高中物理机械振动与机械波部分专题讲练

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1、内部资料《机械振动与机械波》专题讲练一、考纲要求五、振动和波内　　容要求说明　　34．弹簧振子，简谐振动，简谐振动的振幅、周期和频率，简谐运动的位移—时间图像.　　35．单摆，在小振幅条件下单摆作简谐振动．单摆周期公式　　36．振动中的能量转化　　37．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　　38．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　　39．波的叠加．波的干涉．衍射现象　　40．声波．超声波及其应用41．多普勒效应ⅡⅡⅠⅠⅡⅠⅠ 振动和波部分在高考理综卷中以选择题的形式出现，分值：6分。振动和波部分

2、重点知识是简谐振动、受迫振动、弹簧振子和单摆、简谐波的形成与传播、振动图像与波动图像。二、典例分类评析1、机械振动及其相关概念：①简谐振动：物体在跟位移成正比，并且总是指向平衡位置的回复力作用下的振动叫简谐振动。简谐振动是最简单，最基本的振动。研究简谐振动物体的位置，常常建立以中心位置（平衡位置）为原点的坐标系，把物体的位移定义为物体偏离开坐标原点的位移。简谐振动的五个特征：（1）动力学特征：F=-kx（a=-kx/m）判断一个物体的运动是否简谐振动的依据（2）运动学特征：简谐振动是变加速运动。远离平衡位置时x、F、a、Ep均增大，v、Ek均减小，靠近平衡位

3、置时则相反。（3）运动的周期性特征：相隔T或nT的两个时刻振子处于同一位置且振动状态相同。（4）对称性特征：①相隔T/2或（2n+1）T/2的两个时刻，振子位置关于平衡位置对称②在平衡位置左右相等距离上运动时间是相同的。（5）能量特征：简谐振动过程中，动能和势能之间相互转化，机械能守恒。②振幅、周期和频率：振幅是振动物体离开平衡位置的最大距离，常用字母“A”表示，它是标量，为正值，振幅是表示振动强弱的物理量，振幅的大小表示了振动系统总机械能的大小；周期是振子完成一次全振动的时间，频率是一秒钟内振子完成全振动的次数。振动的周期T跟频率f之间是倒数关系，即T=1

4、/f。振动的周期和频率都是描述振动快慢的物理量，简谐振动的周期和频率是由振动物体本身性质决定的，与振幅无关，所以又叫固有周期和固有频率。③受迫振动和共振：振动物体如果在周期性外力──策动力作用下振动，那么它做受迫振动，受迫振动达到稳定时其振动周期和频率等于策动力的周期和频率，而与振动物体的固有周期或频率无关。物体做受迫振动的振幅与策动力的周期（频率）和物体的固有周期（频率）有关，二者相差越小，物体受迫振动的振幅越大，当策动力的周期或频率等于物体固有周期或频率时，受迫振动的振幅最大，叫共振。共振曲线如右图。12内部资料例1、一弹簧振子做简谐振动，周期为T，则（

5、）A.若t时刻和(t＋Dt)时刻振子运动位移的大小相等、方向相同，则Dt一定等于T的整数倍B.若t时刻和(t＋Dt)时刻振子运动位移的大小相等、方向相反，则Dt一定等于T/2的整数倍。C.若Dt=T，则在t时刻和(t＋Dt)时刻振子运动的加速度一定相等D.若Dt=T/2，则在t时刻(t＋Dt)时刻弹簧的长度一定相等。例2、如图所示，A、B、C、D为四个悬挂在水平细线上的单摆，A的质量为2m，摆长为L；B的质量为m，摆长为2L；C的质量为m，摆长为L，D的质量为m，摆长为3L/2，当A振动起来后，通过水平绳迫使B、C、D振动，则下列说法中正确的是（）A.A、B

6、、C、D四个单摆的振动周期相同B.只有A、C两个单摆的振动周期相同C.C的振幅比D的大，D的摆幅比B的大D.A、B、C、D四个单摆的振幅相同例3、弹簧振子的质量为，弹簧劲度系数为，在振子上放一质量为m的木块，使两者一起振动，如图。木块的回复力是振子对木块的摩擦力，也满足，是弹簧的伸长（或压缩）量，那么为（）A．B．C．D．例4、如果表中给出的是作简谐运动的物体的位移或速度与时刻的对应关系，T是振动周期，则下列选项正确的是（）A、若甲表示位移，则丙表示相应的速度B、若丁表示位移，则甲表示相应的速度C、若丙表示位移，则甲表示相应的速度D、若乙表示位移，则丙表示相

7、应的速度例5、如图所示，由轻质弹簧下面悬挂一物块组成一个竖直方向振动的弹簧振子，弹簧的上端固定于天花板，当物块处于静止状态时，取它的重力势能为零，现将物块向下拉一小段距离后放手，此后振子在平衡位置附近上下做简谐运动，不计空气阻力，则（）A．振子速度最大时，振动系统的势能为零。B．振子速度最大时，物块的重力势能与弹簧的弹性势能相等。C．振子经平衡位置时，振动系统的势能最小。D．振子在振动过程中，振动系统的机械能守恒。例6、两块质量分别为m1、m2的木板，被一根劲度系数为k的轻弹簧连在一起，并在m1板上加压力F(图示).为了使得撤去F后，m1跳起时恰好能带起m2

8、板，则所加压力F的最小值为（）A.m1gB.2m1g