高中物理选修3-4复习推荐课件

2T
时间内的运动
情况，则纸板匀速运动的速度大小为：v＝2xT＝2×4 2 m/s＝1.0 m/s.
答案 速度 1.0
高考题型2 机械波
解题方略
1．波动图象描述的是在同一时刻，沿波的传播方向上的各个质 点偏离平衡位置的位移．在时间上具有周期性、空间上具有重复 性和双向性的特点． 2．深刻理解波动中的质点振动．质点振动的周期(频率)＝波源 的周期(频率)＝波的传播周期(频率)．
图5
(1)t＝0时，介质中偏离平衡位置位移为16 cm的所有质点的x坐标； 解析 两列波的振幅均为8 cm，故偏离平衡位置位移为16 cm的 质点应为两列波的波峰相遇处的质点． 根据波形图可知，甲、乙的波长分别为 λ乙＝60 cm，λ甲＝50 cm 则甲、乙两列波的波峰坐标分别为 x甲＝(50＋k1×50 cm) (k1＝0，±1，±2，±3，…) x乙＝(50＋k2×60 cm) (k2＝0，±1，±2，±3，…)
综上分析，所有波峰和波峰相遇的质点x坐标应为 x＝(50＋300n) cm (n＝0，±1，±2，±3，…) 答案 x＝(50＋300n) cm (n＝0，±1，±2，±3，…)
(2)从t＝0开始，介质中最早出现偏离平衡位置位移为－16 cm的 质点的时间． 解析 偏离平衡位置位移为－16 cm对应为两列波的波谷相遇．t ＝0时，波谷之差 Δx＝(50＋2n12＋1×60)－(50＋2n22＋1×50) 整理可得Δx＝10(6n1－5n2)＋5 波谷之间最小的距离为Δx′＝5 cm
B．波的周期一定是12 s
C．波的振幅一定是8 cm
D．波的传播速度一定是1 m/s
E．波由P传播到Q历时可能是9 s
图3
解析 由题可知，波由质点 P 传播到质点 Q，结合振动图线可知 (n＋34)λ＝6－3，解得波长 λ＝4n1＋2 3 m，选项 A 正确；
由振动图线可知振动周期为 T＝12 s，振幅为 A＝4 cm，选项 B 正确，
图1
2．简谐运动的周期性：做简谐运动的物体，其位移、回复力、 加速度、速度都随时间按“正弦”或“余弦”规律变化，它们的 周期均相同．其位移随时间变化的表达式为：x＝Asin (ωt＋φ)或 x＝Acos (ωt＋φ)．
例1 如图2所示为同一地点的两单摆甲、乙的振动图象，下列
说法中正确的是( )
A．甲、乙两单摆的摆长相等
B．甲摆的振幅比乙摆大
C．甲摆的机械能比乙摆大
D．在t＝0.5 s时有正向最大加速度的是乙摆
图2
E．由图象可以求出当地的重力加速度
解析 由题图看出，两单摆的周期相同，同一地点 g 相同，由单摆 的周期公式 T＝2π gl 知，甲、乙两单摆的摆长 l 相等，故 A 正确； 甲摆的振幅为10 cm，乙摆的振幅为7 cm，则甲摆的振幅比乙摆 大，故B正确； 尽管甲摆的振幅比乙摆大，两摆的摆长相等，但由于两摆的质量 未知，无法比较机械能的大小，故C错误； 在t＝0.5 s时，甲摆经过平衡位置，振动的加速度为零，而乙摆的 位移为负的最大，则乙摆具有正向最大加速度，故D正确；
5．“一分、一看、二找”巧解波动图象与振动图象的综合问题 (1)分清振动图象与波动图象．只要看清横坐标即可，横坐标为x 则为波动图象，横坐标为t则为振动图象． (2)看清横、纵坐标的单位，尤其要注意单位前的数量级． (3)找准波动图象对应的时刻． (4)找准振动图象对应的质点．
例2 (2015·新课标全国Ⅰ·34)甲、乙两列简谐横波在同一介质中 分别沿x轴正向和负向传播，波速均为v＝25 cm/s.两列波在t＝0 时的波形曲线如图5所示．求：
3．要画好、用好振动图象，并正确地与实际情景相对应．要正 确画出波形图，准确写出波形平移距离、质点振动时间与波长、 周期的单一解或多解表达式． 4．分析简谐运动中各物理量的变化情况时，一定要以位移为桥 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．另外，各矢量均在 其值为零时改变方向．
图4
细沙从摆动着的漏斗底部均匀漏出，用手沿与摆动方向垂直的方向
匀速拉动纸板，漏在纸板上的细沙形成了图乙所示的粗细变化的一
条曲线．曲线之所以粗细不均匀，主要是因为沙摆摆动过程中
__________( 选 填 “ 位 移 ” 、 “ 速 度 ” 或 “ 加 速 度 ”) 大 小 在 变
化．若图乙中AB间距离x＝4.0 m，当地重力加速度g＝10 m/s2，则
选项 C 错误；
由 v＝Tλ可知波速为 v＝4n1＋3 m/s，选项 D 错误；
由 Δt＝Δvx可知波由 P 传播到 Q 需要的时间为 Δt＝3(4n＋3) s，选项
E 正确．
答案 ABE
预测2 如图4甲所示是用沙摆演示振动图象
的实验装置，沙摆可视为摆长L＝1.0 m的单
摆，沙摆的运动可看做简谐运动．实验中，
专题八 选考部分 （3-3、3-4、3-5）
第2讲 机械振动与机械波 光
栏目索引
高考题型1 机械振动 高考题型2 机械波 高考题型3 光的折射和全反射 高考题型4 光的几种特有现象
高考题型1 机械振动
解题方略
1．简谐运动的对称性：振动质点在关于平衡位置对称的两点，x、 F、a、v、Ek、Ep的大小均相等，其中回复力F、加速度a与位移 x的方向相反，而v与x的方向可能相同，也可能相反．振动质点 来回通过相同的两点间的时间相等，即tBC＝tCB.振动质点通过关 于平衡位置对称的等长的两线段的时间相等，即tBC＝tB′C′.如图 1所示．
由单摆的周期公式 T＝2π gl 得 g＝4πT2l，由于单摆的摆长不知道， 所以不能求得重力加速度，故 E 错误．
答案 ABD
预测1 一列简谐横波在x轴上传播，波源处于x＝0处，在x＝3 m 处的质点P和x＝6 m处的质点Q的振动图线分别如图3甲、乙所 示．下列说法正确的是( )
A．波长可能是4 m
纸板匀速运动的速度大小为________ m/s(结果保留2位有效数字)．
解析 观察细沙曲线，发现两侧粗，沙子多，中间细，沙少．是因
为沙摆在摆动的过程中，经过平衡位置速度最大，最大位移处速度
为 0，即是由于沙摆摆动过程中速度大小的变化引起的．沙摆的周
期为：T＝2π
Lg＝2π
1.0 10
s≈2
s．乙图记பைடு நூலகம்了