2017届高考物理二轮复习专题突破课件：专题十 选考部分(机械振动与机械波 光).ppt

* * * * * * * * * 2017届高考二轮 专题十 选考部分 第2讲：机械振动与机械波　光 1、掌握简谐运动的规律及振动图象 2、掌握机械波波长、波速和频率及其相互关系 3、掌握光的折射和全反射 4、学会解决电磁波和光的几种特有现象 高考题型1　机械振动 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′.如图所示. 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】(2015·山东理综·38(1))如图所示，轻弹簧上端固定，下端连接一小物块，物块沿竖直方向做简谐运动.以竖直向上为正方向，物块简谐运动的表达式为y＝0.1sin (2.5πt) m.t＝0时刻，一小球从距物块h高处自由落下；t＝0.6 s时，小球恰好与物块处于同一高度.取重力加速度的大小g＝10 m/s2.以下判断正确的是_____.(双选，填正确答案标号) A.h＝1.7 m B.简谐运动的周期是0.8 s C.0.6 s内物块运动的路程是0.2 m D.t＝0.4 s时，物块与小球运动方向相反 典例精析 0.6 s内物块运动的路程是3A＝0.3 m，选项C错误； 【答案】AB 高考预测 1、简谐运动的振动图线可用下述方法画出：如图甲所示，在弹簧振子的小球上安装一支绘图笔P，让一条纸带在与小球振动方向垂直的方向上匀速运动，笔P在纸带上画出的就是小球的振动图象.取振子水平向右的方向为振子离开平衡位置的位移正方向，纸带运动的距离代表时间，得到的振动图线如图乙所示.则下列说法中正确的是(　　) A.弹簧振子的周期为4 s B.弹簧振子的振幅为10 cm C.t＝17 s时振子相对平衡位置的位移是10 cm D.若纸带运动的速度为2 cm/s，振动图线上1、3两点间的距离是4 cm E.2.5 s时振子正在向x轴正方向运动 【解析】周期是振子完成一次全振动的时间，由图知，弹簧振子的周期为T＝4 s，故A正确； 振幅是振子离开平衡位置的最大距离，由图知，弹簧振子的振幅为10 cm，故B正确； 振子的周期为4 s，由周期性知，t＝17 s时振子相对平衡位置的位移与t＝1 s时振子相对平衡位置的位移相同，为0，故C错误； 若纸带运动的速度为2 cm/s，振动图线上1、3两点间的距离是 s＝vt＝2 cm/s×2 s＝4 cm.故D正确； 由图乙可知2.5 s时振子正在向x轴负方向运动，故E错误. 【答案】ABD 高考题型2　机械波 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】(2016 全国丙卷 34(1))由波源S形成的简谐横波在均匀介质中向左、右传播.波源振动的频率为20 Hz，波速为16 m/s.已知介质中P、Q两质点位于波源S的两侧，且P、Q和S的平衡位置在一条直线上，P、Q的平衡位置到S的平衡位置之间的距离分别为15.8 m、14.6 m.P、Q开始振动后，下列判断正确的是______. A.P、Q两质点运动的方向始终相同 B.P、Q两质点运动的方向始终相反 C.当S恰好通过平衡位置时，P、Q两点也正好通过平衡位置 D.当S恰好通过平衡位置向上运动时，P在波峰 E.当S恰好通过平衡位置向下运动时，Q在波峰 典例精析 【答案】 BDE 2、如图所示为一列简谐横波某时刻的波形图，介质中有P、Q、M三个质点，此时的纵坐标分别为yP＝2 cm，