1、热点讲座 12 .振动和波动关系的应用热点解读 “机械振动、机械波”这一章知识点不是很 多,高考要求也比较低,但是高考每年必考,每卷 一题,并且多是以基础题和中档题为主,注重学 生能力的考查.高考在这一章出题最多的是: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,而且考纲对这 几个考点的要求也是比较高的.这几个考点的内 容是历年高考必考,其中命题率最高的知识点就 是波的图象、频率、波长、振动与波动相结合 的问题,所以下面谈谈这个考点中的热点题型.章末总结专题讲座专题一 已知波的传播方向(或质点的振动方向) 判断质点的振动方向(或波的传播方向)1.已知波的传播方向判断
2、质点的振动方向【例1】一列波形图如图1所示, 波沿x轴正方向传播,则P点和 Q点的振动方向向哪？ 解法一,特殊点法： 在质点P靠近波源一方附近(不超过 )图象上找 另一点P,若P在P上方,则P向上运动,若P 在P下方,则P向下运动.(即“顺着波的传播方向, 下山抬头,上山低头”).如图所示,所以P点向上 振,Q点向下振.图1 解法二,微平移法： 做出经微小时间t(t10 m/s,故B错误; t=0时刻,1.4 m处质点加速度为零;各质点仅在 平衡位置附近上下振动,并不随波迁移. 答案 A2.一列简谐横波沿直线由a向b 传播,相距10.5 m的a、b两处的质点振动图象如 图7中a、b所示,则 (
3、 ) A.该波的振幅可能是20 cm B.该波的波长可能是8.4 m C.该波的波速可能是10.5 m/s D.该波由a传播到b可能历时7 s图7 解析 由图知振幅A=10 cm； =10.5,则不 论n取任何非负整数都不可能得到8.4 m,B不对; 由图可以看出T=4 s,v= , 显然波速不可能是10.5 m/s.由图象分析可知, 经历时间可能为t= T.所以可能为7 s. 答案 D3.一列简谐横波沿x轴传播, 周期为T.t=0时刻的波形如图8所示.此时平衡位 置位于x=3 m处的质点正在向上运动,若a、b两 质点平衡位置的坐标分别为xa=2.5 m,xb=5.5 m, 则 ( ) A.当
4、a质点处在波峰时,b质点恰在波谷 B.t=T/4时,a质点正在向y轴负方向运动 C.t=3T/4时,b质点正在向y轴负方向运动 D.在某一时刻,a、b两质点的位移和速度可能 相同图8 解析 a、b两质点的平衡位置间的距离为x= xb-xa=5.5 m-2.5 m=3 m,从波的图象可知：= 4 m,所以x= .若x= 且n=0,1,2, 3时两质点的振动反相,故A项错.由x=3 m处的 质点在t=0时刻的速度方向可判断出波速方向为 -x方向,可判断质点a、b的速度方向分别为+y、 -y方向,可知B错,C对.若x=n且n=1,2,3时 两个质点的振动同相,故D错. 答案 C4.一列简谐横波在x轴
5、上传播,某时刻的波形如图9 所示,a、b、c为三个质元,a正向上运动.由此可 知 ( ) A.该波沿x轴正方向传播 B.c正向上运动 C.该时刻以后,b比c先到达平衡位置 D.该时刻以后,b比c先到达平衡位置最远处图9 解析 这是一个对机械波的基本概念的考查,由 质点的振动方向可判定波的传播方向,由于a点 此时刻向上振动,则a点所在的坡为下坡,所以A 对；由波的传播方向可判定,b点此时向上振动, 而c点此时正向下振动,所以C对. 答案 AC阅卷现场阅卷手记 本章基本知识考点包括机械振动、回复力、振 幅、周期、频率、简谐运动、受迫振动、共 振、机械波、波长、波速、横波、纵波、波的 干涉和衍射等基
6、本概念,以及单摆振动的周期规 律、简谐运动的图象、简谐运动中的能量转化 规律、波的图象、波长和频率与波速之间的关 系等规律.涉及到的基本方法有：利用图象法对 物体做简谐运动的运动规律及振动在介媒中的 传播过程进行描述与研究；对物理过程进行理 想化处理形成物理模型的方法等. 本章中的常见的错误主要有：对于诸如机械振 动、简谐运动、受迫振动、共振、阻尼振动、等 幅振动等众多的有关振动的概念不能深刻的理 解,从而造成混淆；不能从本质上把握振动图象 和波的图象的区别和联系,或者忽略了图象中坐 标轴所表示的物理意义造成将两个图象相混 淆;对波的形成过程理解不够深刻,导致对于波 在传播过程中时间和空间的周
7、期性不能真正的 理解和把握；对干涉和衍射现象不能准确地把 握相关的知识内容,抓不住现象的主要特征、产 生的条件混淆不清.易错点实例分析34.因不明确机械振动与机械波之间的联系和区别 而出错【试题回放】 一列简谐横波沿x轴正方向传播,图2甲是波传播 到x=5 m的M点时的波形图,图乙是质点N(x=3 m) 从此时刻开始计时的振动图象,Q是位于x=10 m 处的质点,则: (1)Q点开始振动时,振动方向如何？ (2)经过多长时间,Q点第一次到达波峰？图2【错解分析】 导致产生错解的主要原因有:不清楚波的实 质,不清楚由于“带动作用”介质中每个质点的 起振方向都与波源起振方向相同;忽略波形会 随着时
8、间的变化而变化,直接将图甲所示给出的 波形延伸,画出如图所示的波形图,得出从图甲 时刻到Q点第一次出现波峰的时间为5T/4=5 s 的错误结论.【正确答案】 (1)在图甲所示的时刻,处于波前的质点M振动 方向向下,故Q点开始振动时,振动方向也向下. (2)由图甲可以看出波长=4 m,由图乙可以看 出周期T=4 s,所以波速v= =1 m/s.由图甲还可 以看出,最前面的波峰距Q点的距离x=8 m,故 最前面的波峰传播到Q点也就是Q点第一次出现 波峰的时间为t= s=8 s. 机械振动在介质中的传播形成机械波,单个质点 的机械振动和整列机械波的传播规律既关系密 切又有质的不同.所以要特别注意区分两种图 象,正确发掘所包含的信息,找到信息的结合 点.下面几个问题常是解题的关键:介质中每个 质点的起振方向都与波源的起振方向相同；波 形随时间的变化而变化；由振动图象可以判断 出周期;由波的图象可以得出波长.返回
