2018机械振动和机械波专题复习
机械振动与机械波的复习提要
3、干涉加强和减弱的条件： 相长干涉的条件：
20 10） 2 （
r2 r1
2k
k 0 ,1,2 ,3 ,...
A Amax A1 A2
相消干涉的条件：
I I max I1 I 2 2 I1 I 2
2 ( r2 r1 ) ( 2k 1 )
同方向、同频率谐振动的合振动仍然是简谐振动, 同.
分析
2 A A12 A2 2 A1 A2 cos( 20 10 )
若两分振动同相：
20 10 2k
k 0 ,1,2 ,
A A1 A2
若两分振动反相:
两分振动相互加强
20 10 ( 2k 1 )
体积元内媒质质点的弹性势能为
dE p
1 x A2 2 sin2 [ ( t ) 0 ]dV 2 u
体积元内媒质质点的总能量为：
dE dE k dE p A2 2 sin2 [ ( t
说明
x ) 0 ]dV u
1）在波动的传播过程中，任意时刻的动能和势能不仅大小相等 而且相位相同，同时达到最大，同时等于零。 2）在波传动过程中，任意体积元的能量不守恒。
cos t cos(
2
)t
)t
随t 缓变
随t 快变
合振动可看作振幅缓变的简谐振动
机械波的复习提要
一、基本概念 1、机械波：机械振动在弹性煤质中的传播称为机械波。 形成机械波必须有波源（振动物体）和弹性媒质。 2、横波和纵波： 质点的振动方向与波的传播方向相互垂直的波叫做横波。 两者相互平行的波叫纵波。 各种复杂的波都可以分成横波和纵波来分别处理。 3、平面波和球面波： 波面为平面的波称为平面波。 点波源的波面是球面，叫做球面波。 4、波长λ：同一波线上相位相差为2π的两相邻质点之间的距离，即 即一个完整波形的长度。它反映波在空间上的周期性。 5、波的周期T：一个完整波形通过波线上某点所需要的时间。它反映波在 时间上的周期性。波的周期与传播媒质各质点的振动周期相同。
精品2018最新版本高考物理专题复习精品：机械振动-机械波(学生版)-Word版
第十三章 机械振动和机械波(附参考答案)第一节 简谐振动、振动图像一、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．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. 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、简谐振动及其描述物理量1、振动描述的物理量（1）位移：由平衡位置指向振动质点所在位置的有向线段．①是矢量，其最大值等于振幅；②始点是平衡位置，所以跟回复力方向永远相反； ③位移随时间的变化图线就是振动图象．（2）振幅：离开平衡位置的最大距离．①是标量； ②表示振动的强弱；同一装置，振幅越大，振动能量越大。
（3）周期和频率：完成一次全振动所用的时间为周期T ，每秒钟完成全振动的次数为频率f ． ①二者都表示振动的快慢；②二者互为倒数；T=1/f ；③当T 和f 由振动系统本身的性质决定时（非受迫振动），则叫固有频率与固有周期是定值，固有周期和固有频率与物体所处的状态无关．2、简谐振动：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，叫简谐运动①受力特征：回复力F=—KX 。
(浙江选考)2018年高考物理二轮复习 第17讲 机械振动与机械波讲义
波的图象
(1)波长、振幅 (2)任意一质点在该时刻的 位移 (3)任意一质点在该时刻加 速度的方向 (4)传播方向、振动方向的 互判
记录着许多人某时刻动作、 表情的集体照片
随时间推移,图象沿传播方 向平移
表示一个周期
表示一个波长
以直到 P 点第一次到达波峰时,x=0.06 m 处的质点经过的路程为
s=4.75×4 A=4.75Байду номын сангаас4×5 cm=95 cm,故 D 正确。
解题技法1.知识网络必备
2.易错易混辨析 要注意机械波的传播方向与机械波中的质点的振动方向的关系, 理解机械波的干涉图样中振动加强或减弱的含义。注意机械波的 传播具有方向性以及周期性,具体如下: (1)根据初、末两时刻的波形图确定传播距离与波长的关系通式。 (2)根据题设条件判断是唯一解还是多解。 (3)根据波速公式 v=ΔΔ������������或 v=������������=λf 求波速。
2.“一分、一看、二找”巧解波的图象与振动图象的综合类问题 (1)分清振动图象与波的图象。 (2)看清横、纵坐标的单位,尤其要注意单位前的数量级。 (3)找准波的图象对应的时刻。 (4)找准振动图象对应的质点。
当堂练3 (2016浙江中天中学检测)图甲为一简谐横波在t=0时 刻的波形图,图乙为横波中x=2 m处质点A的振动图象,则下列说法 正确的是( )
A
正确;根据
f=1分析可知,do
������
和 Bso.d的o和频s率o的之频比率约之为比2约∶为3,故3∶B2错误;由于两列波都是声波,都在空
气中C.传do播和,s故o在在空空气气中中传传播播的的波速速度之相比同为,故3∶C2错误;根据 λ=vT 可知,do关闭
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 TA 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：glT π2= （T 与A 、m 、θ无关——等时性） 测定重力加速度g,g=224T Lπ 等效摆长L=L 线+r6． 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。
(完整版)机械振动和机械波知识点总结
机械振动考点一简谐运动的描述与规律1. 机械振动：物体在平衡位置附近所做的往复运动，简称振动。
回复力是指振动物体所受的总是指向平衡位置的合外力。
回复力是产生振动的条件，它使物体总是在平衡位置附近振动。
它属于效果力，其效果是使物体再次回到平衡位置。
回复力可以是某一个力，也可以是几个力的合力或某个力的分力。
平衡位置是指物体所受回复力为零的位置！2. 简谐运动: 物体在跟位移大小成正比并且总是指向平衡位置的回复力作用下的振动。
简谐运动属于最简单、最基本的振动形式，其振动过程关于平衡位置对称，是一种周期性的往复运动。
例如弹簧振子、单摆。
注: (1)描述简谐运动的物理量①位移x：由平衡位置指向振动质点所在位置的有向线段，是矢量．②振幅A：振动物体离开平衡位置的最大距离，是标量，它表示振动的强弱．③周期T 和频率f：物体完成一次全振动所需的时间叫做周期，而频率则等于单位时间内完成全振动的次数．它们是表示振动快慢的物理量，二者互为倒数关系：T＝1/f.(2) 简谐运动的表达式①动力学表达式：F ＝－kx，其中“－”表示回复力与位移的方向相反．②运动学表达式：x＝Asin (ωt＋φ)，其中A 代表振幅，ω＝2πf 表示简谐运动的快慢，(ωt＋φ)代表简谐运动的相位，φ叫做初相．(可借助于做匀速圆周运动质点在水平方向的投影理解)(3) 简谐运动的运动规律回复力、加速度增大速度、动能减小①变化规律：位移增大时机械能守恒势能增大振幅、周期、频率保持不变注意：这里所说的周期、频率为固有周期与固有频率，由振动系统本身构造决定。
振幅是反映振动强弱的物理量，也是反映振动系统所具备能量多少的物理量。
②对称规律：I 、做简谐运动的物体，在关于平衡位置对称的两点，回复力、位移、加速度具有等大反向的关系，另外速度的大小、动能具有对称性，速度的方向可能相同或相反.II 、振动物体来回通过相同的两点间的时间相等，如t BC＝t CB；振动物体经过关于平衡位置对称的等长的两线段的时间相等，如t BC＝t B′C′，③运动的周期性特征：相隔T 或nT 的两个时刻振动物体处于同一位置且振动状态相同. 注意：做简谐运动的物体在一个周期内的路程大小一定为4A，半个周期内路程大小一定为2A ，四分之一个周期内路程大小不一定为 A 。
18年机械振动和机械波真题汇编
机械振动和机械波1.(2018·全国卷Ⅲ·T34(1))一列简谐横波沿x 轴正方向传播，在t=0和t= 0.20 s 时的波形分别如图中实线和虚线所示。
已知该波的周期T>0.20 s 。
下列说法正确的是 ( )A.波速为0.40 m/sB.波长为0.08 mC.x=0.08 m 的质点在t=0.70 s 时位于波谷D.x=0.08 m 的质点在t=0.12 s 时位于波谷E.若此波传入另一介质中其波速变为0.80 m/s ，则它在该介质中的波长为0.32 m【解析】选A 、C 、E 。
由图象可知波长λ=0.16 m ，B 错；由于该波的周期T>0.2 s ，结合图象可知T=0.4 s ，则波速为0.40 m/s ，A 对；t=0时x=0.08 m 的质点从平衡位置沿y 轴正向振动，t=0.70 s 时位于波谷，t=0.12 s 时位于平衡位置与波峰之间的某一位置，C 对，D 错；据1212v v f λλ==可知此波波速变为0.80 m/s ，则它在该介质中的波长为0.32 m ，E 对，故选A 、C 、E 。
2.(2018·北京高考·T4)如图所示，一列简谐横波向右传播，P 、Q 两质点平衡位置相距0.15 m 。
当P 运动到上方最大位移处时，Q 刚好运动到下方最大位移处，则这列波的波长可能是 ( )A.0.60 mB.0.30 mC.0.20 mD.0.15 m【解析】选B 。
可以画出PQ 之间的最简单的波形，如图所示：由于P 、Q 之间可以含有多个完整的波形， 则：x PQ =1()2n +λ(n=0，1，2……) 整理可以得到：λ=221PQ x n +(n=0，1，2……)当n=0时，λ=0.3 m当n=1时，λ=0.1 m ，故选项B 正确，A 、C 、D 错误。
3. (2018·天津高考·T8)一振子沿x 轴做简谐运动，平衡位置在坐标原点。
2018高考物理二轮复习精品讲义15机械振动与机械波
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 ＝ΔxΔt 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．1.了解北京高考真题【2014北京高考】17．一简谐机械波沿x 轴正方向传播，波长为λ，周期T ．t =0时刻的波形如图1所示，a 、b 是波上的两个质点．图2是波上某一质点的振动图像．下列说法正确的是【 】 A ．t =0时质点a 的速度比质点b 的大 B ．t =0时质点a 的加速度比质点b 的小 C ．图2可以表示质点a 的振动 D ．图2可以表示质点b 的振动【2013北京高考】15. 一列沿x 轴正方向传播的间谐机械横波，波速为4m/s 。
2018年高考物理复习15-2
选考部分
选修3－4
第15章 机械振动 机械波
第2讲 机械波
板块一 主干梳理· 对点激活
知识点 1
机械波
横波和纵波
Ⅰ
1.机械波的形成和传播 (1)产生条件 ①有 波源 。 ②有 介质 ，如空气、水、绳子等。
(2)传播特点 ①传播 振动形式 、能量和信息。 ②质点不 随波迁移 。 ③介质中各质点振动频率、振幅、起振方向等都与波 源 相同 。
3．[多解问题][2017· 山东部分学校联考]如图是在两个 不同介质中传播的两列波的波形图。图中的实线分别表示 横波甲和横波乙在 t 时刻的波形图，经过 0.5 s 后，甲、乙 的波形分别变成如图中虚线所示。已知两列波的周期均大 于 0.3 s，则下列说法中正确的是( )
A．波甲的波长可能大于波乙的波长 B．波甲的速度可能大于波乙的速度 C．波甲的周期一定等于波乙的周期 D．波甲的频率一定小于波乙的频率
板块二 考点细研· 悟法培优
考点
机械波的形成与传播
自主练透
1．波速与振速的区别 λ 波源振动几个周期，波形就向外平移几个波长，T这个 比值就表示了波形(或能量)向外平移的速度，即波速。在同 一均匀介质中波动的传播是匀速的，与波源的振动频率无 关。质点的振动速度，即为振速，波动中各质点都在平衡位 置附近做周期性振动， 是变速运动， 质点并没有沿波的传播 方向随波迁移。
②确定某时刻各质点加速度和速度的 方向 ， 并能比较
传播方向
。
2．波长、波速、频率及其关系 (1)波长 λ：在波动中，振动相位总是 相同 的两个相邻 质点间的距离。 (2)波速 v：波在介质中的传播速度，由 介质 本身的性 质决定。 (3)频率 f：由波源决定，等于波源的 振动频率 。 (4)波长、波速和频率的关系 ①v＝ λf ；②v＝
北京市2018届高考物理二轮复习 专题11 机械振动与机械波 光学案(含解析)
专题11 机械振动与机械波 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。
考点一、波动图象的分析及应用例 (2017·全国Ⅲ卷)(多选)如图，一列简谐横波沿x 轴正方向传播，实线为t ＝0时的波形图，虚线为t ＝0.5 s 时的波形图。
已知该简谐波的周期大于0.5 s 。
关于该简谐波，下列说法正确的是( )A ．波长为2 mB ．波速为6 m/sC ．频率为1.5 HzD ．t ＝1 s 时，x ＝1 m 处的质点处于波峰E ．t ＝2 s 时，x ＝2 m 处的质点经过平衡位置【审题立意】本题考查机械波的相关知识，意在考查考生对与机械波相关的物理量的理解和掌握，以及分析波形图的能力。
【解题思路】由题图可知简谐横波的波长为λ＝4 m ，A 项错误；波沿x 轴正向传播，t ＝0.5 s ＝34T ，可得周期T ＝23 s ，频率f ＝1T ＝1.5 Hz ，波速v ＝λT ＝6 m/s ，B 、C 项正确；t ＝0时刻，x ＝1 m 处的质点在波峰，经过1 s ＝32T ，一定在波谷，D 项错误；t ＝0时刻，x ＝2 m 处的质点在平衡位置，经过2 s ＝3T ，质点一定经过平衡位置，E 项正确。
【参考答案】BCE【技能提升】解题常见误区及提醒1. 误认为波的传播速度与质点振动速度相同；2. 误认为波的位移与质点振动位移相同；3. 实际上每个质点都以它的平衡位置为中心振动，并不随波迁移。
【变式训练】2018年2月6日23时50分，台湾花莲县附近海域发生6.5级地震。
如果该地震中的简谐横波在地球中匀速传播的速度大小为4 km/s ，已知波沿x 轴正方向传播，某时刻刚好传到N 处，如图所示，则下列说法中正确的是( )A ．从波源开始振动到波源迁移到地面需要经过3.75 sB ．从波传到N 处开始计时，经过t ＝0.03 s 位于x ＝240 m 处的质点加速度最小C ．波的周期为0.015 sD ．波动图像上M 点此时速度方向沿y 轴负方向，经过一段极短的时间后动能减小E ．从波传到N 处开始，经过0.0125 s ，M 点的波动状态传播到N 点解析：波上所有质点并不随波迁移，选项A 错误；由题意可知该波的周期为T ＝0.015 s ，从波传到x ＝120 m 处开始计时，经过t ＝0.03 s ，波向前传播了2个周期，位于x ＝240 m 处的质点在平衡位置，加速度最小，选项B 、C 正确；由“上下坡法”可得M 点的速度方向沿y 轴负方向，正在往平衡位置运动，速度增大，动能增大，选项D 错误；M 、N 点之间相距50 m ，波从M 点传到N 点所需时间t 1＝504×103 s ＝0.012 5 s ，选项E 正确。
专题16 机械振动和机械波-2018年高考物理备考优生百日
第一部分名师综述综合分析近几年的高考物理试题发现，试题在考查主干知识的同时，注重考查的基本概念和基本规律。
考纲要求(1)知道简谐运动的概念，理解简谐运动的表达式和图象；知道什么是单摆，知道在摆角较小的情况下单摆的运动是简谐运动，熟记单摆的周期公式；理解受迫振动和共振的概念，掌握产生共振的条件．(2) 知道机械波的特点和分类；掌握波速、波长和频率的关系，会分析波的图象.3.理解波的干涉、衍射现象和多普勒效应，掌握波的干涉和衍射的条件．命题规律(1)考查的热点有简谐运动的特点及图象；题型以选择题和填空题为主，难度中等偏下，波动与振动的综合也有计算题的形式考查。
(2)考查的热点有波的图象以及波长、波速、频率的关系题型以选择题和填空题为主，难度中等偏下，波动与振动的综合也有计算题的形式考查．第二部分精选试题一、选择题1．t=0时刻，同一介质中在x=-8m和x=8m处分别有振源A和B同时做振幅A=10cm的简谐振动，t=4s时，波形如图所示，则可知（）A. 振源A与振源B的频率相同B. 机械波在此介质中的传播速度v=1m/sC. t=8s时，0点处在平衡位置并向y轴负方向运动D. t=11s时，0点处在y=10cm处，并向y轴正方向运动E. 此两列波在x轴相遇时，在AB间会形成稳定的干涉图样，其中x=0，4，-4处是振动加强点【答案】 BCD【解析】由图可知， , ，两列波的波速相同，故根据可知，，选项A错误；机械波在此介质中的传播速度，选项B正确；t=8s时，两列波均传到O点，由两列波在O点引起的振动方向均向下，故0点处在平衡位置并向y轴负方向运动，选项C正确；t=11s时，由A振动在O点的振动位移为零，振动速度向上；由B振动在O点的振动位移为10cm，振动速度为零；故由振动的合成可知，0点处在y=10cm处，并向y轴正方向运动，选项D正确；因两列波的频率不同，故此两列波在x轴相遇时，在AB间不会形成稳定的干涉图样，选项E错误；故选BCD.点睛：此题是关于机械波的传播及叠加问题；关键是知道机械波的独立传播原理及叠加原理；在同种介质中机械波的波速相同.2．一列沿x轴传播的简谐横波，t＝0时刻的波形如图所示，此时质点P恰在波峰，质点Q恰在平衡位置且向下振动。
机械振动和机械波知识点的归纳
机械振动和机械波知识点的归纳一、简谐运动1、定义：物体在跟偏离平衡位置的位移大小成正比，并且总是指向平衡位置的回复力的作用下的振动，叫做简谐运动，又称简谐振动。
2、简谐运动的特征：回复力F=-kx，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. 描述简谐运动的物理量（1）位移x：由平衡位置指向振动质点所在位置的有向线段，是矢量，其最大值等于振幅。
（2）振幅A：振动物体离开平衡位置的最大距离，是标量，表示振动的强弱。
（3）周期T和频率f：表示振动快慢的物理量，二者互为倒数关系，即T=1/f。
4. 简谐运动的图像（1）意义：表示振动物体位移随时间变化的规律，注意振动图像不是质点的运动轨迹。
（2）特点：简谐运动的图像是正弦（或余弦）曲线（3）应用：可直观地读取振幅A、周期T以及各时刻的位移x，判定回复力、加速度方向，判定某段时间内位移、回复力、加速度、速度、动能、势能的变化情况二、弹簧振子定义：周期和频率只取决于弹簧的劲度系数和振子的质量，与其放置的环境和放置的方式无任何关系。
如某一弹簧振子做简谐运动时的周期为T，不管把它放在地球上、月球上还是卫星中；是水平放置、倾斜放置还是竖直放置；振幅是大还是小，它的周期就都是T。
三、单摆1. 定义：摆线的质量不计且不可伸长，摆球的直径比摆线的长度小得多，摆球可视为质点。
单摆是一种理想化模型。
2. 单摆的振动可看作简谐运动的条件是：最大摆角α<5°。
3. 单摆的回复力是重力沿圆弧切线方向并且指向平衡位置的分力。
4. 作简谐运动的单摆的周期公式为：T=2π（1）在振幅很小的条件下，单摆的振动周期跟振幅无关。
（2）单摆的振动周期跟摆球的质量无关，只与摆长L和当地的重力加速度g 有关.（3）摆长L是指悬点到摆球重心间的距离，在某些变形单摆中，摆长L应理解为等效摆长，重力加速度应理解为等效重力加速度（一般情况下，等效重力加速度g'等于摆球静止在平衡位置时摆线的张力与摆球质量的比值）。
2018版高考物理一轮复习 第15章 机械振动与机械波 光 电磁波与相对论 第1讲 机械振动模拟 新
机械振动1．(2016·北京理综)如图所示，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，则其振动图象为导学号 51343453( A )[解析]由题意，向右为x轴的正方向，振子位于N点时开始计时，因此t＝0时，振子的位移为正的最大值，振动图象为余弦函数，A项正确。
2．(多选)(2016·海南物理)下列说法正确的是导学号 51343454( ABD )A．在同一地点，单摆做简谐振动的周期的平方与其摆长成正比B．弹簧振子做简谐振动时，振动系统的势能与动能之和保持不变C．在同一地点，当摆长不变时，摆球质量越大，单摆做简谐振动的周期越小D．系统做稳定的受迫振动时，系统振动的频率等于周期性驱动力的频率E．已知弹簧振子初始时刻的位置及其振动周期，就可知振子在任意时刻运动速度的方向[解析]在同一地点，重力加速度g为定值，根据单摆周期公式T＝2πLg可知，周期的平方与摆长成正比，故选项A正确；弹簧振子做简谐振动时，只有动能和势能参与转化，根据机械守恒条件可知，振动系统的势能与动能之和保持不变，故选项B正确；根据单摆周期公式T＝2πLg可知，单摆的周期与质量无关，故选项C错误；当系统做稳定的受迫振动时，系统振动的频率等于周期性驱动力的频率，故选项D正确；若弹簧振子初始时刻在波峰或波谷位置，知道周期后，知道周期后，可以确定任意时刻运动速度的方向，若弹簧振子初始时刻不在波峰或波谷位置，则无法确定，故选项E错误。
3．(多选)(2015·山东理综)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＝0.6s时，小球恰好与物块处于同一高度。
取重力加速度的大小g＝10m/s2。
以下判断正确的是导学号 51343455( AB )A. h ＝1.7mB ．简谐运动的周期是0.8sC. 0.6s 内物块运动的路程是0.2mD. t ＝0.4s 时，物块与小球运动方向相反[解析] t ＝0.6s 时，物块的位移为y ＝0.1sin(2.5π×0.6)m＝－0.1m ；则对小球h ＋|y |＝12gt 2，解得h ＝1.7m ，选项A 正确；简谐运动的周期是T ＝2πω＝2π2.5π＝0.8s ，选项B 正确；0.6s 内物块运动的路程是3A ＝0.3m ，选项C 错误；t ＝0.4s ＝T 2，此时物块在平衡位置向下振动，则此时物块与小球运动方向相同，选项D 错误；故选A 、B 。
高考机械振动和机械波专题复习分析
机械振动和机械波专题一描述振动的概念课前练习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。
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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t1B．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AytO T/2T AyxOλ/2λAyxOλ/2λAyxOλ/2λAyxOλ/2λ6．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/sB ．沿x 轴正方传播，波速为0.8m/sC ．沿x 轴负方传播，波速为5m/sD ．沿x 轴正方传播，波速为5m/s7.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/s8.一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41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 sB ．波长是 mC ．波速是2 m/sD ．经 s 传播了8 m10.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＋4cmD. t=时刻，质点P 、Q 都运动到x=a bcOy /m x /cmx /10-1my /cm 0-2 24681012 v2-2vPQ Mx /my /mPt /sy /m11.一质点以坐标原点O为中心位置在y轴上做简谐振动，其振动图象如图所示，振动在介质中产生的简谐横波沿x轴正方向传播，波速为1.0m/s。
此质点振动后立即停振动，再经过后的波形图是12.如图甲所示，横波1沿BP方向传播，B点的振动图象如图乙所示；横波2沿CP方向传播，C点的振动图象如图丙所示。
两列波的波速都为20cm/s。
P与B相距40cm，P与C相距50cm，两列波在P点相遇，则P点振幅为A．70cm B．50cm C．35cm D．10cm13.如图所示，一列简谐横波沿x轴正方向传播，从波传到x=5m处的M点开始计时（t=0s），已知开始计时后，P点在t=的时刻第一次到达波峰，下面说法中正确的是A．这列波的周期是B．这列波的传播速度大小是10m/sC．质点Q（x=9m）经过才第一次到达波峰D．M点右侧各质点开始振动的方向都是沿着y轴的正方向14.如图2所示，沿波的传播方向上间距均为1.0m的六个质点a、b、c、d、e、f均静止在各自的平衡位置。
一列简谐横波以2.0m/s的速度水平向左传播，t＝0时到达质点a，质点a开始由平衡位置向上运动。
t＝时，质点a第一次到达最高点。
则在＜t＜这段时间内A．质点c保持静止 B．质点f向下运动C．质点b的速度逐渐增大D．质点d的加速度逐渐增大15.(多选)如图所示,实线表示两个相干波源S1、S2发生的波的波峰位置,则图中a、b两点 ( )为振动加强位置为振动减弱位置为振动加强位置P12BC-3030O1 t/sy/cm图甲图乙1 t/s-4040Oy/cm图丙a图2左16.(多选)两列振动方向相同、振幅分别为A1和A2的相干简谐横波相遇。
下列说法正确的是 ( )A.波峰与波谷相遇处质点的振幅为|A1-A2|B.波峰与波峰相遇处质点离开平衡位置的位移始终为A1+A2C.波峰与波谷相遇处质点的位移总是小于波峰与波峰相遇处质点的位移D.波峰与波峰相遇处质点的振幅一定大于波峰与波谷相遇处质点的振幅17.水平面上有A 、B 两个振动情况完全相同的振源。
在A 、B 连线中垂线上有a 、b 、c 三个质点。
已知某时刻a 点是两列波波峰的相遇点,c 点是相近的波谷的相遇点,b 处在a 、c 之间,如图所示。
那么以下说法正确的是 ( )点是振动加强点,c 点是振动减弱点点与c 点都是振动加强点,b 点是振动减弱点还是加强点不能确定 点与c 点此时此刻是振动加强点,经过一段时间后,变为振动减弱点, 而b 点可能变为振动加强点 、b 、c 都是振动加强点 知识点二：多解问题18.一列简谐横波沿直线由A 向B 传播，相距的A 、B 两处的质点振动图象如图a 、b 所示，则（ ）A ．该波的振幅一定是20cmB ．该波的波长可能是14mC ．该波的波速可能是sD ．该波由a 传播到b 可能历时7s19.一列沿x 轴方向传播的简谐横波，t ＝0时刻的波形如图中实线所示，t ＝ s 时刻的波形为图中虚线所示，则A ．波的传播方向一定向右B ．波的周期可能为154sC ．波的频率可能为54Hz D ．波的传播速度可能为20 m/s20.如图，一列简谐横波向右传播，质点a 和b 的平衡位置相距0.5m 。
某时刻质点a 运动到波峰位置时，质点b 刚好处于平衡位置向上运动。
这列波的波长可能是 A ．1m B ．2m C ． D ．5 4 3 2 1-1010y /cmt /sa bb左右知识点三：单摆21. 如图所示的单摆，摆球a 向右摆动到最低点时，恰好与一沿水平方向向左运动的粘性小球b 发生碰撞，并粘在一起，且摆动平面不变。
已知碰撞前a 球摆动的最高点与最低点的高度差为h ，摆动的周期为T ，a 球质量是b 球质量的5倍，碰撞前a 球在最低点的速度是b 球速度的一半。
则碰撞后（ ）A ．摆动的周期为56T B ．摆动的周期为65T C ．摆球最高点与最低点的高度差为 D ．摆球最高点与最低点的高度差为22.如图甲所示，细线下悬挂一个除去了柱塞的注射器，注射器可在竖直面内摆动，且在摆动过程中能持续向下流出一细束墨水。
沿着与注射器摆动平面垂直的方向匀速拖动一张硬纸板，摆动的注射器流出的墨水在硬纸板上形成了如图乙所示的曲线。
注射器喷嘴到硬纸板的距离很小，且摆动中注射器重心的高度变化可忽略不计。
若按图乙所示建立xOy 坐标系，则硬纸板上的墨迹所呈现的图样可视为注射器振动的图像。
关于图乙所示的图像，下列说法中正确的是A ．x 轴表示拖动硬纸板的速度B ．y 轴表示注射器振动的位移C ．匀速拖动硬纸板移动距离L 的时间等于注射器振动的周期D ．拖动硬纸板的速度增大，可使注射器振动的周期变短23.如图所示,一单摆悬于O 点,摆长为L,若在过O 点的竖直线上的O' 点钉一个钉子,使OO'=L/2,将单摆拉至A 处释放,小球将在A 、B 、C 间来回振动,若振动中摆线与竖直方向夹角小于5°,则此摆的周期是 ( )ha bOO 1 L乙甲O 1Oyx24.(1)用50分度的游标卡尺(测量值可精确到 mm)测定某圆筒的内径时,示数如图所示,可读出圆筒的内径为mm，秒表读数。
(2)用多组实验数据作出T2-L图像,也可以求出重力加速度g。
已知三位同学作出的T2-L图线的示意图如图2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(3)实验中某同学发现他测出的重力加速度值总是偏大，其原因可能是( )A．实验室地下可能有大型磁铁矿脉B．单摆所用的摆球太重C．测出n次全振动的时间为t，误作为(n＋1)次全振动的时间进行计算D．以摆球直径和摆线长度之和作为摆长进行运算E．摆角太大了（摆角仍小于10°）；F．摆球不是在竖直平面内做简谐振动，而是做圆锥摆运动；G．摆球摆动过程中摆线出现松动。