高中物理机械波试题及详细解析
机械振动与机械波
1. 如图所示为一列沿x轴正方向传播的简谐横波在t时刻的波形图。
已知该波的周期为T，a、b、c、d为沿波传播方向上的四个质
点，则下列说法中正确的是（）
A．在时，质点c的速度达到最大值
B．在时，质点d的加速度达到最大值
C．从t时刻起，质点a比质点b先回到平衡位置
D．从t时刻起，在一个周期内，a、b、c、d四个质点所通过的路程均为一个波长
【解析】波沿x轴正方向传播，所以质点b比质点a先回到平衡位置，选项C错误；一个周期的时间里，各质点的路程4倍的振幅，而不是一个波长，选项D错误。【答案】B
1．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=1 m处的质点，Q是平衡位置为x=4 m处的质点，图乙为质点Q的振动图象，则
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轴正方向
C．从t=0.10s到t=0.25s，该波沿x轴正方向传播了6 m
D．从t=0.10s到t=0.25s，质点P通过的路程为30 cm
y/cm
y/cm
x/m
-10
10
2
4
6
8
t/10-2s
-10
10
5
10
15
20
Q
P
甲
乙
【解析】由乙图中Q点的振动图象可知t=0.15s时Q点在负的最大位移处，故具有正向最大加速度，故A正确；甲图描述的是t=0.10s时的波动图象，而根据乙图可知t=0.10s到t=0.25s内Q点将向下振动，这说明在甲图中此时Q点将向下振动，根据质点振动方向和波传播方向的关系可知，波向左传播，判定出经过四分之一周期即t=0.15s时质点P运动方向为Y轴负方向，故B错误；根据甲乙两图可知波长和周期，则波速：v=
=40m/s，故从t=0.10s到t=0.25s，波沿x负方向传播了6m，而并非沿x轴正方向传播，故C错误；质点在一个周期内通过的路程为4个振幅长度，结合0.10s 时P点的位置可知在t=0.10s到t=0.25s的四分之三周期内，质点P通过的路程小于三个振幅即小于30cm，故D错误．故选A．
2.（2013·北京海淀二模，18题）—根弹性绳沿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轴做简谐运动，在t=0.25s时，绳上形成 如图4所示的波形。关于此波,下列说法中正确的是
A. 此列波为横波,0点开始时向上运动
B. 此列波的波长为2m,波速为8m/S
C. 在t = 1.25s后,A、B两点的振动情况总相同
D. 当t=10s时，质 点 B正通过平衡位置向上运动
【答案】D 【 解析】由题意可知该简谐波沿x轴向右传播，质点沿y轴方向上下振动，故此列波为横波，由图可看出波长为2m，0点开始时向下运动， t=0.25s时，波刚传播到x=1m处，故波速为4m/s，选项A、B错误。t= 1.25s时,波刚好传播到x=5m（即B点）处，A、B两点相距半波长的奇数倍，振动情况总相反，C错误。该简谐波的周期为
=0.5s，t= 1.25s时,波刚好传播到B点，B点向下运动，t=1.5s时，质点B正通过平衡位置向上运动，故再过17个周期，即当t=10s时，质点B正通过平衡位置向上运动
3．如图所示，位于原点O处的波源在t=0时刻，从平衡位置（在x轴上）开始沿y轴正方向做周期为T的简谐运动，该波源产生的简谐横波沿x轴正方向传播，波速为v，关于在
处的质点P，下列说法正确的是
P
x
y
O
A．质点P开始振动的方向沿y轴正方向
B．质点P振动周期为T，振动速度的最大值为v
C．若某时刻波源在波谷，则质点P也一定在波谷
D．若某时刻质点P在波峰，则波源在也一定在波峰
【答案】A【解析】质点P在波源的驱动力作用下做受迫振动，开始振动的方向与波源开始振动方向相同，即沿y轴正方向，其振动周期等于波源振动的周期，则质点P的振动周期为T，P点的振动速度与波速不同，其最大速度无法确定，故A正确B错误．波长为λ=vT，
=
λ，则P点与波源振动情况总是相反，若某时刻波源在波谷，则质点P一定在波峰，若某时刻质点P在波峰，则波源一定在波谷，CD错误。4．如图所示是一列简谐横波在某时刻的波形图，若此时质元P正处于加速运动过程中，则此时
A．质元Q和质元M均处于加速运动过程中
B．质元Q和质元N均处于加速运动过程中
C．质元Q处于加速运动过程中，质元M处于减速运动过程中
D．质元Q处于减速运动过程中，质元N处于加速运动过程中本题应选D。
5. 沿
轴正方向传播的一列简谐横波在t = 0时刻的波形曲线如图所示，其波速为10m／s，该时刻波恰好传播到x= 6m的位置。介质中有a、b两质点，下列说法中正确的是
A．
时刻，b质点的运动方向向上
B．
时刻，b质点的速度大于a质点的速度
C．
时刻，b质点的加速度大于a质点的加速度
D．
时刻，
处的质点位于波谷
【答案】B【解析】由于波沿x轴正向传播，故
时刻，质点b向下运动，选项A错误。由于此时质点a的位移达到最大值，故此时质点a的速度为0，加速度最大，选项B正确C错误。由于波速为10m／s，所以
时刻x=8m的质点刚要起振，波还未传到
处的质点，故选项D错误。
6.如图甲所示，一列沿x轴正方向传播的简谐横波，O点为振源，P点到O 点的距离L=8.0m。t=0时刻O点由平衡位置开始振动，图乙为质点P的振动图像。下列判断正确的是
甲乙
A．该波的波速为2m/s，t=2s时刻振源O的振动方向沿y轴正方向
B．该波的波速为4m/s，t=2s时刻振源O的振动方向沿y轴正方向
C．该波的波速为2m/s，t=2s时刻振源O的振动方向沿y轴负方向
D．该波的波速为4m/s，t=2s时刻振源O的振动方向沿y轴负方向
【答案】A【解析】由图乙可知由O传波到P需要4s，故波速等于2m/s；由图乙可知质点P的起振方向沿y轴正方向，且周期为2s，故振源O的起振方向也沿y轴正方向，t=2s时刻，振源O刚好振动一个周期，振动方向跟起振方向一致，本题应选A.
7.如图所示为一列沿x轴正方向传播的简谐横波，实线为t＝0时刻的波形图，虚线为t＝0.6 s 时的波形图，波的周期T>0.6 s，则
A．波的周期为0.8 s
B．在t＝0.9 s时，P点沿y轴正方向运动
C．经过0.6 s，P点经过的路程为0.2 m
D．在t＝0.5 s时，Q点到达波峰位置
【答案】C【解析】由已知条件可知
=0.6 s，故波的周期为2.4s，A错误；t＝0 s时，质点P向上振动，故t＝0.9 s时，P点沿y轴负方向运动，B错误；经过0.6 s，P点经过的路程为一个振幅，即0.2 m，C正确；t＝0 s时，质点Q向上振动，故在t＝0.5 s时，Q 点不能到达波峰位置，D错误。
8.如图所示为一列沿着x轴正方向传播的横波在t=0时刻的波形图。已知这列波的周期T=2.0s。则
0.2
0.2
1
0.5vb
x/mmmmmmmm m
y/m
A．这列波的波速v=2.0m/s
B．在t=0时，x=0.5m处的质点速度为零
C．经过2.0s，这列波沿x轴正方向传播0.8m
D．在t=0.4s时，x=0.5m处的质点的运动方向为y轴正方向
【答案】D【解析】由图像可知波长
=1m，由
可知这列波的波速v=0.5m/s，A错误；在t=0时，x=0.5m处的质点在平衡位置，速度最大，B错误；经过2.0s，这列波沿x轴正方向传播1.0m，C 错误；由于波沿x轴正方向传播，经过t=0.4s<
，x=0.5m处的质点的运动方向为y轴正方向，D正确。
9.一弹簧振子的位移y随时间t变化的关系式为y＝0.1sin
，位移y的单位为m，时间t的单位为s。
A. 弹簧振子的振幅为0.2m
B. 弹簧振子的周期为1.25s
C. 在t = 0.2s时，振子的运动速度为零
D. 在任意0.2s时间内，振子的位移均为0.1m
【答案】C【解析】将关系式y＝0.1sin
与简谐波的表达式
对比可得，振幅A=0.1m，周期
0.8s，选项AB错误。在t = 0.2s=
时，振子的位移达到最大，此时运动速度为零，选项C正确。阵子在
平衡位置附近上下振动，若起振点在平衡位置或最大位移处，则0.2s时间内，振子的位移均为0.1m，若起振点不是上述位置，则D项错误。
10．右图是沿x轴正向传播的简谐横波在某时刻的波形图，波速为
2.0m/s，下列说法正确的是
A．该波的振动周期为4.0s
B．此时刻质点P的振动方向沿y轴正方向
C．经过△t=3.0s，质点P将沿x轴正向移动6.0m
D．经过△t=4.0s，质点Q通过的路程是0.40m
【答案】D【解析】周期T=
=2.0s，选项A错误；“峰前升，峰后降”，质点P此时在峰后，故沿y轴
负向运动，选项B错误；质点P只在其平衡位置附近上下振动，不随波逐流，选项C错误；经过△t=4.0s=2T，质点Q通过的路程是振幅的8倍，即0.40m，选项D正确。
11．甲为一列简谐横波在t=0时刻的波形图，Q是平衡位置x=4.0m处的质点，图乙是质点Q的振动图象，
A．t=0.10s时，质点Q的速度达到正向最大
B．t=0.10s时，质点Q的运动方向沿y轴正方向
C．从t=0.10s到t=0.25s，该波沿x轴正方向传播了6.0m
D．从t=0.10s到t=0.15s，质点Q通过的路程为30cm
乙
t/s
y/cm
0.05
10
-10
0.15
0.20
0.10
y/cm
10
Q
4
8
6
2
x/m
-10
甲
图2
【答案】C【解析】由题图可知该简谐横波沿x轴正向传播，t=0.10s 时，质点Q到达平衡位置，正向下运动，其速度达到负向最大，选项A、B错误；该简谐横波的波速为
，从t=0.10s到t=0.25s，该波沿x轴正方向传播了6.0m，选项C正确；
从t=0.10s到t=0.15s，即
，质点Q通过的路程为10cm，选项D错误。
12.如图所示为一列沿x轴正方向传播的简谐横波在t＝0时刻的波形图象（图中仅画出0~12m范围内的波形）。经过
s的时间，恰好第三次重复出现图示的波形。根据提供的信息，下列
判断中正确的
A．波的传播速度的大小为30m/s
B．波中质点P的振动的周期为0.3 s
C．可以画出波中质点P的振动图像
D．该时间段内质点P经过的路程为24 m
【答案】C【解析】由波动图象读出波长．根据“经过1.2s该波形恰好第三次重复出现”，确定周期，由公式v=
确定波速．质点经过3个周期，通过的路程是12个振幅，由于波的传
播方向沿x轴正向，所以可以画出P点的振动图象．本题应选C。
13 .下列沿着X轴正方向传播的横波，在t=0s刻的波形如图甲所示，则图乙表示图甲中E, F,G,H四个质点中哪一个质点的振动图像
A. E 点 ,
B. F 点
C. G 点
D. H 点
B【解析】由于该横波沿x轴正方向传播，根据“峰前升，峰后降”可知图乙表示质点F的振动图象，
14．（2013·北京大兴一模，17题）一列沿x轴正向传播的横波在某时刻波的图象如图甲所示，A、B、C、D为介质中沿波的传播方向上四个质点，若从该时刻开始再经过5s作为计时零点，则图乙可以用来反映下列哪个质点的振动图象( )
A．质点 B．质点B C．质点C D．质点D
C【解析】由题图乙可知该横波周期为4s，经过5s即1.25个周期作为计时零点，质点向上运动，结合图甲以及横波沿x轴正向传播
15．如图甲为t=0时刻沿x轴方向传播的简谐横波，图乙是横波上P质点的振动图线，则该横波
P
x/cm
y/m
O
0.2
-0.2
20
40
甲
t/s
y/m
0.2
-0.2
1
2
乙
A．沿x轴正方向传播，波速为0.2m/s
B．沿x轴正方向传播，波速为20m/s
C．沿x轴负方向传播，波速为0.2m/s
D．沿x轴负方向传播，波速为20m/s
【答案】C【解析】由图甲可知该横波波长
=40cm，由图乙可知该横波周期T=2s，故该横波的波速
又P质点的起振方向向上，故该横波沿x轴负方向传播；故选C。16．图5是一列简谐横波在t = 2s时的波形图，图6是这列波中P点的振动图象，则该波的传播速度和传播方向是
A．v = 25 m/s ，向x轴负方向传播
B．v = 25 m/s ，向x轴正方向传播
C．v = 50 m/s ，向x轴负方向传播
D．v = 50 m/s ，向x轴正方向传播
P
图5
图6
5
O
x / m
y/cm
0.2
-0.2
50
100
150
200
图6
O
t / s
y/cm
0.2
-0.2
1
2
3
4
【答案】C【解析】由图6知，2s时刻P点正经过平衡位置向正方向运动，则由波动图象可知波应向x轴的负方向传播；而波的周期为2s，波长为100m，则波速v=
m/s=50m/s；故C正确．
17.如图为一列沿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＝0.6 s时的波形图，波的周期T＞0.6 s，则（）
A.波的周期为0.8 s
B.在t＝0.9 s时，P点沿y轴正方向运动
C.经过0.4 s，P点经过的路程为0.4 m
D.在t＝0.5s时，Q点到达波峰位置
ACD【解析】根据题意应用平移法可知由实线得到虚线需要将图象沿x 轴负方向平移（n+
）λ，其中n=0、1、2、3、4…，故由实线传播到虚线这种状态需要（n+
）T，即（n+
）T=0.6s，解得T=
，其中n=0、1、2、3、4…，当n=0时，解得T=0.8s，当n=1时，解得
T=0.34s，又T＞0.6s，故周期为0.8s，故A正确；由于波沿x轴负方向传播，故t=0时p点沿y轴负方向运动，故t=0.8s时p点沿y轴负方向运动，而周期T=0.8s，故0.9s时P点沿y轴负方向运动．故B错误．在一个周期内p 点完成一个全振动，即其运动路程为4A，而0.4s=
T，故p点的运动路程为2A=0.4m，C正确；由题意可知波长λ=8m，则波速v=
=10m/s，在t=0时Q点的横坐标为5m，由于波沿y轴负方向运动，故在
t=0.5s的时间内波沿x轴负方向传播的距离为x=vt=10×0.5=5m，故在t=0.5s 时，Q点振动情况和t=0时距离坐标原点10m处的质点的振动情况相同，而t=0时距离坐标原点10m处的质点在波峰，在t=0.5s时，Q点到达波峰位置．
18．沿x轴正向传播的一列简谐横波在t=0时刻的波形如图6所示，P为介质中的一个质点，该波的传播速度为2.5m/s，则t=0.8s时（）
y/cm
x/m
图6
2
-2
1
2
3
4
5
6
7
P
A．质点P对平衡位置的位移为正值
B．质点P的速度方向与对平衡位置的位移方向相同
C．质点P的速度方向与加速度的方向相同
D．质点P的加速度方向与对平衡位置的位移方向相反
【答案】BD【解析】由题图可知波长
，故周期
=1.6s，由于波沿x轴正向传播，t=0时刻质点P向上运动，经过t=0.8s=
，质点P向下运动，位移为负，加速度方向为正，选项BD正确。
(完整版)高中物理经典选择题(包括解析答案)
物理 1.一中子与一质量数为A(A>1)的原子核发生弹性正碰。若碰前原子核静止,则碰撞前与碰撞后中子的速率之比为( ) A. B. C. D. [解析] 1.设中子质量为m,则原子核的质量为Am。设碰撞前后中子的速度分别为v0、v1,碰后原子核的速度为v2,由弹性碰撞可得mv0=mv1+Amv2,m=m+Am,解得v1=v0,故=,A正确。 2.很多相同的绝缘铜圆环沿竖直方向叠放,形成一很长的竖直圆筒。一条形磁铁沿圆筒的中心轴竖直放置,其下端与圆筒上端开口平齐。让条形磁铁从静止开始下落。条形磁铁在圆筒中的运动速率( ) A.均匀增大 B.先增大,后减小 C.逐渐增大,趋于不变 D.先增大,再减小,最后不变[解析] 2.对磁铁受力分析可知,磁铁重力不变,磁场力随速率的增大而增大,当重力等于磁场力时,磁铁匀速下落,所以选C。 3.(2014大纲全国，19，6分)一物块沿倾角为θ的斜坡向上滑动。当物块的初速度为v时, 上升的最大高度为H,如图所示;当物块的初速度为时,上升的最大高度记为h。重力加速度大小为g。物块与斜坡间的动摩擦因数和h分别为( )
A.tan θ和 B.tan θ和 C.tan θ和 D.tan θ和 [解析] 3.由动能定理有 -mgH-μmg cos θ=0-mv2 -mgh-μmg cos θ=0-m()2 解得μ=(-1)tan θ,h=,故D正确。 4.两列振动方向相同、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+A2 C.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 [解析] 4.两列振动方向相同的相干波相遇叠加,在相遇区域内各质点仍做简谐运动,其振动位移在0到最大值之间,B、C项错误。在波峰与波谷相遇处质点振幅为两波振幅之差,在波峰与波峰相遇处质点振幅为两波振幅之和,故A、D项正确。
上海高一物理机械波的产生和描述
学科教师辅导讲义
（4）三者关系：________________________________________ 2、波动图像：表示在波的传播方向上，介质中的各个质点在________________相对平衡位置的________。当波源作简谐运动时，它在介质中形成简谐波，其波动图像为正弦或余弦曲线. （1）由波的图像可获取的信息 ①从图像可以直接读出振幅（注意单位）. ②从图像可以直接读出波长（注意单位）. > ③可求任一点在该时刻相对平衡位置的位移（包括大小和方向） ④可以确定各质点振动的加速度方向（加速度总是指向平衡位置） ⑤在波速方向已知（或已知波源方位）时可确定各质点在该时刻的振动方向. （2）波动图像与振动图像的比较： 振动图象波动图象研究对象一个振动质点沿波传播方向所有的质点 一个质点的位移随时间变化规律某时刻所有质点的空间分布规律@ 研究内容 图象 物理意义表示一质点在各时刻的位移表示某时刻各质点的位移 随时间推移，图象沿传播方向平移图象变化， 随时间推移图象延续，但已有形状不 变 一个完整曲线占横坐标距离表示一个周期表示一个波长 例3、一列简谐波在x轴上传播，其波形图如图7-32-4所示，其中实线，虚线分别表示t1=0，t2=时的波形，求⑴这列波的波速 ⑵若波速为280m/s,其传播方向如何此时质点P从图中位置运动至波谷位置 的最短时间是多少 :
练习2、如图7-32-5所示，甲为某一波在t=时的图象，乙为对应该波动的P质点的振动图象。 ⑴说出两图中AA’的意义 ⑵说出甲图中OA’B图线的意义 ⑶求该波速v= ⑷在甲图中画出再经时的波形图。 % ⑸求再经过时P质点的路程s和位移。 练习题： 1.在波的传播过程中，下列有关介质中质点的振动说法正确的是( ) A．质点在介质中做自由振动 B．质点在介质中做受迫振动 · C．各质点的振动规律都相同 D．各质点的振动速度都相同 2.下列关于横波与纵波的说法中，正确的是( ) A．振源上下振动形成的波是横波 B．振源左右振动形成的波是纵波 C．振源振动方向与波的传播方向相互垂直，形成的是横波 D．在固体中传播的波一定是横波 3.传播一列简谐波的介质中各点具有相同的( )
选修1高中物理 《机械波》单元测试题(含答案)
选修1高中物理《机械波》单元测试题(含答案) 一、机械波选择题 1．图1是一列简谐横波在t=1.25s时的波形图，已知c位置的质点比a位置的晚0.5s起振，则图2所示振动图像对应的质点可能位于（） A．a 5．一振动周期为T，振幅为A，位于x=0点的波源从平衡位置沿y轴正向开始做简谐振动，该波源产生的一维简谐横波沿x轴正向传播，波速为v，传播过程中无能量损失，一段时间后，该振动传播至某质点P，关于质点P振动的说法正确的是______． A．振幅一定为A B．周期一定为T C．速度的最大值一定为v D．开始振动的方向沿y轴向上 E.开始振动的方向沿y轴向上或向下取决于它离波源的距离 6．一列沿x轴传播的简谐横波，某时刻的波形如图所示，从此时刻开始计时， 11.5 x=m 的质点Q比23 x=m的质点P早回到平衡位置0.3s，下列说法正确的（） A．这列简谐横波沿x轴正方向传播 B．P质点简谐运动的频率为2Hz C．简谐横波波速为5m/s D．再过0.8s，x=4.0m处的质点向前移动到x=8.0m处 E.再过0.6s，x=6.5m处的质点正在远离平衡位置 7．处于坐标原点的波源产生一列沿x轴正方向传播的简谐横波,波速v=200m/s．已知t=0时,波刚传播到x=40m处,波形如图所示．在x=400m处有一接收器(图中未画出),则下列说法正确的是． A．波源开始振动时方向沿y轴负方向 B．接收器在t=2s时才能接收此波 C．若波源向x轴正方向匀速运动,接收器收到波的频率大于10Hz D．从t=0开始经0.15s,x=40m的质点运动的路程为0.6m E.当t=0.75s时，x=40m的质点恰好到达波谷的位置 8．一列横波沿x轴传播，图中实线表示t=0时刻的波形，虚线表示从该时刻起经0.005s 后的波形______． 《机械波》知识梳理 【波动形成和传播】 机械波：机械振动在介质中的传播过程叫机械波，机械波产生的条件有两个：一是要有做机械振动的物体作为波源，二是要有能够传播机械振动的介质。 横波和纵波： 质点的振动方向与波的传播方向垂直的叫横波。质点的振动方向与波的传播方向在同一直线上的叫纵波。气体、液体、固体都能传播纵波，但气体和液体不能传播横波，声波在空气中是纵波。 【波的图像】 横波的图象 用横坐标x表示在波的传播方向上各质点的平衡位置，纵坐标y表示某一时刻各质点偏离平衡位置的位移。 简谐波的图象是正弦曲线，也叫正弦波 简谐波的波形曲线与质点的振动图象都是正弦曲线，但他们的意义是不同的。波形曲线表示介质中的“各个质点”在“某一时刻”的位移，振动图象则表示介质中“某个质点”在“各个时刻”的位移。 【波长频率与波速】 波长：两个相邻的、在振动过程中对平衡位置的位移总是相等的质点间的距离叫波长。振动在一个周期内在介质中传播的距离等于波长。 频率f：波的频率由波源决定，在任何介质中频率保持不变。 波速v：单位时间内振动向外传播的距离。波速的大小由介质决定。 【波的反射和折射】 惠更斯原理：介质中任一波面上的各点，都可以看作发射子波的波源，而后任意时刻，这些子波在波前进方向的包络面便是新的波面。 波的反射：波遇到障碍物会返回来继续传播 反射规律：入射线、法线、反射线在同一平面内，入射线与反射线分居法线两侧，反射角等于入射角。 波的折射：波从一种介质进入另一种介质时，波的传播方向发生了改变的现象叫做波的折射． 折射规律：折射定律：入射线、法线、折射线在同一平面内，入射线与折射线分居法线两侧．入射角的正弦跟折射角的正弦之比等于波在第一种介质中的速度跟波在第二种介质中的速度之比： 【波的衍射】 波绕过障碍物或小孔继续传播的现象。产生显著衍射的条件是障碍物或孔的尺寸比波长小或与波长相差不多。 【波的干涉】 干涉：频率相同的两列波叠加，使某些区域的振动加强，使某些区域振动减弱，并且振动加强和振动减弱区域相互间隔的现象。产生稳定干涉现象的条件是：两列波的频率相同，相差恒定。 【多普勒效应】 多普勒效应：由于波源和观察者之间有相对运动，使观察者感到频率变化的现象叫做多普勒效应。他是奥地利物理学家多普勒在1842年发现的。 多普勒效应的应用: ①现代医学上使用的胎心检测器、血流测定仪等有许多都是根据这种原理制成。 ②根据汽笛声判断火车的运动方向和快慢，以炮弹飞行的尖叫声判断炮弹的飞行方向等。 1 高中物理典型例题集锦 (电磁学部分) 25、如图22-1所示，A、B为平行金属板，两板相距为d，分别与电源两极相连，两板 的中央各有小孔M、N。今有一带电质点，自A板上方相距为d的P点由静止自由下落(P、M、N三点在同一竖直线上)，空气阻力不计，到达N点时速度恰好 为零，然后按原路径返回。若保持两板间的电压不变，则： A.若把A板向上平移一小段距离，质点自P点下落仍能返回。 B.若把B板向下平移一小段距离，质点自P点下落仍能返回。 C.若把A板向上平移一小段距离，质点自P点下落后将穿过 N孔继续下落。 图22-1 D.若把B板向下平移一小段距离，质点自P点下落后将穿过N 孔继续下落。 分析与解：当开关S一直闭合时，A、B两板间的电压保持不变，当带电质点从M向N 运动时，要克服电场力做功，W=qU AB，由题设条件知：带电质点由P到N的运动过程中，重力做的功与质点克服电场力做的功相等，即：mg2d=qU AB 若把A板向上平移一小段距离，因U AB保持不变，上述等式仍成立，故沿原路返回， 应选A。 若把B板下移一小段距离，因U AB保持不变，质点克服电场力做功不变，而重力做功 增加，所以它将一直下落，应选D。 由上述分析可知：选项A和D是正确的。 想一想：在上题中若断开开关S后，再移动金属板，则问题又如何(选A、B)。 26、两平行金属板相距为d，加上如图23-1(b)所示的方波形电压，电压的最大值为U0，周期为T。现有一离子束，其中每个 离子的质量为m，电量为q，从与两板 等距处沿着与板平行的方向连续地射 入两板间的电场中。设离子通过平行 板所需的时间恰为T(与电压变化周图23-1 图23-1(b) 《机械波》典型题 1．(多选)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 Hz C ．该水面波的波长为3 m D ．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 2．(多选)一振动周期为T 、振幅为A 、位于x ＝0点的波源从平衡位置沿y 轴正向开始做简谐运动．该波源产生的一维简谐横波沿x 轴正向传播，波速为v ，传播过程中无能量损失．一段时间后，该振动传播至某质点P ，关于质点P 振动的说法正确的是( ) A ．振幅一定为A B ．周期一定为T C ．速度的最大值一定为v D ．开始振动的方向沿y 轴向上或向下取决于它离波源的距离 E ．若P 点与波源距离s ＝v T ，则质点P 的位移与波源的相同 3．(多选)一列简谐横波从左向右以v ＝2 m/s 的速度传播，某时刻的波形图如图所示，下列说法正确的是( ) A ．A 质点再经过一个周期将传播到D 点 B ．B 点正在向上运动 C ．B 点再经过18T 回到平衡位置 D．该波的周期T＝0.05 s E．C点再经过3 4T将到达波峰的位置 4．(多选)图甲为一列简谐横波在t＝2 s时的波形图，图乙为媒质中平衡位置在x＝1.5 m处的质点的振动图象，P是平衡位置为x＝2 m的质点，下列说法中正确的是( ) A．波速为0.5 m/s B．波的传播方向向右 C．0～2 s时间内，P运动的路程为8 cm D．0～2 s时间内，P向y轴正方向运动 E．当t＝7 s时，P恰好回到平衡位置 5．(多选)一列简谐横波沿x轴正方向传播，在x＝12 m处的质点的振动图线如图甲所示，在x＝18 m处的质点的振动图线如图乙所示，下列说法正确的是( ) A．该波的周期为12 s B．x＝12 m处的质点在平衡位置向上振动时，x＝18 m处的质点在波峰 C．在0～4 s内x＝12 m处和x＝18 m处的质点通过的路程均为6 cm D．该波的波长可能为8 m E．该波的传播速度可能为2 m/s 6．(多选)从O点发出的甲、乙两列简谐横波沿x轴正方向传播，某时刻两列波分别形成的波形如图所示，P点在甲波最大位移处，Q点在乙波最大位移处， 高中物理机械振动和机械波知识点 "机械振动和机械波是高中物理教学中的难点，有哪些知识点需要学生学习呢?下面我给大家带来高中物理课本中机械振动和机械波知识点，希望对你有帮助。 1.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. (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. 2.弹簧振子: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. 3.单摆: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. (1)单摆的振动可看作简谐运动的条件是:最大摆角<5. (2)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. (3)作简谐运动的单摆的周期公式为: 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). 4.受迫振动 (1)受迫振动:振动系统在周期性驱动力作用下的振动叫受迫振动. 华辉教育物理学科备课讲义 A．大小为2N，方向平行于斜面向上 B．大小为1N，方向平行于斜面向上 C．大小为2N，方向垂直于斜面向上 D．大小为2N，方向竖直向上 答案：D 解析：绳只能产生拉伸形变， 绳不同，它既可以产生拉伸形变，也可以产生压缩形变、弯曲形变和扭转形变，因此杆的弹力方向不一定沿杆． 2．某物体受到大小分别为 闭三角形．下列四个图中不能使该物体所受合力为零的是 ( 答案：ABD 解析：A图中F1、F3的合力为 为零；D图中合力为2F3. 3．列车长为L，铁路桥长也是 桥尾的速度是v2，则车尾通过桥尾时的速度为 A．v2 答案：A 解析：推而未动，故摩擦力f＝F，所以A正确． ．某人利用手表估测火车的加速度，先观测30s，发现火车前进540m；隔30s 现火车前进360m.若火车在这70s内做匀加速直线运动，则火车加速度为 ( A．0.3m/s2B．0.36m/s2 C．0.5m/s2D．0.56m/s2 答案：B 解析：前30s内火车的平均速度v＝540 30 m/s＝18m/s，它等于火车在这30s 10s内火车的平均速度v1＝360 10 m/s＝36m/s.它等于火车在这10s内的中间时刻的速度，此时刻Δv v1－v36－18 两根绳上的张力沿水平方向的分力大小相等． 与竖直方向夹角为α，BC与竖直方向夹角为 ．利用打点计时器等仪器测定匀变速运动的加速度是打出的一条纸带如图所示．为我们在纸带上所选的计数点，相邻计数点间的时间间隔为0.1s. ，x AD＝84.6mm，x AE＝121.3mm __________m/s，v D＝__________m/s 结果保留三位有效数字) 高中物理选修 3-4 机械波习题 1、关于振动和波的关系，下列说法中正确的是 A．振动是波的成因，波是振动的传播 B．振动是单个质点呈现的运动现象，波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．波源停止振动时，波立即停止传播 2、如图为一列简谐横波在某一时刻的波形图，此时刻质点 F 的运动方向如图所示，则（）A．该波向左传播 B．质点 B和 D 的运动方向相同 C．质点 C比质点 B 先回到平衡位置 D．此时质点 F 和 H的加速度相同 3、如图所示为一列沿 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 A．波的周期为 2.4 s B．在 t=0.9 s时，P点沿y轴正方向运动 C．经过 0.4 s ， P 点经过的路程为4m D．在 t=0.5s时，Q点到达平衡位置 4、如图所示，沿波的传播方向上有间距均为1m的六个质点 自的平衡位置，一列横波以1m/s 的速度水平向右传播，t=0 衡位置向上运动，t=1s 时质点 a 第一次到达最高点，则在 4s＜ t ＜ 5s 这段时间内 A．质点 c 的加速度逐渐增大 B．质点 a 的速度逐渐增大 C．质点 d 向下运动 D．质点 f 保持静止 a、 b、 c、 d、e、 f 时到达质点 a，质点 均静止在各 a 开始由平 5、一列简谐横波沿x 轴传播，周期为 T，t=0 时刻的波形如图所示．此时平衡位置位于x=3m 处的质点正在向上运动，若a、 b 两质点平衡位置的坐标分别为x a=2.5m，x b=5.5m，则以下 说法正确的是（） 6、一列波长大于 1 m 的横波沿着x 轴正方向传播．处在x1＝ 1 m 和x2＝ 2 m 的两质点A、 B 的振动图象如图所示．由此可知 A、波长为4/3 m ( ) B、波速为1m/s C、 3s 末， A、 B 两质点的位移相同 D、 1s 末 A 点的振动速度大于 B 点的振动速度 高中物理知识点总结：机械波 知识网络： 内容详解： 一、波的形成和传播： ●机械波：机械振动在介质中的传播过程叫机械波。 ●机械波产生的条件有两个： ①要有做机械振动的物体作为波源。 ②是要有能够传播机械振动的介质。 ●横波和纵波： ①质点的振动方向与波的传播方向垂直的叫横波。 ②质点的振动方向与波的传播方向在同一直线上的叫纵波。 气体、液体、固体都能传播纵波，但气体和液体不能传播横波，声波在空气中是纵波，声波的频率从20到2万赫兹。 ●机械波的特点： ①每一质点都以它的平衡位置为中心做简振振动，后一质点的振动总是落后于带动它的前一质点的振动。 ②波只是传播运动形式和振动能量，介质并不随波迁移。 振动和波动的比较： 两者的联系： 振动和波动都是物体的周期性运动，在运动过程中使物体回到原来平衡位置的力，一 般来说都是弹性力，就整个物体来看，所呈现的现象是波动。而对构成物体的单个质点来 看，所呈现的现象是振动，因此可以说振动是波动的起因，波动是振动在时空上的延伸， 没有振动一定没有波动，有振动也不一定有波动，但有波动一定有振动。 二者的区别： 从运动现象来看：振动是一个质点或一个物体通过某一中心，平衡位置的往复运动， 而波动是由振动引起的，是介质中大量质点依次发生振动而形成的集体运动。 从运动原因来看：振动是由于质点离开平衡位置后受到回复力的作用，而波动是由于 弹性介质中某一部分受到扰动后发生形变，产生了弹力而带动与它相邻部分质点也随同它 做同样的运动，这样由近及远地向外传开，在波动中各介质质点也受到回复力的作用。 从能量变化来看：振动系统的动能与势能相互转换，对于简谐运动，动能最大时势能 为零，势能最大时动能为零，总的机械能守恒，波在传播过程中，由振源带动它相邻的质 点运动，即振源将机械能传递给相邻的质点，这个质点再将能量传递给下一个质点，因此 说波的传播过程是一个传播能量的过程，每个质点都不停地吸收能量，同时向外传递能 量，当波源停止振动，不再向外传递能量时，各个质点的振动也会相继停下来。 二、波的图像： ●用横坐标x表示在波的传播方向上各质点的平衡位置，纵坐标y表示某一时刻各质 点偏离平衡位置的位移。 简谐波的图像是正弦曲线，也叫正弦波。 ●简谐波的波形曲线与质点的振动图像都是正弦曲线，但他们的意义是不同的。波形 曲线表示介质中的“各个质点”在“某一时刻”的位移，振动图像则表示介质中“某个质 点”在“各个时刻”的位移。 由某时刻的波形图画出另一时刻的波形图： 平移法：先算出经时间Δt波传播的距离Δx=vΔt，再把波形沿波的传播方向平移Δx 即可。因为波动图像的重复性，若已知波长，则波形平移，则波形平移，时波形不变。当 Δx=nλ+x时,可采取去整nλ留零x的方法,只需平移x即可。 特殊点法：在波形上找两个特殊点，如过平衡位置的点和与相邻的波峰、波谷点，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,分别做出两个特殊点经t后的位置,然后按正弦规律画出新波形。 三、波长、波速和频率（周期）的关系： ●描述机械波的物理量 ①波长：两个相邻的、在振动过程中对平衡位置的位移总是相等的质点间的距离叫波 长。振动在一个周期内在介质中传播的距离等于波长。 ②频率f：波的频率由波源决定，在任何介质中频率保持不变。 功和功率典型例题精析 [例题1] 用力将重物竖直提起，先是从静止开始匀加速上升，紧接着匀速上升，如果前后两过程的时间相同，不计空气阻力，则[ ] A．加速过程中拉力的功一定比匀速过程中拉力的功大 B．匀速过程中拉力的功比加速过程中拉力的功大 C．两过程中拉力的功一样大 D．上述三种情况都有可能 [思路点拨]因重物在竖直方向上仅受两个力作用：重力mg、拉力F．这两个力的相互关系决定了物体在竖直方向上的运动状态．设匀加速提升重物时拉力为F1，重物加速度为a，由牛顿第二定律F1－mg=ma， 匀速提升重物时，设拉力为F2，由平衡条件有F2=mg，匀速直线运动的位移S2=v·t=at2．拉力F2所做的功W2=F2·S2=mgat2． [解题过程] 比较上述两种情况下拉力F1、F2分别对物体做功的表达式，不难发现：一切取决于加速度a与重力加速度的关系． 因此选项A、B、C的结论均可能出现．故答案应选D． [小结]由恒力功的定义式W=F·S·cosα可知：恒力对物体做功的多少，只取决于力、位移、力和位移间夹角的大小，而跟物体的运动状态(加速、匀速、减速)无关．在一定的条件下，物体做匀加速运动时力对物体所做的功，可以大于、等于或小于物体做匀速直线运动时该力做的功． [例题2]质量为M、长为L的长木板，放置在光滑的水平面上，长木板最右端放置一质量为m 的小物块，如图8－1所示．现在长木板右端加一水平恒力F，使长木板从小物块底下抽出，小物块与长木板摩擦因数为μ，求把长木板抽出来所做的功． [思路点拨] 此题为相关联的两物体存在相对运动，进而求功的问题．小物块与长木板是靠一对滑动摩擦力联系在一起的．分别隔离选取研究对象，均选地面为参照系，应用牛顿第二定律及运动学知识，求出木板对地的位移，再根据恒力功的定义式求恒力F的功． [解题过程] 由F=ma得m与M的各自对地的加速度分别为 设抽出木板所用的时间为t，则m与M在时间t内的位移分别为 所以把长木板从小物块底下抽出来所做的功为 [小结]解决此类问题的关键在于深入分析的基础上，头脑中建立一幅清晰的动态的物理图景，为此要认真画好草图(如图8－2)．在木板与木块发生相对运动的过程中，作用于木块上的滑动摩擦力f 为动力，作用于木板上的滑动摩擦力f′为阻力，由于相对运动造成木板的位移恰等于物块在木板左端离开木板时的位移Sm与木板长度L之和，而它们各自的匀加速运动均在相同时间t内完成，再根据恒力功的定义式求出最后结果． 高中物理-“机械波”练习题 1.如图所示，一列横波沿x 轴传播，t 0时刻波的图象如图中实线所示.经△t = 0.2s ，波的图象如图中虚线所示.已知其波长为2m ，则下述说法中正确的是（B ） A .若波向右传播，则波的周期可能大于2s B .若波向左传播，则波的周期可能大于0.2s C .若波向左传播，则波的波速可能小于9m/s D .若波速是19m/s ，则波向右传播 2.如图所示，波源S 从平衡位置y =0开始振动，运动方向竖直向上(y 轴的正方向)，振动周期T =0.01s ，产生的机械波向左、右两个方向传播，波速均为v =80m/s ，经过一段时间后，P 、Q 两点开始振动，已知距离SP =1.2m 、SQ =2.6m .若以Q 点开始振动的时刻作为计时的零点，则在下图所示的四幅振动图象中，能正确描述S 、P 、Q 三点振动情况的是（AD ） A .甲为Q 点的振动图象 B .乙为振源S 点的振动图象 C .丙为P 点的振动图象 D .丁为P 点的振动图象 3.一列横波在x 轴上传播，t s 与t +o.4s 在x 轴上-3m ～ 3 的区间内的波形如图中同一条图线所示，由图可知 ①该波最大速度为10m /s ②质点振动周期的最大值为0.4s ③在t +o.2s 时，x =3m 的质点位移为零 ④若波沿x 上述说法中正确的是（ B ） A .①② B .②③ C .③④ D .①④ 4.如图为一列在均匀介质中传播的简谐横波在t =4s 时刻的波形图，若已知振源在坐标原点O 处，波速为2m /s ，则（ D ） A .振源O 开始振动时的方向沿y 轴正方向 B .P 点振幅比Q 点振幅小 C .再经过△t =4s ，质点P 将向右移动8m D .再经过△t =4s ，质点Q 通过的路程是0.4m 5.振源O 起振方向沿+y 方向，从振源O 起振时开始计时，经t =0.9s ，x 轴上0至12m 范围第一次出现图示简谐波，则（BC ） A .此列波的波速约为13.3m /s B .t =0.9s 时，x 轴上6m 处的质点振动方向向下 C .波的周期一定是0.4s D .波的周期s n T 1 46.3+=(n 可取0，1，2，3……) 6.如图所示，一简谐横波在x 轴上传播，轴上a 、b 两点相距12m .t =0时a 点为波峰，b 点为波谷；t =0.5s 时a 点为波谷，b 点为波峰，则下列判断只正确的是（B ） A .波一定沿x 轴正方向传播 B .波长可能是8m C .周期可能是0.5s -5a 0 机械波 一、知识网络 二、画龙点睛 概念 1、机械波 (1)机械波：机械振动在介质中的传播，形成机械波。 (2) 机械波的产生条件： ①波源：引起介质振动的质点或物体 ②介质：传播机械振动的物质 (3)机械波形成的原因：是介质内部各质点间存在着相互作用的弹力，各质点依次被带动。 (4)机械波的特点和实质 ①机械波的传播特点 a．前面的质点领先，后面的质点紧跟； b．介质中各质点只在各自平衡位置附近做机械振动，并不沿波的方向发生迁移； c．波中各质点振动的频率都相同； d．振动是波动的形成原因，波动是振动的传播； e．在均匀介质中波是匀速传播的。 ②机械波的实质 a．传播振动的一种形式； b．传递能量的一种方式。 (5)机械波的基本类型：横波和纵波 ①横波：质点的振动方向跟波的传播方向垂直的波，叫做横波。 表现形式：其中凸起部分的最高点叫波峰，凹下部分的最低 点叫波谷。横波表现为凹凸相间的波形。 实例：沿绳传播的波、迎风飘扬的红旗等为横波。 ②纵波：质点的振动方向跟波的传播方向在同一直线上的波，叫做纵波。 表现形式其中质点分布较稀的部分叫疏部，质点分布较密的 部分叫密部。纵波表现为疏密相间的波形。 实例：沿弹簧传播的波、声波等为纵波。 2、波的图象 (1)波的图象的建立 ①横坐标轴和纵坐标轴的含意义 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。 从形式上区分振动图象和波动图象，就看横坐标。 ②图象的建立：在xOy坐标平面上，画出各个质点的平衡位置x 与各个质点偏离平衡位置的位移y的各个点(x，y)，并把这些点连成曲线，就得到某一时刻的波的图象。 (2)波的图象的特点 ①横波的图象特点 横波的图象的形状和波在传播过程中介质中各质点某时刻的分布形状相似。波形中的波峰也就是图象中的位移正向最大值，波谷即为图象中位移负向最大值。波形中通过平衡位置的质点在图象中也恰处于平衡位置。 在横波的情况下，振动质点在某一时刻所在的位置连成的一条曲线，就是波的图象，能直观地表示出波形。波的图象有时也称波形图或波形曲线。 ②纵波的图象特点 在纵波中，如果规定位移的方向与波的传播方向一致时取正值，位移的方向与波的传播方向相反时取负值，同样可以作出纵波的图 牛顿第二运动定律 【例1】物体从某一高度自由落下，落在直立于地面的轻弹簧上，如图3-2所示，在A点物体开始与弹簧接触，到B点时，物体速度为零，然后被弹回，则以下说法正确的是： A、物体从A下降和到B的过程中，速率不断变小 B、物体从B上升到A的过程中，速率不断变大 C、物体从A下降B，以及从B上升到A的过程中，速 率都是先增大，后减小 D、物体在B点时，所受合力为零 的对应关系，弹簧这种特 【解析】本题主要研究a与F 合 殊模型的变化特点，以及由物体的受力情况判断物体的 运动性质。对物体运动过程及状态分析清楚，同时对物 =0，体正确的受力分析，是解决本题的关键，找出AB之间的C位置，此时F 合 由A→C的过程中，由mg>kx1，得a=g-kx1/m，物体做a减小的变加速直线运动。在C位置mg=kx c,a=0，物体速度达最大。由C→B的过程中，由于mg 物理机械波知识点总结 导读：高中物理选修3-4机械波重要知识点 描述机械波的物理量——波长、波速和频率(周期)的关系 ⑴波长λ：两个相邻的、在振动过程中对平衡位置的位移总是相等的质点间的距离叫波长。振动在一个周期内在介质中传播的距离等于波长。 ⑵频率f：波的频率由波源决定，在任何介质中频率保持不变。 ⑶波速v：单位时间内振动向外传播的距离。波速的大小由介质决定。 波的干涉和衍射 衍射：波绕过障碍物或小孔继续传播的现象。产生显著衍射的条件是障碍物或孔的尺寸比波长小或与波长相差不多。 干涉：频率相同的两列波叠加，使某些区域的振动加强，使某些区域振动减弱，并且振动加强和振动减弱区域相互间隔的现象。产生稳定干涉现象的条件是：两列波的频率相同，相差恒定。 稳定的干涉现象中，振动加强区和减弱区的空间位置是不变的，加强区的振幅等于两列波振幅之和，减弱区振幅等于两列波振幅之差。 判断加强与减弱区域的方法一般有两种：一是画峰谷波形图，峰峰或谷谷相遇增强，峰谷相遇减弱。二是相干波源振动相同时，某点到二波源程波差是波长整数倍时振动增强，是半波长奇数倍时振动减弱。干涉和衍射是波所特有的现象。 高中物理选修3-4重要知识点 相对论的时空观 经典物理学的时空观(牛顿物理学的绝对时空观)：时间和空间是脱离物质而存在的，是绝对的，空间与时间之间没有任何联系。 相对论的时空观(爱因斯坦相对论的相对时空观)：空间和时间都与物质的运动状态有关。 相对论的时空观更具有普遍性，但是经典物理学作为相对论的特例，在宏观低速运动时仍将发挥作用。 时间和空间的相对性(时长尺短) 1.同时的相对性：指两个事件，在一个惯性系中观察是同时的，但在另外一个惯性系中观察却不再是同时的。 2.长度的相对性：指相对于观察者运动的物体，在其运动方向的长度，总是小于物体静止时的长度。而在垂直于运动方向上，其长度保持不变。 高中物理机械振动和机械波知识点 1.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. (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 高中物理机械运动机械波部分知识点及习题修 订版 IBMT standardization office【IBMT5AB-IBMT08-IBMT2C-ZZT18】 机械运动与机械波 Ⅰ.基础巩固 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； （3）周期和频率：完成一次全变化所用的时间为周期T，每秒钟完成全变化的次数为频率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：物体所受的回复力跟位移大小成正比时，物体的振动是简偕振动． ①受力特征：回复力F=—KX。 ②运动特征：加速度a=一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。 圆周运动的实例分析典型例题解析 【例1】用细绳拴着质量为m 的小球，使小球在竖直平面内作圆周运动，则下列说法中，正确的是[ ] A ．小球过最高点时，绳子中张力可以为零 B ．小球过最高点时的最小速度为零 C ．小球刚好能过最高点时的速度是Rg D ．小球过最高点时，绳子对小球的作用力可以与球所受的重力方向相 反 解析：像该题中的小球、沿竖直圆环内侧作圆周运动的物体等没有支承物的物体作圆周运动，通过最高点时有下列几种情况： (1)m g m v /R v 2当＝，即＝时，物体的重力恰好提供向心力，向心Rg 加速度恰好等于重力加速度，物体恰能过最高点继续沿圆周运动．这是能通过最高点的临界条件； (2)m g m v /R v 2当＞，即＜时，物体不能通过最高点而偏离圆周Rg 轨道，作抛体运动； (3)m g m v /R v m g 2当＜，即＞时，物体能通过最高点，这时有Rg ＋F ＝mv 2/R ，其中F 为绳子的拉力或环对物体的压力．而值得一提的是：细绳对由它拴住的、作匀速圆周运动的物体只可能产生拉力，而不可能产生支撑力，因而小球过最高点时，细绳对小球的作用力不会与重力方向相反． 所以，正确选项为A 、C ． 点拨：这是一道竖直平面内的变速率圆周运动问题．当小球经越圆周最高点或最低点时，其重力和绳子拉力的合力提供向心力；当小球经越圆周的其它位置时，其重力和绳子拉力的沿半径方向的分力(法向分力)提供向心力． 【问题讨论】该题中，把拴小球的绳子换成细杆，则问题讨论的结果就大相径庭了．有支承物的小球在竖直平面内作圆周运动，过最高点时： (1)v (2)v (3)v 当＝时，支承物对小球既没有拉力，也没有支撑力； 当＞时，支承物对小球有指向圆心的拉力作用； 当＜时，支撑物对小球有背离圆心的支撑力作用； Rg Rg Rg (4)当v ＝0时，支承物对小球的支撑力等于小球的重力mg ，这是有支承物的物体在竖直平面内作圆周运动，能经越最高点的临界条件． 【例2】如图38－1所示的水平转盘可绕竖直轴OO ′旋转，盘上的水平杆上穿着两个质量相等的小球A 和B ．现将A 和B 分别置于距轴r 和2r 处，并用不可伸长的轻绳相连．已知两球与杆之间的最大静摩擦力都是f m ．试分析角速度ω从零逐渐增大，两球对轴保持相对静止过程中，A 、B 两球的受力情况如何变化？ 解析：由于ω从零开始逐渐增大，当ω较小时，A 和B 均只靠自身静摩擦力提供向心力． A 球：m ω2r ＝f A ； B 球：m ω22r ＝f B ． 随ω增大，静摩擦力不断增大，直至ω＝ω1时将有f B ＝f m ，即m ω＝，ω＝．即从ω开始ω继续增加，绳上张力将出现．12m 112r f T f m r m /2 A 球：m ω2r ＝f A ＋T ；B 球：m ω22r ＝f m ＋T ． 由B 球可知：当角速度ω增至ω′时，绳上张力将增加△T ，△T ＝m ·2r(ω′2－ω2)．对于A 球应有m ·r(ω′2－ω2)＝△f A ＋△T ＝△f A ＋m ·2r(ω′2－ω2)． 可见△f A ＜0，即随ω的增大，A 球所受摩擦力将不断减小，直至f A ＝0 专题练习(三十六) 机械波 1．(.·九江联考)下列物理现象中； (1)在春天里在一次闪电过后，有时雷声轰鸣不绝； (2)“闻其声而不见其人”： (3)学生围绕振动的音叉转一圈会听到忽强忽弱的声音； (4)当正在鸣笛的火车向着我们急驶而来时，我们听到汽笛声的音调变高 这些物理现象分别属于波的( ) A ．①反射、②衍射、③干涉、④多普勒效应 B ．①折射、②衍射、③多普勒效应、④干涉 C ．①反射、②折射、③干涉、④多普勒效应 D ．①衍射、②折射、③干涉、④多普勒效应 2．(.·安 徽高考)一列简谐波沿x 轴正方向传播，在t ＝0时波形如图1所示，已知波速为10 m/s ，则t ＝0.1 s 时正确的波形应是图2中的( ) 图1 解析：由图象可知，λ＝4 m ，又由T ＝λv ＝410 s ＝0.4 s ，当时间为0.1 s 时该波传播了1 4个周期， 判断此刻波形有多种方向，方法一：简谐波波形向x 轴正方向平移1 4 λ；方法二(特殊点振动分析)：x ＝0处质点经1 4个周期运动到平衡位置，x＝1 m处质点在t＝0时向y轴正方向运动，经1 4 个周期运动 到波峰位置．由此判断C正确． 答案：C 3．(.·丹东联考)一列简谐波沿x轴正方向传播，某时刻波形图如图甲所示，a、b、c、d是波传播方向上的四个振动质点的平衡位置．如再过3/2个周期，其中某质点继续振动的图象如图乙所示，则该质点是() A．a处质点B．b处质点 C．c处质点D．d处质点 解析：画出再过3/2个周期后的波形图，O处质点处于波谷，c处质点处于波峰，b处质点处于平衡位置且向下运动，O处质点处于平衡位置且向上运动，所以图乙是O处质点的振动图象，选项D正确． 答案：D 4．一列简谐横波以1 m/s的速度沿绳子由A向B传播，A、B间的距离为3 m，如图甲所示．若质点B的振动图象如图乙所示，则质点A的振动图象为丙图中的() 解析：由质点B的振动图象可知，周期为4 s．波长为4 m．由A、B间的距离为3 m，质点A 振动比B超前3T/4.画出AB之间的波形图，由波形图可知，质点A的振动图象为丙图中的D. 答案：D 5．如图所示是一列简谐横波在t＝0时的波形图，此时P点沿y轴的正方向运动，已知波的传播速度为2 m/s.则下列说法正确的是() A．波长为0.6 m高中物理《机械波》知识梳理
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