1、第17讲 机械振动与机械波,-2-,机械振动及其图象 【典题1】(2016浙江磐安中学模拟)一列沿直线传播的简谐横波,其传播速度为80 m/s,波源的振动图象如下图所示,则这列波的波长和频率分别为( )A.800 m,10 Hz B.8 m,10 Hz C.8 m,1 Hz D.4 m,20 Hz 答案:B 解析:由波源的振动图象可知,这列波的周期为0.1 s,所以频率为10 Hz,由=vT可知这列波的波长为8 m,B正确。,-3-,解题技法1.知识网络必备,-4-,2.易错易混辨析 求解简谐运动问题的有效方法就是紧紧抓住一个模型水平方向振动的弹簧振子,熟练掌握振子的振动过程以及振子振动过程中
2、各物理量的变化规律,遇到简谐运动问题,头脑中立即呈现出一幅弹簧振子振动的图景,再把问题一一对应、分析求解。,-5-,当堂练1 (2016年9月浙江湖州市选考测试)为了研究乐音的物理规律,某同学用计算机录制下优美的笛声do和so,然后在电脑上用软件播放,分别得到如图(a)、(b)的两个振动图象,由此可以判断( ) A.do和so的周期之比约为32 B.do和so的频率之比约为32 C.do和so在空气中传播的波速之比为32 D.do和so在空气中传播的波长之比为32,答案,解析,-6-,机械波及其图象 【典题2】(2018年3月浙江金温台联考)如图所示,有两列简谐横波,其中实线波沿x轴正方向传播
3、,虚线波沿x轴负方向传播。某时刻两列波在如图所示区域相遇,则下列说法正确的是( ),A.实线波的波长是4 m,虚线波的波长是6 m B.实线波的周期是4 s,虚线波的周期是6 s C.若两列波的传播速度相同,则实线波与虚线波的周期之比为23 D.两列波此时引起平衡位置为x=4 m处的质点的振动方向相同 答案:ACD,-7-,解析:根据波长的定义,实线波的波长为4 m,虚线波的波长为6 m,故A正确;由于不知道两列波的传播速度,故周期不确定,B错误;当两列波的传播速度相同时,由 可知,实线波与虚线波的周期之比为23,C正确;根据波动原理,前边质点要带动后边质点振动,后边质点要重复前边质点的运动,
4、实线波平衡位置为x=4 m处的质点前边点在它下方,故此时x=4 m处的质点向下运动。同理虚线波平衡位置为x=4 m处的质点前边点在它下方,此时由于虚线波的传播此质点向下运动,振动方向相同,故D正确。,-8-,解题技法1.知识网络必备,-9-,2.易错易混辨析 要注意机械波的传播方向与机械波中的质点的振动方向的关系,理解机械波的干涉图样中振动加强或减弱的含义。注意机械波的传播具有方向性以及周期性,具体如下: (1)根据初、末两时刻的波形图确定传播距离与波长的关系通式。 (2)根据题设条件判断是唯一解还是多解。,-10-,当堂练2 (2018年3月宁波选考测试)如图所示,一列简谐横波沿x轴正方向传
5、播,从波传播到x=6 m处的P点开始计时,经t=0.3 s质元P第一次到达波谷,则下面说法正确的是( ),A.这列波的传播速度大小为10 m/s B.当t=0.3 s时质元a速度沿y轴负方向 C.x=8 m处的质元Q在t=0.5 s时处于波峰位置 D.在开始的四分之一周期内,质元b通过的路程大于10 cm,答案,解析,-11-,机械振动与机械波的综合 【典题3】(2017浙江四校模拟)一列简谐横波沿x轴传播,振幅为 cm,波速为2 m/s。在t=0时刻,平衡位置在x=1 m处的质点a位移为1 cm,平衡位置在x=5 m处的质点b的位移为-1 cm,两质点运动方向相反,其中质点a沿y轴负方向运动
6、,如图所示,已知此时质点a、b之间只有一个波谷,则下列说法正确的是( ),A.该列简谐横波的波长可能为 m B.质点b的振动周期可能为2 s C.质点a、b的速度在某一时刻可能相同 D.当t=0.5 s时质点a的速度可能最大也可能最小 答案:ACD,-12-,-13-,解题技法1.图象辨析,-14-,-15-,2.“一分、一看、二找”巧解波的图象与振动图象的综合类问题 (1)分清振动图象与波的图象。 (2)看清横、纵坐标的单位,尤其要注意单位前的数量级。 (3)找准波的图象对应的时刻。 (4)找准振动图象对应的质点。,-16-,当堂练3 一简谐横波以1 m/s的波速沿x轴正方向传播。已知t=0时的波形如图所示,则( ) A.波的周期为4 s B.x=0处的质点的振幅为0.02 m C.x=0处的质点在 时速度为0 D.x=0处的质点在 时速度值最大,答案:A,
