高三物理振動和波典型例題解析省公開課一等獎全國示范課微課金獎

振動和波經典例題分析第1頁例題一一升降機在箱底裝有若干個彈簧，在某次事故中升降機吊索在空中止裂.忽略摩擦力,則升降機在從彈簧下端觸地后直到最低點一段運動過程中[]A升降機速度不停減小

B升降機加速度不停變大C先是彈力做負功小于重力做正功，然后是彈力做負功大于重力做正功。D到最低點時，升降機加速度值一定大于重力加速度值。

第2頁例題分析與解答從彈簧下端觸地后直到最低點運動過程中，彈力做負功重力做正功，升降機速度先增大，最終減小為零。所以先是彈力做負功小于重力做正功，后是彈力做負功大于重力做正功。選項C正確；這個升降機下端彈簧著地后可簡化為一個豎直彈簧振子，到最低點B時振子速度為零，位移最大，加速度也最大。在平衡位置上方有一個與最低點對稱點D，這個點速度為零，位移最大，加速度也是最大，且與最低點加速度大小相等參見右圖這個點位置一定在彈簧觸地時振子所在處C上方。因為振子加速度大小與位移成正比，所以D處加速度大于C處加速度，而C處加速度等于g，故B處加速度大于g，選取項D正確。本題正確選項是CD。第3頁例題二一根用絕緣材料制成輕彈簧勁度系數(shù)為K，另一端與質量為m帶電量為+q小物體相連，靜止在光滑絕緣水平面上。當施加水平向右勻強電場E后物體開始作簡諧振動，以下說法中正確是[]A物體速度為零時彈簧伸長量為Eq/KB物體作簡諧運動振幅為Eq/KC運動過程中物體機械能守恒D運動過程中物體動能改變量、彈性勢能改變量、電勢能改變量代數(shù)和為零。

第4頁例題分析與解答

本題關鍵是：Eq=Kx時位置是振子平衡位置，物體速度為零時，它離平衡位置距離就是振幅。本題中彈簧伸長量為零時物體速度也為零可知振幅為Eq/K物體速度為零另一個位置，彈簧伸長量是振幅兩倍。動能、彈性勢能、電勢能三種能量總和守恒，故正確選項是BD。

第5頁例題三一彈簧振子作簡諧振動,周期為T[]

A.若t時刻和(t+Δt)時刻振子運動位移大小相等方向相同，則Δt一定等于T整數(shù)倍B.若t時刻和(t+Δt)時刻振子運動速度大小相等方向相反,則Δt一定等于T/2整數(shù)倍C.若Δt=T，則在t時刻和(t+Δt)時刻振子運動加速度一定相等D.若Δt=T/2，則在t時刻和(t+Δt)時刻彈簧長度一定相等。

第6頁例題分析與解答畫一個振動圖象可輕松處理本題。在t1、t2、t5、t6各時刻，振子位移大小相等方向相同，可知選項A錯；t2與t3時刻位移大小相等方向相反，可知選項B錯；相差半個周期，彈簧長度不一定相等，D選項錯誤。正確選項是C。

第7頁例題四簡諧橫波某時刻波形圖線如圖所表示。由此圖可知

[]

A若質點a向下運動，則波是從左向右傳輸

B若質點b向上運動，則波是從左向右傳輸

C若波從右向左傳輸，則質點c向下運動

D若波從右向左傳輸，則質點d向上運動若質點a向下振動，則a跟隨b振動，波由右向左傳輸，故A選項錯誤，B選項正確。若波從右向左傳輸，則向a、b上運動，c、d向下運動，選項D正確。本題正確選項為BD。

第8頁例題五如圖所表示，有四列簡諧波同時沿x軸正方向傳輸，波速分別是

v、2v、3v和

4v，a、b是x軸上所給定兩點，且ab＝l。在t時刻a、b兩點間四列波波形分別如圖所表示，則由該時刻起a點出現(xiàn)波峰先后次序依次是圖

；頻率由高到低先后次序依次是圖

。先標出四張圖中質點a振動方向以下

再計算四列波周期。Ta=l/v,Tb=l/4v,Tc=2l/3v,Td=l/6v。質點a抵達波峰時間分別為ta=l/4v,tb=l/16v,tc=l/6v,td=l/8v..可知質點a出現(xiàn)波峰先后次序是BDCA，頻率由高到低次序為DBCA。

ABCD第9頁例題六圖a中有一條均勻繩，1、2、3、4…是繩上一系列等間隔點?，F(xiàn)有一列簡諧橫波沿此繩傳輸，某時刻，繩上9、10、11、12四點位置和運動方向如圖b所表示(其它點運動情況未畫出)，其中點12位移為零，向上運動，點9位移到達最大值，試在圖c中畫出再經過3/4周期時點3、4、5、6位置和速度方向，其它點無須畫（圖c橫、縱坐標與圖a、b完全相同）先在圖中畫出該時刻點3、4、5、6位置和速度方向。6365436543再經過3/4周期時點3、4、5、6位置和速度方向以下列圖。第10頁例題七甲所表示均勻介質中各質點平衡位置在同一直線上，相鄰兩質點間距離均為S。因質點1開始向上振動而形成一列簡諧橫波向右傳輸。經時間t前13個質點第一次形成圖乙所表示波形。則以下說法中正確是[]A這列波周期為T=2t/3B這列波周期為T=t/2C這列波傳輸速度V=12S/tD這列波傳輸速度V=16S/t

第11頁例題分析與解答本題很輕易錯選AC。預防犯錯方法是明確研究對象。若研究質點1：圖示時刻它正在向上運動，說明它振動了n個周期，t是周期整數(shù)倍，振動由質點1傳輸?shù)劫|點13需要一個半周期，因為是第一次出現(xiàn)圖示波形，所以n=2，周期T=t/2。最好是研究質點13，它在圖示時刻正在向下振動，但它開始振動方向是向上，所以它已經振動了半個周期，而振動從1號質點傳輸?shù)?3號質點還需要一個半周期，所以t=2T。當然也能夠研究質點9，它振動了一個周期，而振動從1號質點傳輸?shù)?號質點需要一個周期，所以t=2T。正確選項為BD。

第12頁例題八如圖沿波傳輸方向上有間距均為1米六個質點a、b、c、d、e、f，均靜止在各自平衡位置，一列橫波以1米/秒速度水平向右傳輸，t=0時抵達a質點，a開始由平衡位置向上運動，t=1秒時，a質點第一次抵達最高點，則在4秒＜t＜5秒這段時間內[]A、質點c加速度逐步增大

B、質點a速度逐步增大C、質點d向下運動

D、質點f保持靜止a開始由平衡位置向上運動，經1S第一次抵達最高點說明周期為4S。能夠畫出t=4S時波形圖如右圖中箭頭表示質點振動方向。由圖可知4S末質點a、c、e加速度為零在4S＜t＜5S這段時間內質點a、c、e加速度增大；質點b、d速度增大；質點f還未開始振動。本題正確選項為ACD。第13頁例題九判斷以下說法是否正確：1、波從一個介質進入另一個介質頻率必定不變而波長可能改變。2、波頻率都是由波源決定，波速度都是由介質決定。3、電磁波一定是橫波，機械波一定是縱波。4、光波顏色是由它頻率決定，聲波音調是由它頻率決定。5、機械波、電磁波和物質波都能發(fā)生干涉、衍射等現(xiàn)象。6、機械波、電磁波和物質波都含有波粒兩象性。7、空氣中超聲波速度比次聲波大，但遇障礙物時次聲波比超聲波更輕易出現(xiàn)衍射現(xiàn)象。8、紅外線、紫外線都能出現(xiàn)偏振現(xiàn)象，而空氣中超聲波則不可能出現(xiàn)偏振現(xiàn)象。

第14頁例題分析與解答應注意到這里要求全方面考慮機械波與電磁波性質比較。1、正確。2、錯（電磁波波速與頻率相關）3、錯。4、正確。5、正確。6、錯（機械波沒有波粒兩象性）7、錯。8、正確。

第15頁作業(yè)1關于機械波在介質中傳輸速度，以下說法中正確是：[]A、跟波長成正比B、跟頻率成正比C、由介質性質決定，與頻率無關D、由振源決定，與頻率無關不一樣頻率聲波在同種介質中速度是相同相同頻率聲波在不一樣介質中速度是C第16頁作業(yè)2如圖所表示是波沿著一條右端固定繩子由A傳輸?shù)紹點波形示意圖，由圖可判斷出A開始振動方向是[]A、向左

B、向右

C、向上

D、向下

由圖可知B剛點開始振動，B振動方向向下。B是跟隨波源振動，所以該波中任何一個質點開始振動時候方向都是向下。D第17頁作業(yè)3一列簡諧波中質點P位于位移負方向到達最大值，則該質點：[]A、速度為正最大值，加速度為零 B、速度為負最大值，加速度為零C、速度為零，加速度為正最大值

D、速度為零，加速度為負最小值

簡諧振動回復力與位移成正比且方向相反簡諧和振動加速度與位移也成正比且方向相反C第18頁作業(yè)4一質點作簡諧運動，先后以相同動量依次經過A、B兩點，歷時1s，質點經過Ｂ點后再經過1s又第２次經過Ｂ點，在這２s內質點經過總旅程為12cm，則質點振動周期和振幅分別為：[]A、3s，6cm B、4s，6cm C、4s，9cm D、2s，8cm

oABPB=PA0.5s0.5sCB到C需要0.5s。C到B又需要0.5s。周期是幾秒？D由圖可知AD=BC，DC=12cmB第19頁作業(yè)5在月球上，兩個宇航員面對面講話也無法聽到，是因為：[]A、月球上太冷，聲音傳輸太慢 B、月球上太嘈雜，聲音聽不清楚C、宇航員不適應月球，聲音太輕

D、月球上沒有空氣，聲音無法傳輸

D第20頁作業(yè)6理想單擺和彈簧振子，它們振動應該屬于：[] A、自由振動

B、受迫振動

C、阻尼振動

D、無阻尼振動

AD第21頁作業(yè)7一質點作簡諧運動，則：[]A、它速度方向與位移方向一定相同B、它加速度方向與位移方向一定相反C、它加速度方向與速度方向一定相反

D、它速度方向與位移方向一定相反

簡諧振動回復力與其位移成正比且方向相反。B第22頁作業(yè)8一列簡諧橫波在某一時刻波形如圖所表示，圖中質點A在該時刻運動速度為V,經過0.2s質點A瞬時速度仍為V，再經過0.2S質點A速度大小仍為V但方向改變，則：[]A、波向左傳輸，波速為5m/s B、波向右傳輸，波速為10m/sC、波向右傳輸，波速為5m/s D、波向右傳輸，波速為105m/s經過0.2sA速度仍為V，A必須向下運動。A跟右面質點振動說明波向左傳輸。A周期為0.8sA第23頁作業(yè)9波源O振動頻率為25Hz，從開始振動經過一個周期，形成橫波傳到D點（如圖所表示），每隔1/4周期，波向前推時1m，試求：（1）波長和波速；（2）用箭頭標出P、Q、B、D四個質點運動方向；（3）畫出經過時間△t=0.02s后波瞬時圖象。

（1）一個周期推進4米，波長為4米。（2）每個質點均跟它左邊質點振動。（3）△t/T=1/2，A運動到波谷，C運動到波峰。第24頁作業(yè)10一列簡諧波自左向右傳輸，從位于左邊a點開始振計時，經過4s時間a點恰好完成了6次全振動，而位于右邊b點則完成了9/4次全振動，若這列波波長為40/3m，則a、b兩點間距離和該波波速各是多少？

傳輸時間△t=T第25頁作業(yè)11甲乙兩列完全相同橫波分別從波源A、B兩點沿直線OX相向傳輸，t=0時圖象如圖所表示，假如兩列波傳輸速度都是1m/s，問：（1）甲、乙兩列波頻率各是多少？（2）第幾秒末兩波相遇，相遇時C、D兩點間哪幾個點位移最大？（3）t=0.3s時，C、D（包含C、D兩點）有幾個點位移最大？

（1）f=2.5HZ(2)0.2s時相遇，相遇時圖象如右（3）t=0.3s時圖象以下F點位移為2A，C、D兩點位移為A

E和G兩點位移最大

第26頁作業(yè)12一輕彈簧直立于地面上，其勁度系數(shù)為k=400N/m,在彈簧上端與盒子A連接在一起，盒子內裝物體B，B上下表面恰與盒子接觸，如圖所表示，A和B質量mA=mB=1kg,g=10m/s2,不計阻力，先將A向上抬高使彈簧伸長5cm后從靜止釋放，A和B一起作上下方向簡諧運動，已知彈簧彈性勢能決定于彈簧形變大小。（1）試求A振幅。（2）

試求B最大速率。（3）試求出在最高點和最低點時A對B作用力。

第27頁分析(1)先找振子平衡位置。彈簧被壓縮5厘米處是平衡位置振幅A=5+5=10㎝(2)在最高點E高=EP彈1+EP重，以平衡位置重力勢能為零在平衡位置E平=EKm+EP彈2+0,E高=E平且EP彈1=EP彈2EKm=EP重，Vm=1.414m/s(3)在最高點，整體加速度am=(20+KX)/2=20m/s2研究B：在最高點mg+N=mam=20,N=10N，方向向下；在最低點N2-mg=mam,N2=30N，方向向上。第28頁；/自動發(fā)卡平臺hwh20jyc私鹽販子，南方機關船，在外地也有被其它私鹽販子使用匯報。老太太懷疑這次訛謝家，也是私鹽販子。她很擔心被這群無賴盯上后怎樣脫身。第三件，宮中明詩傳出口信，年前或者就能有機關，能叫個妹妹進宮“探望她”，探望后能不能留、留多久，再行說，反正先進去總是好，能讓皇上恰巧見上一面就更加好了。老太太看現(xiàn)有幾個女孩子，福珞自然是出挑，寶音病好之后，卻也表現(xiàn)不俗，竟不知選哪個好。蘇小橫只把第三件事兒，轉述給了蘇明裳聽。裳兒埋頭在剝一袋糖炒栗子，聽了便眨眼笑道：“選哪個不是一樣么？姐妹們別為這個搶破頭才好！”“不一樣?！碧K小橫正告她。裳兒頓時也了悟了：“能有進宮面圣機會，就有邀圣謄機會。”蘇小橫猶嫌她說得不夠