机械振动与机械波(148张ppt)

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1、专题十五 机械振动与机械波1.1.简谐运动简谐运动 2.2.简谐运动的公式和图象简谐运动的公式和图象 3.3.单摆、周期公式单摆、周期公式 4.4.受迫振动和共振受迫振动和共振 5.5.机械波机械波 6.6.横波和纵波横波和纵波 7.7.横波的图象横波的图象 8.8.波速、波长和频率波速、波长和频率( (周期周期) )的关系的关系 9.9.波的干涉和衍射现象波的干涉和衍射现象 10.10.多普勒效应多普勒效应 11.11.实验一：探究单摆的运动、用单摆测定重力加速度实验一：探究单摆的运动、用单摆测定重力加速度1.1.理解简谐运动的概念以及简谐运动的特点理解简谐运动的概念以及简谐运动的特点. .

2、2.2.会应用简谐运动的公式和图象分析解决问题会应用简谐运动的公式和图象分析解决问题. .3.3.了解单摆和单摆的周期公式了解单摆和单摆的周期公式. .4.4.知道受迫振动和共振现象知道受迫振动和共振现象. .5.5.了解机械波的形成及传播规律了解机械波的形成及传播规律. .6.6.掌握波长、频率和波速的关系及相关计算掌握波长、频率和波速的关系及相关计算. .7.7.掌握波动图象，能读取图象信息，并归纳、讨论波的传播规掌握波动图象，能读取图象信息，并归纳、讨论波的传播规律，会分析波动图象和振动图象相结合的问题，波动图象是高律，会分析波动图象和振动图象相结合的问题，波动图象是高考的重点和热点考的

3、重点和热点. .8.8.了解波的干涉和衍射是波特有的现象，高考中常结合生活中了解波的干涉和衍射是波特有的现象，高考中常结合生活中的一些实例考查的一些实例考查. .9.9.了解多普勒效应了解多普勒效应. .10.10.掌握探究单摆的运动及用单摆测定重力加速度的实验掌握探究单摆的运动及用单摆测定重力加速度的实验. . 用单摆测定当地重力加速度用单摆测定当地重力加速度【典例【典例1 1】(2011(2011福建高考福建高考) )某实验小某实验小组在利用单摆测定当地重力加速度的组在利用单摆测定当地重力加速度的实验中：实验中：(1)(1)用游标卡尺测定摆球的直径，测量用游标卡尺测定摆球的直径，测量结果如

4、图所示，则该摆球的直径为结果如图所示，则该摆球的直径为_ cm._ cm.(2)(2)小组成员在实验过程中有如下说法，其中正确的是小组成员在实验过程中有如下说法，其中正确的是_.(_.(填填选项前的字母选项前的字母) )A.A.把单摆从平衡位置拉开把单摆从平衡位置拉开3030的摆角，并在释放摆球的同时开始的摆角，并在释放摆球的同时开始计时计时B.B.测量摆球通过最低点测量摆球通过最低点100100次的时间次的时间t t，则单摆周期为，则单摆周期为C.C.用悬线的长度加摆球的直径作为摆长，代入单摆周期公式计算用悬线的长度加摆球的直径作为摆长，代入单摆周期公式计算得到的重力加速度值偏大得到的重力加

5、速度值偏大D.D.选择密度较小的摆球，测得的重力加速度值误差较小选择密度较小的摆球，测得的重力加速度值误差较小t100【审题视角【审题视角】解答本题时应把握以下两点：解答本题时应把握以下两点：【关键点【关键点】(1)(1)游标卡尺读数时应注意游标尺的零刻度线和边界线的区别游标卡尺读数时应注意游标尺的零刻度线和边界线的区别. .(2)(2)测重力加速度应注意单摆的模型以及摆长和周期的测量测重力加速度应注意单摆的模型以及摆长和周期的测量. .【精讲精析【精讲精析】(1)(1)根据游标卡尺读数公式根据游标卡尺读数公式: :游标卡尺读数游标卡尺读数= =主尺读主尺读数数+ +游标尺读数可知摆球的直径为

6、游标尺读数可知摆球的直径为0.9 cm+70.9 cm+70.01 cm=0.97 cm0.01 cm=0.97 cm(2)(2)要使摆球做简谐运动，摆角应小于要使摆球做简谐运动，摆角应小于1010，应选择密度较大的，应选择密度较大的摆球，阻力的影响较小，测得重力加速度误差较小，摆球，阻力的影响较小，测得重力加速度误差较小，A A、D D错；摆错；摆球通过最低点球通过最低点100100次，完成次，完成5050次全振动，周期是次全振动，周期是 B B错；摆长应错；摆长应是是L+ L+ ，若用悬线的长度加直径，则由于摆长偏大，若用悬线的长度加直径，则由于摆长偏大, ,由由g= g= 知知测出的重力

7、加速度值偏大测出的重力加速度值偏大.C.C正确正确. .答案：答案：(1)0.97 (2)C(1)0.97 (2)Ct50，d2224T l【命题人揭秘【命题人揭秘】 本题重点考查了单摆的摆长和测定单摆周期的方法，然后利用本题重点考查了单摆的摆长和测定单摆周期的方法，然后利用g= g= 求出当地的重力加速度求出当地的重力加速度, ,并讨论误差问题，其中数据处并讨论误差问题，其中数据处理是难点理是难点. .用单摆测定当地重力加速度的实验数据的处理通常用单摆测定当地重力加速度的实验数据的处理通常有两种方法有两种方法: :方法一方法一: :求平均值法求平均值法. .将测得的几次周期将测得的几次周期T

8、 T和摆长和摆长l代入公式代入公式g= g= 中算出重力加速度中算出重力加速度g g的值，再算出的值，再算出g g的平均值，即为当地的重力加的平均值，即为当地的重力加速度的值速度的值. .224T l224T l方法二方法二: :图象法图象法. .由单摆的周期公式由单摆的周期公式T=2 T=2 可得可得l= = 因此以因此以摆长摆长l为纵轴，以为纵轴，以T T2 2为横轴作出为横轴作出l-T-T2 2图象，是一条过原点的直线，图象，是一条过原点的直线，如图所示，求出斜率如图所示，求出斜率k k，即可求出，即可求出g g值值.g=4.g=42 2k k，k= .k= .gl22gT,422TTl

9、l 简谐运动的多解问题简谐运动的多解问题【典例【典例2 2】(2010(2010全国卷全国卷)一简谐振子沿一简谐振子沿x x轴振动，平衡位置轴振动，平衡位置在坐标原点在坐标原点.t=0.t=0时刻振子的位移时刻振子的位移x=-0.1 mx=-0.1 m； t= st= s时刻时刻x=x=0.1 m0.1 m；t=4 st=4 s时刻时刻x=0.1 m.x=0.1 m.该振子的振幅和周期可能为该振子的振幅和周期可能为( )( )A.0.1 mA.0.1 m， B.0.1 m, 8sB.0.1 m, 8sC.0.2 mC.0.2 m， D.0.2 mD.0.2 m，8 s8 s438 s 38 s

10、 3【审题视角【审题视角】解答本题时应把握以下两点：解答本题时应把握以下两点：【关键点【关键点】(1)(1)明确弹簧振子的振动位置及振动方向，画出运动简图明确弹簧振子的振动位置及振动方向，画出运动简图. .(2)(2)理解弹簧振子振动的周期性及对称性理解弹簧振子振动的周期性及对称性. .【精讲精析【精讲精析】设振幅设振幅A=0.1 m,A=0.1 m,振子振子m m的振动周期为的振动周期为T.tT.t=0=0时刻质时刻质点点m m位于位于C C点点, ,速度为速度为0,0,如图如图1 1所示所示. .经经t= T,mt= T,m运动到运动到D D点点, ,即位移即位移x=0.1 m,x=0.1

11、 m,又据题意知又据题意知t= s,t= s,所以所以T= s;T= s;当当t=4 st=4 s时时, ,振子振子m m又回又回到到D D点点,m,m相对平衡位置相对平衡位置O O的位移为的位移为x=0.1 m,x=0.1 m,满足题设条件满足题设条件, ,因此因此选项选项A A正确，选项正确，选项B B错误错误. .设振幅设振幅A=0.2 m,tA=0.2 m,t=0=0时刻振子时刻振子m m位于位于C C点点, ,速度为速度为v v0 0, ,方向沿方向沿x x轴负方轴负方向向, ,振子振子m m的位移为的位移为x=-0.1 m,x=-0.1 m,如图如图2 2所示所示. .据图据图2