2023届高考物理一轮复习：机械振动与机械波

本期内容概要：机械振动与机械波 1.简谐运动的公式和图象 (1)运动学表达式：x＝Asin(ωt＋φ)，其中A代表振幅，ω＝2πf表示简谐运动的快慢，(ωt＋φ)代表简谐运动的相位，φ叫作初相。 (2)动力学表达式：F＝－kx，其中“－”表示回复力与位移的方向相反。 2．平衡位置 物体在振动过程中回复力为零的位置。 3．回复力 (1)定义：使物体返回到平衡位置的力。 (2)方向：总是指向平衡位置。 (3)来源：属于效果力，可以是某一个力，也可以是几个力的合力或某个力的分力。 4.简谐运动的图象 (1)图象如图： (2)物理意义：表示振动质点的位移随时间的变化规律。 5.简谐运动的两种经典模型(弹簧振子、单摆） 了解其模型结构、动力学及能量特点以及对应的周期公式； 6.受迫振动和共振　Ⅰ 7.共振曲线（见下图） 8.横波的图象 (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。 (3)图象 (4)应用 ①直接读取振幅A和波长λ，以及该时刻各质点的位移。 ②确定某时刻各质点加速度和速度的方向，并能比较大小。 ③结合波的传播方向可确定各质点的振动方向或由各质点的振动方向确定波的传播方向。 波长、波速和频率的关系v＝λf；v＝。 partⅠ 1.如图，一弹簧振子沿x轴做简谐运动，振子零时刻向右经过A点，后第一次到达B点，已知振子经过A、B两点时的速度大小相等，内经过的路程为0.4m。该弹簧振子的周期为________s，振幅为______m。 2.如图所示，一个轻质弹簧下端挂一小球，小球静止。现将小球向下拉动距离A后由静止释放，并开始计时，小球在竖直方向做简谐运动，周期为T。经时间，小球从最低点向上运动的距离_____（选填“大于”、“小于”或“等于”）；在时刻，小球的动能______（选填“最大”或“最小”）。 3.如图甲所示，弹簧振子以O点为平衡位置，在光滑水平面上的A、B两点之间做简谐运动，A、B为分居O点左右两侧的对称点.取水平向右为正方向，振子的位移x随时间t变化的正弦曲线如图乙所示，下列说法正确的是(　　) A.t＝0.6 s时，振子在O点右侧6 cm处 B.振子在t＝0.2 s和t＝1.0 s时的速度相同 C.t＝1.2 s时，振子的加速度方向水平向右 D.t＝1.0 s到t＝1.4 s的时间内，振子的加速度和速度都逐渐增大 4.如图甲所示，O是单摆的平衡位置，B、C是摆球所能达到的最远位置，以向右的方向为正方向，此单摆的振动图象如图乙所示，则(　　) A.单摆的振幅是16 cm B.单摆的摆长约为1 m C.摆球经过O点时，速度最大，加速度为零 D.P点时刻摆球正在OC间向正方向摆动 5.如图所示，一个有固定转动轴的竖直圆盘转动时，固定在圆盘上的小圆柱带动一个T形支架在竖直方向振动，T形支架的下面系着一个由弹簧和小球组成的振动系统.圆盘静止时，让小球做简谐运动，其振动图象如图乙所示.圆盘匀速转动时，小球做受迫振动.小球振动稳定时.下列说法正确的是(　　) A.小球振动的固有频率是4 Hz B.小球做受迫振动时周期一定是4 s C.圆盘转动周期在4 s附近时，小球振幅显著增大 D.圆盘转动周期在4 s附近时，小球振幅显著减小 6.如图所示的装置，弹簧振子的固有频率是4 Hz。现匀速转动把手，给弹簧振子以周期性的驱动力，测得弹簧振子振动达到稳定时的频率为1 Hz，则把手转动的频率为(　　) A. 1 Hz B．3 Hz C．4 Hz D．5 Hz partⅡ 1. 一列简谐横波某时刻波形如图所示，比较介质中的三个质点a、b、c，则（　　） A. 此刻a的加速度最小 B. 此刻b的速度最小 C. 若波沿x轴正方向传播，此刻b向y轴正方向运动 D. 若波沿x轴负方向传播，a比c先回到平衡位置 2. (多选）一列简谐横波沿x轴正方向传播，周期为0.2s，时的波形图如右上图所示，下列说法正确的是（ ） A. 平衡位置在处的质元的振幅为0.03m B. 该波的波速为10m/s C. 时，平衡位置在处的质元向y轴正向运动 D. 时，平衡位置在处的质元处于波谷位置 3.图中实线为一列简谐横波在某一时刻的波形曲线，经过后，其波形曲线如图中虚线所示。已知该波的周期T大于，若波是沿x轴正方向传播的，则该波的速度大小为___________，周期为___________s，若波是沿x轴负方向传播的，该波的周期为___________s。 4.一简谐横波沿x轴正向传播，t=0时刻的波形如图（a）所示，x=0.30m处的质点的振动图线如图（b）所示，该质点在t=0时刻的运动方向沿y轴 （填“正向”或“负向”