机械振动和机械波——典型问题与处理方法本章高考的热点内容是:(1)单摆周期公式与其它力学规律结合的综合性问题;(2)振动和波的关系,波长、频率和波速的关系 v=λf;(3)振动图象和波的图象的应用
试题特点是:容量大、综合性强,一道题往往要考查多个概念或多个规律;用图象考核理解能力和推理能力,特别是对波的图象的理解和应用,每年高考都有 1-2 道试题,所占的分值约为全卷总分的 3-5%
1.明确简谐运动的特征,即 F = -kx
弄清作简谐运动的物体的位移、速度、加速度、系统能量的变化情况,特别应注意位移的起始点总在运动系统的平衡位置
还应注意,在关于平衡位置对称的位置上运动物体的各参量不一定相同,要根据运动的具体情况分析
2.要注意区别阻尼振动、无阻尼振动、固有振动、受迫振动和共振现象
应特别注意无阻尼振动并非不受到阻力的作用,事实上它是一种受迫的振动
因为驱动力对它做了功,补偿了运动物体克服阻力所消耗的能量,所以振动的振幅不变
共振也是受迫振动,只不过外界驱动力的频率恰好等于振动系统的固有频率,从而使振幅达到最大
3.弄清横波和纵波的区别、振动和波动的区别和联系,振动图象与波动图象的区别,明确波长、频率和波速的关系,应特别注意由于振动和波动的周期性变化,导致许多问题具有多解的特点
4.明确波的特性和波的叠加原理,弄清波的衍射和干涉的区别及其条件,明确声波的传播特点
5.了解多普勒效应和次声波、超声波的应用
典型问题与处理方法(一)简谐振动物体的各物理量的变化分析【例 1】如图 1 为一单摆的振动图线,从图线上可以看出此质点做的是 振动,周期是 秒,频率是 赫兹;摆长是 米,振幅是 厘米;0
4 秒时的位移是 厘米,0
6 秒时的位移是 厘米;正向速度最大的时刻是 ;位移最大的时刻是 ; 时间内负向加速度在逐渐减小
思维方法:如图 2 所示,___________