湖北遠安一中高三物理復習導學案 076選修3-4第十一至十二章《機械振動和機械波》回歸教材導學案

1、高三物理 2013屆高三第一輪復習-076選修3-4第十一至十二章機械振動和機械波回歸教材導學案編寫人：張金蓮 審核人：郭家榮 編寫時間：2012年11月8日班級： 組號： 姓名： 【學習目標】根據(jù)導學案的提示有選擇性地、有目的地閱讀相關(guān)教材（含概念、規(guī)律、例題、插圖、閱讀材料、旁批、思考與討論、做一做、課后習題等），掌握基礎知識、基本思想和方法。【閱讀教材】問題1閱讀課本P2-3完成：（1）分析圖11.1-1和11.1-3中小球的運動特點，分別畫出水平彈簧振子和豎直彈簧振子的運動模型簡圖。水平彈簧振子： 豎直彈簧振子：（2）（閱讀P2圖第2段旁批、P3最后一段）研究振動時所說的位移都是對于

2、的位移，圖11.1-2彈簧振子的頻閃照片不是小球的運動軌跡，而是小球振動的 圖像。質(zhì)點的位移和時間遵循正弦函數(shù)規(guī)律的振動叫做 ，它是最簡單、最基本的振動。問題2 閱讀課本P6-7完成：（1）（閱讀P5“描述簡諧運動的物理量”和P6“做一做”）描述簡諧運動的物理量有 、周期和頻率、 。測量振動的周期的正確方法是測量 以減小測量誤差，即周期T= ，本實驗說明了簡諧運動的周期與振幅的關(guān)系是 。（2）（閱讀P7第一段）簡寫諧運動的表達式是 （口述表達式中各量的意義）。 問題3閱讀課本P10-11完成：（1）（閱讀P11第3段）質(zhì)點做簡諧運動時，所受合力應滿足的條件是：合力的大小與質(zhì)點 的大小成正比，方

3、向總是指向 ，根據(jù)該力的作用效果把他稱為回復力，即F回= 。水平彈簧振子的回復力是由 提供的，豎直彈簧振子的回復力是由 提供的，單擺的回復力是由 提供的。判斷物體做簡諧運動的思路是：從運動學的角度看，其位移時間圖像是 曲線，位移時間表達式是 ；從動力學（受力）角度看，所受合力滿足方程 。（2）（閱讀P11第4、5段）質(zhì)點做簡諧運動，其動能和勢能相互轉(zhuǎn)化，但總的機械能 。實際的運動都有一定的能量損耗，所以簡諧運動是一種理想化的模型。 問題4 閱讀課本P1317完成：（1）（閱讀P13第2段及旁批）構(gòu)成單擺的裝置要滿足的條件是： 與小球相比可以忽略；球的直徑與 比可以忽略。從小球受力的角度看，應滿

4、足的條件是：與小球的重力及繩的拉力相比， 可以忽略，因此，實驗時應選擇 的小球和 的線?？梢?，單擺是實際擺的理想化模型。（2）結(jié)合圖11.4-3，閱讀P14第26段及旁批，理清證明單擺做簡諧運動的思路，找出相應的方程。請你證明證明單擺做簡諧運動。（3）（閱讀P15實驗“實驗過程中要注意以下幾點”、 P17第1段）“探究單擺周期與擺長的關(guān)系”實驗中，要注意的是：擺的振幅（或偏角） ；擺線和擺球的選擇（口述應該如何選擇？）；細線上端的懸掛方式應該選擇圖11.4-5甲、乙圖的 圖，其優(yōu)點是 ；擺長的測量值應為 、 二者之和（口述應該如何測量？）；周期的測量應該選擇圖11.4-7甲、乙圖的 圖作為計時

5、開始與停止的時刻，優(yōu)點是 ，并且應測量單擺做 全振動的時間再計算出周期的測量值，優(yōu)點是 ；通過數(shù)據(jù)分析，對周期T與擺長L的定量關(guān)系做出猜測時，應由簡單到復雜進行，即可能是T 、T 、T 、T 。荷蘭物理學家 確定了單擺的周期公式T= ，可見，單擺周期與 、 無關(guān)。（4）（閱讀P17第2段）利用單擺可以測定重力加速度，g= 。作出LT2圖象，其圖象是 ，圖線的斜率k= ，重力加速度g= （用k表示）。問題5 閱讀課本P1821完成：（1）（閱讀P18第1、2、4段）振動系統(tǒng) 時的振動叫固有振動；振動系統(tǒng)受到阻力的作用時，做 的振動叫阻尼振動；使周期性的外力（這種外力叫 ）作用于振動系統(tǒng)，對系統(tǒng)做

6、功，補償系統(tǒng)的能量損耗，這樣的振動叫 。圖11.5-2的實驗表明，受迫振動的頻率總等于 ，與系統(tǒng)的固有頻率 。（2）觀察圖11.5-4共振曲線，由圖線可以看出，當驅(qū)動力的頻率等于系統(tǒng)的 時，受迫振動的振幅 ，這種現(xiàn)象叫共振。圖11.5-3實驗中， 擺（填“B”、“C”、“D”振幅最大。問題6 閱讀課本P2425完成：（1）（閱讀P24第1段）圖12.1-3中，繩端在手的牽引下起振方向 ，在圖中標P1P9各個質(zhì)點的起振方向，都是 的，只是后面的質(zhì)點總是比前面的質(zhì)點 開始振動。繩端的振動形式能夠沿繩傳播的動力學原因是 ，質(zhì)點并不隨波遷移。（2）（閱讀圖12.1-3、12.1-4、12.1-6及P2

7、5最后4段）繩中形成的波是 ，彈簧中形成的波是 ，空氣中傳播的聲波是 （填“橫波”或“縱波”）。組成介質(zhì)的質(zhì)點間有 ，一個質(zhì)點的質(zhì)點的振動會引起 的質(zhì)點的振動。波在傳播“振動”這種運動形式的同時，也將波源的 、 傳遞出去。問題7 （閱讀P27第5、6兩段）介質(zhì)中有正弦波傳播時，介質(zhì)的質(zhì)點在做 。簡諧波的波形圖與質(zhì)點的振動圖象都是正弦曲線，但它們的意義不同。波形圖表示介質(zhì)中的 在 的位移，振動圖象表示介質(zhì)中 在 的位移。 問題8 （閱讀P29第4、7兩段）在波動中，各個質(zhì)點的振動周期或頻率都是 ，都等于 的振動周期或頻率。波速、波長、頻率的關(guān)系是： （寫公式），其中，波速由 ，周期或頻率由 。

8、問題9 閱讀課本P3235完成：（1）觀察P32圖12.4-1可知，水波的波長一定時，狹縫越 ，水波的衍射現(xiàn)象越明顯；觀察P32圖12.4-2可知，狹縫寬度一定時，水波的波長 時，水波的衍射現(xiàn)象越明顯。（2）（閱讀P33第1、2兩段及“說一說”）觀察到明顯衍射現(xiàn)象的條件是：縫、孔的寬度或障礙物的尺寸跟 ，或者 。通常，聲波的波長在1.7cm-17m之間，光波的波長在0.4um-0.7um的范圍內(nèi)，可見 容易發(fā)生衍射現(xiàn)象。（口述：（1）初中學習的光沿直線傳播與現(xiàn)在學習的光的衍射現(xiàn)象的聯(lián)系？（2）超聲波定位儀為什么使用超聲波而不使用普通的聲波？）（3）閱讀P33第6、7兩段并結(jié)合圖12.4-3理解

9、：幾列波相遇時能夠 各自的運動特征，在幾列波重疊的區(qū)域里，介質(zhì)的質(zhì)點的位移等于幾列單獨傳播時引起的位移的 。（4）閱讀P34“演示”實驗內(nèi)容，“波源是固定在同一個 振動片上的兩根細桿”說明兩個波源的 相同，振動的相位差 。兩列波相遇時形成穩(wěn)定的干涉圖樣如圖12.4-4所示，圖中出現(xiàn)的一條條相對平靜的水面（即振動 區(qū)）和激烈振動的區(qū)域（即振動 區(qū)）（填“加強”或“減弱”）。（5）閱讀P35第2段并結(jié)合圖12.4-5理解：圖12.4-5中，兩列波波峰與波峰（或者波谷與波谷）相遇的點都在振動 區(qū)，質(zhì)點振動的振幅 但位移會隨時間 ；兩列波波峰與波谷相遇的點都在振動 區(qū)，質(zhì)點振動的振幅 但位移會隨時間

10、。問題10閱讀P37第1、4段、P38第1段，當波源與觀察者互相靠近時，觀察者接收到的頻率 ；當波源與觀察者互相遠離時，觀察者接收到的頻率 ；多普勒效應中，波源的頻率并不改變。利用多普勒效應的原理可以測量車輛速度、星球遠離或靠近我們的速度、血流的速度。（口述測量速度的基本原理？）閱讀P38“科學漫步”，超聲波的特點是： 、 ，試舉兩個應用超聲波的實例 、 ?！玖曨}再練】（P5問題3）如圖11.1-9，在t=0到t=4s的范圍內(nèi)回答以下問題：（1）在1.5s和2.5s這兩個時刻，質(zhì)點向哪個方向運動？（2）質(zhì)點相對平衡位置的位移的方向在哪段時間內(nèi)跟它的瞬時速度的方向相同？在哪段時間內(nèi)跟瞬時速度的方

11、向相反？（3）質(zhì)點在第2s末的位移是多少？質(zhì)點在前2s內(nèi)走過的路程是多少？2（P10問題4）圖11.2-6為A、B兩個簡諧運動的位移-時間圖像。請根據(jù)圖像寫出這兩個簡諧運動的位移隨時間變化的關(guān)系式。3（P12問題3）做簡諧運動的物體經(jīng)過A點時加速度大小是2m/s2，方向指向B點；當它經(jīng)過B點時，加速度的大小是3m/s2，方向指向A點。若AB之間的距離是10cm，請確定它的平衡位置。4（P17問題2）周期是2s的單擺叫秒擺，秒擺的擺長是多少？把一個地球上的秒擺拿到月球上去，已知月球上的重力加速度為1.6m/s2,它在月球上做50次全振動要用多少時間？5（P21問題3）汽車的車身是裝在彈簧上的，某

12、車的車身彈簧系統(tǒng)的固有周期是1.5s。這輛汽車在一條起伏不平的路上行駛，路面凸起之處大約都相隔8m。汽車以多大速度行駛時，車身上下顛簸得最劇烈？6（P21問題4）如圖11.5-9是一個單擺的共振曲線。（1）試估計此單擺的擺長。（2）若擺長增大，共振曲線振幅最大值的橫坐標將怎樣變化。7（P28問題2）一列橫波某時刻的波形如圖12.2-3甲所示，圖乙表示介質(zhì)中某質(zhì)點此后一段時間內(nèi)的振動圖象。（1）若波沿x軸正方向傳播，圖乙為K、L、M、N四點中哪點的振動圖象？（2）若波沿x軸負方向傳播，圖乙為K、L、M、N四點中哪點的振動圖象？8（P28問題3）圖12.2-5的橫波正在沿x軸的正方向傳播，波速為0.5m/s，試畫出經(jīng)過1s后和4s后的波形曲線。9（P36問題2）如圖12.46，擋板M是固定的，擋板N可以上下移動。現(xiàn)在把M、N兩塊擋板中的空隙當做一個“小孔”做水波的衍射實驗，出現(xiàn)了圖示的圖樣，P點的水沒有振動起來。為了使擋板左邊的振動傳到P點，可以采用什么辦法?10（P36問題4）圖l2.47表示兩列頻率相同的水面波