数据解得l ≈365 m。
高考物理复习教学案-专题12.2 机械波-教学案教师版
【重点知识梳理】一、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．二、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。
三、说明:①波的频率是介质中各质点的振动频率，质点的振动是一种受迫振动，驱动力来源于波源，所以波的频率由波源决定，是波源的频率.波速是介质对波的传播速度．介质能传播波是因为介质中各质点间有弹力的作用，弹力越大，相互对运动的反应越灵教，则对波的传播速度越大．通常情况下，固体对机械波的传摇速度校大，气体对机械波的传播速度较小．对纵波和横波，质点间的相互作用的性质有区别，那么同一物质对纵波和对横波的传播速度不相同．所以，介质对波的传播速度由介质决定，与振动频率无关．波长是质点完成一次全振动所传播的距离,所以波长的长度与波速v和周期T有关．即波长由波源和介质共同决定．由以上分析知，波从一种介质进入另一种介质，频率不会发生变化，速度和波长将发生改变．②振源的振动在介质中由近及远传播，离振源较远些的质点的振动要滞后一些，这样各质点的振动虽然频率相同，但步调不一致，离振源越远越滞后．沿波的传播方向上，离波源一个波长的质点的振动要滞后一个周期，相距一个波长的两质点振动步调是一致的．反之，相距1/2个波长的两质点的振动步调是相反的．所以与波源相距波长的整数倍的质点与波源的振动同步（同相振动）；与波源相距为1/2波长的奇数倍的质点与波源派的振动步调相反（反相振动．） 四、振动图象和波的图象 1．振动图象和波的图象振动图象和波的图象从图形上看好象没有什么区别，但实际上它们有本质的区别。
高考物理二轮复习教案人教 专题9 机械振动与机械波
专题九 机械振动与机械波 教案一． 专题要点1．简谐运动的特征与判断（1）从运动学角度看，简谐运动的特征要有：往复性；周期性，对称性。
（2）从动力学角度看，简谐运动的特征表现在所受到的回复力的形式上：简谐运动的质点所受到的回复力F 其方向总与质点偏离平衡位置的位移x 的方向相反，从而总指向平衡位置；其大小则总与质点偏离平衡位置的位移x 的大小成正比，即F=－kx（3）通常可以利用简谐运动的动力学特征去判断某质点的运动是否是简谐运动，其具体的判断方法是分为两个步骤：①首先找到运动质点的平衡位置，即运动过程中所达到的受到的合力为零的位置，以该位置为坐标原点，沿质点运动方向过立坐标；②其次是在质点运动到一般位置（坐标值为x ）处时所受到的回复力F ，如F 可表为F=－kx则运动是简谐的，否则就不是简谐音。
2．单摆理想化条件，受力特征及周期公式.（1质量m 相比，线的质量可以忽略；与线的长度l （2）单摆的受力特征当单摆做小角度摆支时，其受力情况为：和一个变化的始终沿绳方向指向点的拉力F ，变速圆周运动所需的向心力 F 向=F －mgcos θ平行于速度方向上的力使摆球的速度大小发生改变，充当摆球的回复力.F 向=－mgsin θ=－lmg x=－kx 可见：当单摆做小角度摆动时，其运动近似为简谐运动（3）单摆的周期公式 对于单摆，回复力与偏离平衡位置的位移的比例系数为k=lmg 将其代入简谐运动周期的一般表达式中，得T=2πk m =2πgl 该公式提供了一种测定重力加速度g 的方法.（3）图象的应用：由定量画出的简谐运动的振动图象可以得到：振幅A；周期T；某时刻质点相对于平衡位置的位移；某时刻质点的振动方向；某一阶段质点的位移，速度，加速度，回复力，振动的能量形式等物理量的变化情况。
4. 关于机械波的基本知识。
（1）产生条件：第一，必须有波源；第二，必须有弹性的连续的介质。
（2）波的分类：横波和纵波两类。
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互动课堂：
问题再现
问题 1：简谐运动的判断方法和运动过程
例 1、两根质量均可不计的弹簧，劲度系数分别为
K1、 K2，它们
与一个质量为 m的小球组成的弹簧振子，如图 1所示。试证明弹簧振
子做的运动是简谐运动。
课堂提升
X
O
X
图1
例 2、弹簧振子在光滑的水平面上做简谐运动，在振子向平衡位 置运动的过程中：
）
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个质点振动位移 的大小相等 C 任一振动质点每经过一个周期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的波形相同 问题 5：波形、波的传播方向与质点的振动方向 例 10、一简谐横波在 x 轴上传播，在某时刻的波形如图 5 所示。已 知此时质点 F 的运动方向向下，则
A
P
B
图 13
C、两列波相遇后各自保持原来波形独立传播；
D、两列波相遇时，绳上振幅可达（ A1+A2）的质点只有一点。
课堂提升
例 19、. 两列沿相反方向传播的振幅和波长都相同的半波，如图
14（甲）所示，在相遇的某一时刻两列波“消失”
, 如图 14（乙），
此时图中 a、 b 质点的振动方向是：
A． a 向上， b 向下； B. a 向下， b 向上；
A．此波朝 x 轴负方向传播
课堂提升
B．质点 D此时向下运动 C．质点 B 将比质点 C 先回到平衡 位置 D．质点 E 的振幅为零
例 11、简谐横波某时刻的波形图
图5
如图 6 所示。由此图可知（
）
A．若质点 a 向下运动，则波是从左向右传播的
B．若质点 b 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 c 向下运动
x/cm 10
摆球对于平衡位置的位移 x＝ cm 。
O
-10
1.0
2.0
t/s
图1
2、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 Ｃ． 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
1
C. 在其平衡位置上方且向上运动 D. 在其平衡位置上方且向下运动
O
2
4
-1
x=0。 x=2m的质
6 x/
4、一列沿 x 轴正方向传播的简谐横波，周期为 0.50s 。某一时刻，离开平衡位
置的位移都相等的各质元依次为 P1，P2，P3，……。已知 P1 和 P2 之间的距离
y/cm
向左传播；
0.2 C．V=25cm/s, 向右
P 传播；
0 D．V=50cm/s, 向右
50 100 150 200
传播。
图 9(甲 )
x/cm
y/cm 0.2
0
1
2
图7 34
t/s 5
图 9(乙 )
问题再现
例 15、一列机械波沿直线 ab 向右传播， ab=2m,a、 b 两点的振动情
况如图 10 所示，下列说法中 正确的是：
t ，前 13 个质点第
一次形成如图 38 乙所示的波形。关于这列波的周期和波速有如下说
法
A. 这列波的周期 T=2t/3
B 这列波的周期 T=t/2
课堂提升
C. 这列波的传播速 度 v=12s/T D. 这列波的传播速 度 v=16s/T
图 18
点击高考
1、一个单摆做简谐运动， 其振动图象如图所示， 则该单摆的周期 T＝ s ；在 2.0s 末，
a
b
A．波速可能是 2 m / s 43
B．波长可能是 8 m 3
C．波长可能大于 2 m 3
D．波长可能大于 8 m 。 3
y/cm
0
2
a
b
图 10（甲）
t/s 4
问题 6：波的叠加问题 例 16、如图 11 所示，在半径为 R=45m的圆 心 O和圆周 A 处，有两个功率差不多的喇叭， 同时发出两列完全相同的声波，且波长
图4
问题 4：波的基本概念
问题再现
例 8、简谐机械波在给定的媒质中传播时，下列说法中正确的是 （）
A．振幅越大，则波传播的速度越快； B．振幅越大，则波传播的速度越慢；
C．在一个周期内，振动质元走越高，则波传播一个波长的距离所用的时间越短。
例 9、关于机械波的概念，下列说法中正确的是（
2019-2020 年高三物理第二轮复习教学案 机械振动与机械波 人教版
高考要求
1、弹簧振子，简谐运动，简谐运动的振幅，周期和频率，简谐运动的振动图象
Ⅱ
2、单摆，在小振幅条件下单摆作简谐运动，周期公式
Ⅱ
3、振动中的能量转化
Ⅰ
4、自由振动和受迫振动，受迫振动的振动频率，共振及其常见的应用
Ⅰ
5、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
C、无论两摆球的质量之比是多少，下一次碰撞不
图3
可能在平衡位置右侧；
D、无论两摆球的质量之比是多少，下一次碰撞不可能在平衡位
置左侧 。
例 7、如图 4 所示为一单摆的共振曲线， 则该单摆的摆长约为多
少？共振时摆球的最大速度大小是多 少？（ g 取 10m/s2）
A/cm 8
4 f/Hz
o 0.25 0.5 0.75
A．振子所受的回复力逐渐增大 B．振子的位移逐渐增大 C．振子的速度逐渐减小 D．振子的加速度逐渐减小。 问题 2：简谐运动的对称性和周期性
例 3、如图 2 所示， 一轻质弹簧竖直放置， 下端固定在水平面上，
上端处于 a 位置，当一重球放在弹簧上端静止时，弹
簧上端被压缩到 b 位置。现将重球（视为质点）从高
形成 和传播 特
类型
横波 纵波
波的图象 机械波 描述方法 波的公式：
vT x=vt
实例 特性
波的叠加 干涉 衍射 多普勒效应 声波，超声波及其应用
机械振动和机械波这一部分概念较多，考点较多，对图象要求层次较高，因而高考试题对 本部分内容考查的特点是试题容量较大，综合性较强，一道题往往要考查力学的多个概念或者 多个规律。因此，在复习本部分时，应注意概念的理解和记忆、应注意机械振动与牛顿定律、 动量守恒定律、机械能守恒定律的综合应用。在理解和掌握简谐运动的运动学特征和动力学特 征的基础上，进而掌握机械波的相关知识。本部分高考题多以选择题出现，但试题信息量大， 一道题中考查多个概念、规律，尤其注重对波的考查
则这简谐横波的波速可能等于 ( )
A． 4.67m/s
B． 6m/s
C． 10m/s
D ． 14m/s
a
b
图8
例 14、图 9 甲所示为一列简谐波在 t=20s 时的波形图， 图 19 乙是这 列波中 P 点的振动图线，那么该波的传播速度和传播方向是：
A． V=25cm/s, 向左传播；
B．V=50cm/s,
Ⅱ
6、波的叠加，波的干涉，衍射现象
Ⅰ
7、声波，超声波及其应用
Ⅰ
8、多普勒效应
Ⅰ
知识整合：
物理量： 振幅、 周期、 频率
运动规律 简谐运动图象
简谐运动
弹簧振子： F= - kx
机械振动 中在的
受力特点
受迫振动
共振
阻尼振动 无阻尼振动
回复力： F= - kx
单摆： F
mg x
L
L
周期： T 2
g
介传 质播
y/cm 5 O 0.3 0.6 0.9 1.2 1.5 1.8 2x.1/m -5
图2
3、一列简谐机械横波某时刻的波形图如图所示，波源的平衡位置坐标为
当波源质点处于其平衡位置上方且向下运动时，介质中平衡位置坐标
点所处位置及运动情况是 y/c
A. 在其平衡位置下方且向上运动
B. 在其平衡位置下方且向下运动
则△ t 一定等于 T的整数倍； B 、若 t 时刻和 (t+ △t) 时刻振子运动速度的大小相等、 方向相反，
则△ t 一定等于 T/2 的整数倍； C、若△ t=T ，则在 t 时刻和 (t+ △ t) 时刻振子运动的加速度 一定 相等； D 、若△ t=T/2 ，则在 t 时刻和 (t+ △ t) 时刻弹簧的长度一定相等。
问题 3：用简谐运动图象分析问题
课堂提升
例 6、如图 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；
A
B
B、如果 mA<mB，下一次碰撞将发生在平衡位置左侧；
D．若波从右向左传播，则质点 d 向上运动
问题 6：波的图象问题
图6
例 12、一列简谐横波向右传播，
波速为 v。沿波传播方向上有相距为 L 的 P、Q两质点，如图 7 所示。
某时刻 P、 Q两质点都处于平衡位置，且 P、Q间仅有一个波峰，经
过时间 t ， Q质点第一次运动到波谷。则 t 的可能值（ ）
C. a 、b 都静止；
D. a
、 b 都向上。
1
1
a
b
甲2 图 14
2 乙
例 20、两列简谐波均沿 x 轴传播，传播速度的大小相等，其中