高中物理振动和波(课堂参照)

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高考物理一轮复习第13章振动波动光电磁波相对论第2节机械波教案(含解析)

第2节机械波一、波的形成与传播1．机械波的形成条件(1)有发生机械振动的波源。

(2)有传播介质，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．机械波的分类4.(1)波长：在波动中，振动相位总是相同的两个相邻点间的距离，用λ表示。

波长由频率和波速共同决定。

①横波中，相邻两个波峰(或波谷)之间的距离等于波长。

②纵波中，相邻两个密部(或疏部)之间的距离等于波长。

(2)频率：波的频率由波源决定，等于波源的振动频率。

(3)波速：波的传播速度，波速由介质决定，与波源无关。

(4)波速公式：v ＝λf ＝λT 或v ＝Δx Δt。

二、波的图象 1．坐标轴x 轴：各质点平衡位置的连线。

y 轴：沿质点振动方向，表示质点的位移。

2．物理意义：表示介质中各质点在某一时刻相对各自平衡位置的位移。

3．图象形状：简谐波的图象是正弦(或余弦)曲线，如图所示。

三、波的干涉、衍射和多普勒效应1．波的叠加观察两列波的叠加过程可知：几列波相遇时，每列波都能够保持各自的状态继续传播而不互相干扰，只是在重叠的区域里，质点同时参与这几列波引起的振动，质点的位移等于这几列波单独传播时引起的位移的矢量和。

2．波的干涉和衍射(1)定义：由于波源和观察者之间有相对运动，使观察者感受到波的频率发生变化的现象。

(2)实质：波源频率不变，观察者接收到的频率发生变化。

(3)规律：①波源与观察者如果相互靠近，观察者接收到的频率变大。

②波源与观察者如果相互远离，观察者接收到的频率变小。

③波源和观察者如果相对静止，观察者接收到的频率等于波源的频率。

1．思考辨析(正确的画“√”，错误的画“×”)(1)在机械波的传播中，各质点随波的传播而迁移。

(×)(2)机械波的频率等于振源的振动频率。

(√)(3)通过波的图象可以找出任一质点在任意时刻的位移。

2020年高中物理竞赛辅导课件(振动和波基础篇)06波动方程(共13张PPT)

x u
)+j
t = t 1+Δ t y´= A cos ω ( t 1+Δ t
x u
)+j
y
..
y y´ 1
O x ut
t
x´
令 y1=y´ 得：x ´= x +uΔ t 这表示相应于位移y1的相位，向前传播了
uΔt的距离。
三、波动方程的一般形式
y = A cos ω ( t
x u
)+j
质点的振动速度：
可以证明对于无吸收的各向同性的均匀介质，在三维空间传播的一切波动过程
都满足下列方程：
ξ2
ξ2
ξ2
1 ξ2
x 2 + y 2 + z 2 = u2 t 2
ξ 质点的位移
谢谢观看！
二、波动方程的物理意义
1. x =x 1 (常数)
y = A cos ω ( t
x1 u
)+j
y
o
t
表示 x1 处质点的振动方程
2. t = t 1 (常数) y
o
x
y = A cos ω ( Fra bibliotek 1x u
)+j
表示在 t 1 时刻的波形
3. t 与 x 都发生变化
t = t1
y1 = A cos ω ( t 1
平面简谐波的波动方程为:
y = A cos ω ( t
x u
)+j
y
=
A cos
2π
(
t T
x
l
)+j
波动方程的另外几种形式：
y = A cos 2π (n t

振动图像与波的图像(课堂参照)

振动图象和波的图象振动是一个质点随时间的推移而呈现的现象，波动是全部质点联合起来共同呈现的现象．简谐运动和其引起的简谐波的振幅、频率相同，二者的图象有相同的正弦（余弦）曲线形状，但二图象是有本质区别的．见表：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一质点的位移随时间的变化规律某时刻所有质点的空间分布规律图线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图线变化随时间推移图延续，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2012届高考二轮复习专题：振动图像与波的图像及多解问题【例1】如图6—27所示，甲为某一波动在t=1．0s 时的图象，乙为参与该波动的P 质点的振动图象（1）说出两图中AA /的意义？（2）说出甲图中OA /B 图线的意义？（3）求该波速v=？（4）在甲图中画出再经3．5s 时的波形图（5）求再经过3．5s 时p 质点的路程S 和位移解析：（1）甲图中AA /表示A 质点的振幅或1．0s 时A 质点的位移大小为0．2m ，方向为负．乙图中AA /’表示P 质点的振幅，也是 P 质点在 0．25s 的位移大小为0．2m ，方向为负．（2）甲图中OA /B 段图线表示O 到B 之间所有质点在1．0s 时的位移、方向均为负．由乙图看出P 质点在1．0s 时向一y 方向振动，由带动法可知甲图中波向左传播，则OA /间各质点正向远离平衡位置方向振动，A /B 间各质点正向靠近平衡位置方向振动．（3）甲图得波长λ＝4 m ，乙图得周期 T ＝1s 所以波速v=λ/T=4m/s（4）用平移法：Δx ＝v ·Δt ＝14 m ＝（3十½）λ所以只需将波形向x 轴负向平移½λ=2m 即可，如图所示（5）求路程：因为n=2/T t=7，所以路程S=2An=2×0·2×7=2。

高中物理的简谐振动及横波图像的分析

高中物理的简谐振动及横波图像的分析有关高中物理中的振动及横波图像，历来是物理教学中的一个重点和难点，两种图像非常相似，都是正弦(或余弦)曲线，两者都是质点的周期性运动，学生常常将其混淆。

反映了学生对这两种图像的内涵及物理意义没有完全搞清楚。

我们可将两图像作一对比如下：对比内容简谐振动图像横波图像图像研究对象振动质点（一个质点）连续媒质（一群质点）研究内容质点在振动过程中位移随时间的变化某一时刻在连续媒质中各质点的空间分布图像满足方程y= Asinωt简谐振动的位移是时间的正弦函数或余弦函数（图1）满足正弦函数y= Asinw（t-x/v）某时刻x轴上各质点的位移Y也是x的正弦函数或余弦函数（图2）满足正弦函数坐标纵坐标y表示位移，横坐标t表示时间纵坐标y表示位移，横坐标x表示媒质中的质点离波源的距离(设O为波源)OF、AG间的距离表示两个相邻的同相点间的距离表示一个周期T 两个相邻的同相质点间的距离表示一个波长λ纵坐标的最大值表示质点处在最大位移处时，离平衡位置的距离为振幅A例(图1}中，质点在O、C、F时刻的位移、回复力、加速度、势能都为零，而速度和动能最大质点在A、D、G时刻的位移、回复力、加速度、势能都最大，速度、动能为零质点在B、E两时刻，位移、回复力、加速度、速度等矢量方向相反，各物理量的大小包括动能、势能等都不为零获得最大位移的质点离开平衡位置的距离为振幅A最大时，势能一定最小的关系。

关于波动中的质点势能变化问题，中学物理不作要求，因此，我们要有意回避例(图2)中，O、C、F位置处质点的位移、回复力、加速度都为零，而速度和动能大，若已知某质点振动方向，如B点向上振动，可确定C点也向上振动O、E、F处的质点向下振动，沿x正方向传播A、D、G位置处的质点位移、复力、加速度都最大，速度、动能为零B、E两位置处的质点位移、复力、加速度、速度等矢量方向相反。

若已知波的传方向沿x轴方向，则可判断质点O、E、F向上振动，B、C向下振动图像变化振动方程中y是t的函数，随着t的增加，y按方程程y=Asinwt变化，从作图上看，y按正弦规律。

高三物理知识点振动和波

高三物理知识点振动和波
高三物理知识点振动和波
查字典物理网为高三同学总结归纳了高三物理知识点：振动和波。

希望对高三考生在备考中有所帮助，欢迎大家阅读作为参考。

振动和波(机械振动与机械振动的传播)
1.简谐振动F=-kx {F:回复力，k:比例系数，x:位移，负号表示F的方向与x始终反向}
2.单摆周期T=2(l/g)1/2 {l:摆长(m)，g:当地重力加速度值，成立条件:摆角100;lr｝
3.受迫振动频率特点：f=f驱动力
4.发生共振条件:f驱动力=f固，A=max，共振的防止和应用〔见第一册P175〕
5.机械波、横波、纵波〔见第二册P2〕
6.波速v=s/t=f=/T{波传播过程中，一个周期向前传播一个波长;波速大小由介质本身所决定}
7.声波的波速(在空气中)0℃：
332m/s;20℃:344m/s;30℃:349m/s;(声波是纵波)
8.波发生明显衍射(波绕过障碍物或孔继续传播)条件：障碍物或孔的尺寸比波长小，或者相差不大
9.波的干涉条件：两列波频率相同(相差恒定、振幅相近、振动方向相同)
10.多普勒效应:由于波源与观测者间的相互运动，导致波源。

高中物理的振动与波动教案

高中物理的振动与波动教案教学目标：1. 理解振动和波动的概念，掌握相关词汇和定义。

2. 掌握振动和波动的特点和分类。

3. 理解振动和波动在日常生活中的应用。

4. 训练学生观察、实验和逻辑思维能力。

教学重点与难点：1. 振动和波动的概念及其特点。

2. 振动和波动的分类及日常应用。

教学准备：1. 教师准备：教案、教学PPT、实验器材、振动和波测量仪器等。

2. 学生准备：学习笔记、实验记录本等。

教学过程：一、引入振动和波动概念（10分钟）1.1师生互动，讨论振动和波动的概念及特点。

1.2通过图片、实物等展示振动和波动的例子，引导学生理解概念。

二、振动的特点与分类（20分钟）2.1讲解振动的定义、特点及种类。

2.2进行实验观察不同种类的振动现象，让学生亲自实验、感受振动。

三、波动的特点与分类（20分钟）3.1讲解波动的定义、特点及种类。

3.2展示各种类型的波动实例，帮助学生理解波动的本质及分类。

四、振动和波动在日常生活中的应用（15分钟）4.1探讨振动和波动在日常生活中的各种应用，如声波、光波的传播与应用等。

4.2展示相关实例，让学生体会振动和波动的实际应用价值。

五、实验操作与总结（15分钟）5.1学生根据教师指导进行相关实验操作。

5.2总结振动和波动的知识点，检查学生对概念的掌握程度。

六、课堂讨论与提升（10分钟）6.1师生讨论振动和波动相关问题，梳理知识点，解决学生疑问。

6.2鼓励学生展示自己对振动和波动的理解，提出自己的见解。

教学反馈：1. 收集学生对本节课程的反馈意见，帮助教师改进教学方法与内容。

2. 师生共同总结学生在振动和波动方面的学习成果和不足之处，为下节课的教学做准备。

布置作业：1. 作业：根据本节课内容，写一篇关于振动和波动的简单作文。

2. 预习：预习下节课的内容，做好相关概念的准备。

教学反思：通过本节课的教学，学生对振动和波动的概念有了更深入的理解，实验操作增加了学生的学习兴趣与参与度。

高中物理中的波动和振动

高中物理中的波动和振动波动和振动是高中物理课程中非常重要且常见的概念。

它们在自然界和现实生活中都有广泛的应用。

本文将对波动和振动的定义、特性以及相关现象作详细介绍。

一、波动的概念及特性波动是指能够传递能量的扰动在介质中的传播。

波动的特性包括幅度、频率、周期和波速。

1.1 幅度：波动的幅度是指波峰或波谷与波的平衡位置之间的最大偏移距离。

幅度越大，表示波动的能量越大。

1.2 频率和周期：波动的频率是指在一定时间内波动所完成的周期数。

频率的单位是赫兹（Hz），1Hz表示每秒完成一个周期。

频率与周期的关系为频率=1/周期。

1.3 波速：波速是波动传播的速度，通常表示为v。

波速与频率和波长有关，其关系为波速=频率×波长。

二、波动的传播方式波动可以分为机械波和电磁波。

机械波需要介质传播，而电磁波可以在真空中传播。

2.1 机械波：机械波需要介质来传播，常见的机械波有水波、声波和横波等。

机械波的传播是通过介质中颗粒的振动来传递能量。

2.2 电磁波：电磁波是指由电场和磁场交替产生的波动。

电磁波可以在真空和介质中传播，常见的电磁波有光波、射线和无线电波等。

三、波动的现象和应用波动在生活和科学研究中有着广泛的应用，以下是一些常见的波动现象和应用。

3.1 反射：波动在遇到障碍物时会发生反射。

例如，当光波遇到镜子时会反射回来，我们才能看到镜子中的影像。

3.2 折射：波动从一种介质传播到另一种介质时会发生折射。

例如，当光线从空气中射入水中，光线会发生折射产生折射角。

3.3 干涉：当两个或多个波的幅度叠加在一起时，会产生干涉现象。

干涉可以是相长干涉或相消干涉，应用十分广泛，如激光干涉仪等。

3.4 衍射：波动通过一个孔或一个尺寸接近波长的狭缝时，会发生衍射现象。

衍射是波的特性之一，如光的衍射在日常生活中有着广泛的应用。

3.5 声音的传播：声音是一种机械波，通过介质中分子的振动传播。

声音的传播速度取决于介质的性质，如在空气中的速度约为343米/秒。

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高中物理振动和波1.图中表示一个小球在不同表面上产生的运动。

假设表面是完全弹性的。

(a)(b) (c) (d) (e)(1)哪一种情况下，小球根本不会振动？a(2)哪一种情况下，小球最接近简谐振动？b2.已知月球上的重力加速度是地球上的。

一个在地球上周期是5.6秒的单摆，放在月球上，其周期变为c(a)1秒(b)秒(c) 5.6秒(d) 5.62秒(e)秒3.利用单摆测定重力加速度的实验中，若测得g偏大，可能是b(a)计算摆长时，只考虑悬线长，漏加小球半径(b)测量周期时，将(n-1) 个振动，误记为几个全振动，使得T偏小(c)测量周期时，将n个全振动，误记为(n-1)个全振动，使得T偏大(d)小球质量选得太轻，以致悬线的质量不能忽略。

(e)振动时，振幅过大。

4.在圆周轨道上运行的人造卫星内，放一只有摆的钟，将e(a)变快(b)变慢(c)周期不变(d)不能确定变快变慢(e)摆锤不会摆动5.一个单摆挂在电梯内，在某一时刻电梯开始自由下落，而此时（1）摆正经过“平衡位置”，则摆锤相对电梯的运动是b(a)静止(b)匀速圆周运动(c)摆动，周期不变(d)摆动，周期变小(e)摆动，周期变大（2）摆正在某一边的端点，则摆锤相对电梯的运动是（供选择的答案同上）a（3）摆正在平衡位置与端点之间，则摆锤相对电梯的运动是（供选择的答案同上）b6.一个单摆挂在电梯内，电梯向上加速，加速度a=g，则单摆的周期是原来电梯静止时的e(a)1倍(b)倍(c)2倍(d)倍(e)倍7.一个单摆挂在电梯内，发现单摆的周期增大为原来的2倍。

可见，电梯在做加速运动，加速度a为d(a)方向向上，大小为g(b)方向向上，大小为g(c)方向向下，大小为g(d)方向向下，大小为g(e)方向向下，大小为g8.图中，是一个拴在完全遵从胡克定律的弹簧上的木块，台面水平光滑，O点是平衡位置。

(i) 木块受到的弹力随位置X 变化的图像用图中哪一表示最恰当？a(ii) 在弹性限度内振动时，下面哪几句陈述正确？1,2,3（1）木块作简谐振动（2）木块的机械能守恒（3）在平衡位置时，木块所受合力为0，速度极大（4）在远离平衡位置的一端，速度为0，处在平衡状态。

9. 图中如果将栓在弹簧上的小球，由平衡位置O 点拉到A 点，然后轻轻释放（即无初速释放）。

设O 为坐标原点，方向向右为正。

（1）则小球位移随时间的变化图像应如图中哪个所示？c（2）图中若纵坐标代表V ，那么哪一个图像表示小球的速度图线？b（3）若纵坐标代表a ，那么哪一个图像表示小球的加速度图线？d （4）其纵坐标代表弹力F ，那么哪个图像表示小球的F-t 图像？d10. 弹簧一端固定，另一端栓一物体，放在水平光滑的平面上，使物体在水平方向上振动。

现将固定端竖直悬挂在天花板上，让物体在垂直方向上振动，则有关情况的变化，下面哪几句描述正确？（弹簧质量不计）2,4F O x F O x F O x F O x FO x(a) (b) (C) (d) (e)-A O A XF O x F O x F O x F O x F O x (a) (b) (C) (d) (e)（1）振动周期变大（2）振动周期不变（3）平衡位置不变（4）平衡位置改变，此时弹簧伸长，（k是弹簧的倔强系数，m是物体质量）11.图中在弹簧上挂着一个秤盘和砝码，总质量为M，弹簧倔强系数为k，今要使弹簧系统的振动周期增大可以采用下列方法：cM(a)将弹簧移到高山去(b)将弹簧移到北极去(c)在秤盘中加砝码(d)在秤盘中减少砝码(e)换一根倔强系数大的弹簧12.下面是一个简谐振动的方程(a)Xa=2)(b)Xb=4)(c)Xc=)(d)Xd=3)(e)Xe=5)（1）哪个质点的振幅最大？e（2）哪个质点的周期最小？c（3）哪个质点与b有固定相位差，且超前b?d13. 五个质点的振动图线如图，从同一时刻开始振动。

（1）哪个质点的振幅最大？d （2）哪个质点的初相角为？e（3）哪个质点的周期最大？c （4）哪个质点的频率最小？c（5）在第5秒末时，哪个质点的速率最小？e （6）哪个质点与A 保持恒定相位差？b（7）比E 质点的振动的相位差落后的质点是？d （8）在第四秒末的加速度量值哪个质点最大？d （9）方程x=0.4未表示哪个质点的振动？c14. 队伍过桥不能齐步走，是为了a(a) 避免使桥共振，发生危险 (b) 减小对桥的压力 (c) 使桥受力均匀 (d) 减小对桥的冲量(e) 使桥保持平衡，合力等于015. 30厘米长年弦振动频率320Hz 。

使之共振的策动力的频率是c(a) 80 Hz (b) 160 Hz (c) 320 Hz (d) 960 Hz (e) 1280 Hz16. 有两个周期相等的简谐振动，在下面哪个条件下两个振动合成为0.eFO xFO x(a) (b) (C) (d) (e)F O x F O x F O x(a) 两者在同一直线上即可(b) 两者在同一直线上，且振幅相同(c) 两者在同一直线上，且振幅相同，位相差不变 (d) 两者在同一直线上，且振幅相同，位相差为0(e) 两者在同一直线上，且振幅相同，位相差为。

17. 关于振动与波的关系，下面哪几句陈述正确？（1）如果没有机械振动，一定没有机械波（2）一物体在作机械振动，一定有机械波产生（3）由某振源产生的波，波的频率与振源的频率一样（4）振源的振动速度和波速是一样的。

18. 波传播所经过的媒质中各质点的运动具有d(a) 相同的位相 (b) 相同的振幅 (c) 相同的机械能 (d) 相同的频率 (e) 相同的加速度19. 图中是一横波波形图线（1）下列质点中，哪一个与A 有相同的位移d(a) B (b) D (c) F (d) I（2）下列质点中，另一个与C 有大小相等方向相反的速度？d (a) A (b) B (c) E (d) G (e) HS XO A B C D E F G H I J K L 0.2 0.4 0.6（3）下列质点中另一个与B有大小相同的加速度？c(a) C(b) E(c) F(d)H(e)I（4）下列质点中，另一个质点的位相比E的位相超前？a(a) A(b) B(c) C(d) E(e)H(f)I（5）下列质点中，另一个质点的位相与O质点相同？d(a) B(b) C(c) E(d)H(e)I（6）波传到B点后再经过一个周期，振动传到哪个质点？e(a) C(b) E(c) F(d)H(e)J（7）关于下列几个质点的速度方向的描述，哪句是正确的？d(a)A的速度方向沿图线的切线方向(b)C的速度方向指向平衡位置(c)D的速度方向不能确定(d)G的速度方向与位移正向相反(e)H的速度方向与位移正向一致（8）下列质点中，另一个质点离C点的距离，正好半个波长e(a)O(b) B(c) D(d) E(e)G（9）如v=30 m/s，振源的频率是a(a)850 Hz(b)136 Hz(c)340 Hz(d)680 Hz20.声音从声源发出，在空中传播过程中，（设空气均匀的）c(a)声波波速不断减小(b)声波频率不断减小(c)声波振幅不断减小(d)声波波长不断减小(e)声波周期不断减小21.两个振幅相等，相位一致的相干波源，发出的波在下面哪些曲线上问题振动相互加强的？1,3（1）两个波源联线的垂直平分线上（2）以两个波源联线为直径的圆周上（3）离两个波源的距离差为10的轨迹上。

（4）离两个波源的距离差为的点的轨迹上。

22.相干振源必须满足哪几个条件1,2,3（1）频率相同（2）振动方向相同（3）位相差固定（4）振幅相同23.二列声波完全相互抵消，应满足下面哪几个条件？（1）它们应该具有相同的振幅（2）它们应该具有相同的波长（3）它们应该具有180º的相差（4）它们应该具有90º相差。

24.关系式V=f，适用于e(a)横波(b)纵波(c)声波(d)光波(e)一切波动25.音叉频率1000 Hz，声速340 m/s，音叉在0.1 s内所发射的波数是d(a)0.34(b) 2.98(c)34(d)100(e) 3.426.波长为60米的声波c(a)比波长为20米的声波传播慢(b)不能产生衍射(c)不能听见(d)不能产生反射27.关于乐声的三要素：（1）声音的音调决定于a(a)基音的频率(b)基音的波长(c)波速(d)振幅(e)泛音（2）声音的响度决定于d(a)基音的频率(b)基音的波长(c)泛音的多少(d)声波的能量(e)声波的速度（3）声音的音品决定于c(a)基音的频率(b)基音的波长(c)泛音的多少，频率，振幅(d)声音的速度(e)声波的能量28.单簧管发出的音符E（320次/秒）。

假使20ºC时的声速是344米/秒。

于是所产生的声音的波长是b(a)8.75米(b) 1.075米(c)21.5米(d)320米(e)344米29.相当声音中的音调，对光来说相当于c(a)波长(b)频率(c)颜色(d)影子(e)幅度。