第18课时 机械振动和机械波-（配套课件）2022新高考物理【步步高】大二轮专题复习与增分策略（津鲁琼辽鄂）

专题五　机械振动与机械波　光　电磁波 知识体系 第18课时　机械振动和机械波 命题规律 1.命题角度：(1)机械振动； (2)机械波； (3)振动图像与波的图像的综合应用. 2.常考题型：选择题. 内容索引 NEIRONGSUOYIN 高考题型1　机械振动 高考题型2　机械波 专题强化练 高考预测 高考题型3　振动图像与波的图像的综合应用 4 规律 x＝Asin(ωt＋φ) 图像 反映同一质点在各个时刻的位移   受力特征 回复力F＝－kx，F(或a)的大小与x的大小成正比，方向相反 1.简谐运动的规律 高考题型1 机械振动 运动特征 靠近平衡位置时，a、F、x都减小，v增大；远离平衡位置时，a、F、x都增大，v减小 能量特征 振幅越大，能量越大.在运动过程中，动能和势能相互转化，系统的机械能守恒 周期性特征 质点的位移、回复力、加速度和速度均随时间做周期性变化，变化周期就是简谐运动的周期T；动能和势能也随时间做周期性变化，其变化周期为 对称性特征 关于平衡位置O对称的两点，加速度的大小、速度的大小、动能、势能相等，相对平衡位置的位移大小相等 2.简谐运动的应用——单摆 例1　(多选)(2019·江苏卷·13B(1))一单摆做简谐运动，在偏角增大的过程中，摆球的 A.位移增大 B.速度增大 C.回复力增大 D.机械能增大 √ 考向一　描述简谐运动的物理量 √ 解析　摆球做简谐运动，在平衡位置处位移为零，在摆角增大的过程中，摆球的位移增大，速度减小，选项A正确，B错误； 在摆角增大的过程中，摆球受到的回复力增大，选项C正确； 单摆做简谐运动，机械能守恒，所以在摆角增大的过程中，摆球机械能保持不变，选项D错误. 例2　(多选)如图1甲所示为以O点为平衡位置，在A、B两点间做简谐运动的弹簧振子，图乙为这个弹簧振子的振动图像，由图可知下列说法中正确的是 A.在t＝0.2 s时，弹簧振子 的加速度为正向最大 B.从t＝0到t＝0.2 s时间内， 弹簧振子做加速度增大的减速运动 C.在t＝0.6 s时，弹簧振子有最小的弹性势能 D.在t＝0.2 s与t＝0.6 s两个时刻，振子的速度都为零 图1 考向二　简谐运动图像 √ √ 解析　在t＝0.2 s时，弹簧振子的位移为正向最大值，而弹簧振子的加速度大小与位移大小成正比，方向与位移方向相反，A错误； 从t＝0到t＝0.2 s时间内，弹簧振子从平衡位置向正向最大位移处运动，位移逐渐增大，加速度逐渐增大，加速度方向与速度方向相反，弹簧振子做加速度增大的减速运动，B正确； 在t＝0.6 s时，弹簧振子的位移为负向最大值，即弹簧的形变量最大，弹簧振子的弹性势能最大，C错误； 在t＝0.2 s与t＝0.6 s两个时刻，振子在最大位移处，速度为零，D正确. 例3　(多选)如图2所示，水平弹簧振子沿x轴在M、N间做简谐运动，坐标原点O为振子的平衡位置，其振动方程为x＝5sin (10πt＋ ) cm.下列说法正确的是 A.MN间距离为5 cm B.振子的运动周期是0.2 s C.t＝0时，振子位于N点 D.t＝0.05 s时，振子具有最大加速度 图2 考向三　振动方程 √ √ 解析　MN间距离为2A＝10 cm，选项A错误； 形成条件 (1)波源；(2)传播介质，如空气、水等. 传播特点 (1)机械波传播的只是振动的形式和能量，质点只在各自的平衡位置附近做简谐运动，并不随波迁移. (2)介质中各质点振动周期和频率都与波源的振动周期和频率相同. (3)一个周期内，质点完成一次全振动，通过的路程为4A，位移为零. (4)一个周期内，波向前传播一个波长. 高考题型2 机械波 波的图像 (1)坐标轴：横轴表示各质点的平衡位置，纵轴表示该时刻各质点的位移.   (2)意义：表示在波的传播方向上，某时刻各质点离开平衡位置的位移. 波长、波速和频率的关系   波的叠加 (1)两个振动情况相同的波源形成的波，在空间某点振动加强的条件为Δx＝nλ(n＝0,1,2…)，振动减弱的条件为Δx＝(2n＋1) (2)振动加强点的位移随时间而改变，振幅为两波振幅的和A1＋A2. 波的多解问题 由于波的周期性、波传播方向的双向性，波的传播易出现多解问题. 例4　(2020·天津卷·4)一列简谐横波沿x轴正方向传播，周期为T，t＝0时的波形如图3所示.t＝ 时 A.质点a速度方向沿y轴负方向 B.质点b沿x轴正方向迁移了1 m C.质点c的加速度为零 D.质点d的位移为－5 cm √ 考向一　波的图像 图3 质点a正在经过平衡位置，速度方向沿y轴正方向，故A错误； 波传播过程中