2021届高考物理二轮专题复习 （湖南专用）专题选学机械振动和机械波（课件55张PPT+学案+练习）

第2讲　机械振动和机械波 【p96】 【p96】 1．简谐运动 (1)特点：对称性，周期性． (2)表达式：x＝__Asin(ωt＋φ)__或x＝__Acos(ωt＋φ)__． (3)单摆周期公式为：T＝__2π__，由此可知单摆的周期与摆球的质量无关． (4)受迫振动的频率等于驱动力的频率，当驱动力的频率与系统的固有频率接近时，会发生共振现象． 2．波的传播 (1)沿波的传播方向上各质点的起振方向与__波源__的起振方向一致． (2)介质中各质点随波振动，但并不随波__迁移__． (3)沿波的传播方向上波每个周期传播一个__波长__的距离． (4)在波的传播过程中，同一时刻如果一个质点处于波峰，而另一质点处于波谷，则这两个质点一定是__反相__点． 3．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)(n＝0，1，2，…)__．两个振动情况相反的波源形成的波，在空间某点振动加强的条件为Δx＝(2n＋1)(n＝0，1，2，…)，振动减弱的条件为Δx＝__nλ(n＝0，1，2，…)__． (2)振动加强点的位移随时间而改变，振幅最大． 4．波的干涉、衍射、多普勒效应条件 干涉：两列波频率相同，振动方向相同． 衍射：孔(障碍物)尺寸比__波长小__或__相差不多__． 多普勒效应：观察者向波源靠近，接收到的频率__变大__，观察者远离波源，接收到的频率__变小__． 【p96】 考点一　机械振动　　例1如图甲所示，在升降机的顶部安装了一个能够显示拉力大小的传感器，传感器下方挂上一轻质弹簧，弹簧下端挂一质量为m的小球，若升降机在匀速运行过程中突然停止，并以此时为零时刻，在后面一段时间内传感器显示弹簧弹力F随时间t变化的图象如图乙所示，g为重力加速度，则(　　) A．升降机停止前在向下运动 B．0～t1 时间内小球处于失重状态，t1～t2时间内小球处于超重状态 C．t1～t3时间内小球向下运动，动能先增大后减小 D．t3～t4时间内弹簧弹性势能变化量小于小球动能变化量 【解析】初始时刻弹簧伸长，弹力与重力平衡，由图象看出，升降机停止运动后弹簧的拉力先变小，即小球向上运动，小球的运动是由于惯性，所以升降机停止前小球是向上运动的，即升降机停止前在向上运动，故A错误；0～t1时间拉力小于重力，小球处于失重状态，t1～t2时间拉力也小于重力，小球也处于失重状态，故B错误；t1时刻弹簧的拉力是0，说明t1时刻弹簧处于原长状态，t1时刻之后弹簧的拉力又开始增大说明弹簧开始变长，所以t1～t3时间小球向下运动，t1～t3时间内，弹簧对小球的弹力先小于重力，后大于重力，小球所受的合力方向先向下后向上，小球先加速后减速，动能先增大后减小，故C正确；t3～t4时间内，小球向上运动，重力势能增大，弹性势能减小，动能增大，根据系统机械能守恒得知，弹簧弹性势能变化量大于小球动能变化量，故D错误． 【答案】C 【方法总结】搞清简谐振动的特点是关键，然后通过小球所受弹簧弹力F随时间t变化的图象进行讨论． 变式训练1 (多选)把一个有小孔的小球连接在弹簧的一端，弹簧的另一端固定，小球套在光滑的杆上，能够自由滑动．弹簧的质量与小球相比可以忽略．小球运动时空气阻力很小，也可以忽略．系统静止时小球位于O点．现将小球向右移动距离A后由静止释放，小球做周期为T的简谐运动．下列说法正确的是(　　) A．若某过程中小球的位移大小为A，则该过程经历的时间一定为 B．若某过程中小球的路程为A，则该过程经历的时间一定为 C．若某过程中小球的路程为2A，则该过程经历的时间一定为 D．若某过程中小球的位移大小为2A，则该过程经历的时间至少为 E．若某过程经历的时间为，则该过程中弹簧弹力做的功一定为零 【解析】弹簧振子振动过程中从平衡位置或者最大位移处开始的内，振子的位移大小 ... ...