高三物理复习:振动和波.ppt

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1、六合实验高中振动和波第四讲 振动和波1能综合运用运动学、动力学以及动量和能量等知识,分析机械振动和机械波的运动特点及规律。要注意机械振动和机械波的共性,即质点位移、速度、加速度变化的周期性,更重要的是注意它们的区别:振动是单个质点的运动,波动是大量质点振动的集体表现。2在高考中考查的重点是简谐运动及简谐波的计算和图象,常以选择题出现,每年必考,特别是波长、频率、波速的关系。六合实验高中振动和波一、简谐运动1、特征 x=AsintF回 = - kx运动学特征:动力学特征:v=vmcost2、特点端 点:平衡位置:x、 F回 、 a、 Ep最大v、 Ek为 0x、 F回 、 a、 Ep为 0v、

2、Ek最大周期性:对称性: x、 F回 、 a、 v、 t有 对称性六合实验高中振动和波一、简谐运动3、两种典型的简谐运动( 1)弹簧振子运动轨迹是直线,回复力就是合外力,在平衡位置回复力为 0,合外力为 0。( 2)单摆运动轨迹是曲线,回复力是合外力沿切线方向的分力,在平衡位置回复力为 0,合外力不为 0。最大摆角小于 100T与 m及 A无关 等时性六合实验高中振动和波1、如图所示,边长为 L的正方体木块浮于水面上,浸入水中的部分为正方体的一半,现将木块向下按下一小段距离后松手,不考虑空气阻力和水的阻力。试判断物体以后的运动是否为简谐运动? 平衡位置: 例与练析与解设按下去 x(xl/2)释

3、放时: 且方向向上,与位移方向相反 简谐运动 小结:该类问题找回复力是前提,确定平衡位置是关键,根据简谐运动的定义判断是出发点。 六合实验高中振动和波2、如图所示,一个三角形物块固定在水平桌面上,其光滑斜面的倾角为 30 。物体 A的质量为 mA 0.5 ,物体B的质量为 mB 1.0 ( A、 B均可视为质点),物体 A、 B并列在斜面上且压着一劲度系数为 k 125N/m的轻弹簧,弹簧的下端固定,上端拴在 A物体上,物体 A、 B处于静止状态。( g取 10m/s2)( 1)求此时弹簧的压缩量是多大?( 2)将物体 B迅速移开,试证明物体 A在斜面上作简谐运动。( 3)将物体 B迅速移开,

4、物体 A将作周期为 0.4s的简谐振动,若以沿斜面向上的方向为正方向,请你在所给的坐标系中作出物体 A相对平衡位置的位移随时间的变化曲线图,并在图中标明振幅的大小。例与练六合实验高中振动和波析与解( 1)对 A、 B受力分析: ( 2)移去 B后 A在平衡位置: 当 A有沿斜面向下位移 x时: 且方向沿斜面向上,与位移方向相反 简谐运动 六合实验高中振动和波3、 如图表示质点沿 X轴方向做简谐运动的图象,下述正确的有( )A、振动图象是从平衡位置开始计时的B、 2s末质点的速度最大,加速度最大C、 3s末质点的速度最大,且方向为 轴的正方向D、 5s末质点的位移为 0,速度也为 0例与练析与解

5、 振子在端点速度和动能为 0 位移、回复力、加速度和势能最大。振子在平衡位置速度和动能最大 位移、回复力、加速度和势能为 0。六合实验高中振动和波4、 卡车在行驶时,货物随车厢底板上下振动而不脱离底板,设货物作简谐运动以竖直向上为正方向,其振动图象如图所示,则在图象上 a、 b、 c、d四点中货物对车底板压力最小的是( )、 a点 、 b点 、 c点 、 d点例与练析与解 对货物受力分析,如图所示:GN货物做简谐运动的回复力是 G与 N的合力。货物在最高点回复力最大,且向下,则 N最小。六合实验高中振动和波5、弹簧振子在 B、 C间做简谐运动, O为平衡位置, D点为BC的中点, E点为 OC

6、的中点, BC= 4cm,振子从 B点开始运动,经过 1s第一次到达 C,则下列说法中正确的是 ( )A、振子运动的振幅为 4cm,周期为 1sB、振子从 D运动到 E点的时间一定为 0.5sC、振子从 E运动到 C再到 E点的时间一定为 0.5sD、振子从 E运动到 C再到 E点的时间一定大于 0.5s例与练B COD E析与解 振子的运动周期为从 B到 C单程时间的 2倍,即 T=2s 振子在平衡位置附近速度大,在端点附近速度小因此振子从 E到 C的单位程时间一定大于 T/8且等从 C到 E的单位程时间六合实验高中振动和波6、如图所示,在光滑的水平面上,有一绝缘的弹簧振子,小球带负电,在振动过程中当弹簧压缩到最短时,突然加上一个沿水平向左的恒定的匀强电场,此后: ( )A振子的振幅将增大B振子的振幅将不变C振子的振幅将减小D电场强度不知道 ,不能确定振子振幅的变化例与练

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