高中物理选修3-4复习简析.pptx

专题八　选考部分 （3-3、3-4、3-5） 高考题型1　机械振动 高考题型2　机械波 高考题型3　光的折射和全反射 高考题型4　光的几种特有现象 栏目索引 第2讲　机械振动与机械波　光 高考题型1　机械振动 解题方略 1．简谐运动的对称性：振动质点在关于平衡位置对称的两点，x、F、a、v、Ek、Ep的大小均相等，其中回复力F、加速度a与位移x的方向相反，而v与x的方向可能相同，也可能相反．振动质点来回通过相同的两点间的时间相等，即tBC＝tCB.振动质点通过关于平衡位置对称的等长的两线段的时间相等，即tBC＝tB′C′.如图1所示． 图1 2．简谐运动的周期性：做简谐运动的物体，其位移、回复力、加速度、速度都随时间按“正弦”或“余弦”规律变化，它们的周期均相同．其位移随时间变化的表达式为：x＝Asin (ωt＋φ)或x＝Acos (ωt＋φ)． 例1　如图2所示为同一地点的两单摆甲、乙的振动图象，下列说法中正确的是(　　) A．甲、乙两单摆的摆长相等 B．甲摆的振幅比乙摆大 C．甲摆的机械能比乙摆大 D．在t＝0.5 s时有正向最大加速度的是乙摆 E．由图象可以求出当地的重力加速度 图2 甲摆的振幅为10 cm，乙摆的振幅为7 cm，则甲摆的振幅比乙摆大，故B正确； 尽管甲摆的振幅比乙摆大，两摆的摆长相等，但由于两摆的质量未知，无法比较机械能的大小，故C错误； 在t＝0.5 s时，甲摆经过平衡位置，振动的加速度为零，而乙摆的位移为负的最大，则乙摆具有正向最大加速度，故D正确； 答案　ABD 预测1　一列简谐横波在x轴上传播，波源处于x＝0处，在x＝3 m处的质点P和x＝6 m处的质点Q的振动图线分别如图3甲、乙所示．下列说法正确的是(　　) 图3 A．波长可能是4 m B．波的周期一定是12 s C．波的振幅一定是8 cm D．波的传播速度一定是1 m/s E．波由P传播到Q历时可能是9 s 答案　ABE 预测2　如图4甲所示是用沙摆演示振动图象 的实验装置，沙摆可视为摆长L＝1.0 m的单 摆，沙摆的运动可看做简谐运动．实验中， 细沙从摆动着的漏斗底部均匀漏出，用手沿与摆动方向垂直的方向匀速拉动纸板，漏在纸板上的细沙形成了图乙所示的粗细变化的一条曲线．曲线之所以粗细不均匀，主要是因为沙摆摆动过程中__________(选填“位移”、“速度”或“加速度”)大小在变化．若图乙中AB间距离x＝4.0 m，当地重力加速度g＝10 m/s2，则纸板匀速运动的速度大小为________ m/s(结果保留2位有效数字)． 图4 答案　速度　1.0 高考题型2　机械波 解题方略 1．波动图象描述的是在同一时刻，沿波的传播方向上的各个质点偏离平衡位置的位移．在时间上具有周期性、空间上具有重复性和双向性的特点． 2．深刻理解波动中的质点振动．质点振动的周期(频率)＝波源的周期(频率)＝波的传播周期(频率)． 3．要画好、用好振动图象，并正确地与实际情景相对应．要正确画出波形图，准确写出波形平移距离、质点振动时间与波长、周期的单一解或多解表达式． 4．分析简谐运动中各物理量的变化情况时，一定要以位移为桥梁，位移增大时，振动质点的回复力、加速度、势能均增大，速度、动能均减小；反之，则产生相反的变化．另外，各矢量均在其值为零时改变方向． 5．“一分、一看、二找”巧解波动图象与振动图象的综合问题 (1)分清振动图象与波动图象．只要看清横坐标即可，横坐标为x则为波动图象，横坐标为t则为振动图象． (2)看清横、纵坐标的单位，尤其要注意单位前的数量级． (3)找准波动图象对应的时刻． (4)找准振动图象对应的质点． 例2　(2015·新课标全国Ⅰ·34)甲、乙两列简谐横波在同一介质中分别沿x轴正向和负向传播，波速均为v＝25 cm/s.两列波在t＝0时的波形曲线如图5所示．求： 图5 (1)t＝0时，介质中偏离平衡位置位移为16 cm的所有质点的x坐标； 解析　两列波的振幅均为8 cm，故偏离平衡位置位移为16 cm的质点应为两列波的波峰相遇处的质点． 根据波形图可知，甲、乙的波长分别为 λ乙＝60 cm，λ甲＝50 cm 则甲、乙两列波的波峰坐标分别为 x甲＝(50＋k1×50 cm)　(k1＝0，±1，±2，±3，…) x乙＝(50＋k2×60 cm)　(k2＝0，±1，±2，±3，…) 综上分析，所有波峰和波峰相遇的质点x坐标应为 x＝(50＋300n) cm　(n＝0，±1，±2，±3，…) 答案　x＝(50＋300n) cm　(n＝0，±1，±2，±3，…) (2)从t＝0开始，介质中最早出现偏离平衡位置位移为－16 cm的质点的时间． 解析　偏离平衡位置位移为－16 cm对应为两列波的波谷相遇．t＝0时，波谷之差 整理可得Δx＝10(