机械振动机械波例题解析88.doc

机械振动机械波例题解析 2012-8-21 机械振动与机械波类型题的图像有三种：简谐振动图像、简谐波动图像、振动图像+波动图像和多图像问题，在新课标中中属于选考内容，其中简谐波图像的试题概率较大，对于波动图像，主要考查波长，周期，频率及三者之间的关系，难度较大的是多解问题。题意，图像的物理意义，振动，波动规律三者有机结合是解决问题的根本，不可偏废任何一面，读懂图形的意义是解题的重要环节。 【例题1】（2012海南）（1）某波源S发出一列简谐横波，波源S的振动图像如图所示.在波的传播方向上有A、B两点，它们到S的距离分别为45m和55m.测得A、B两点开始振动的时间间隔为1.0s.由此可知 ①波长=______m; ②当B点离开平衡位置的位移为+6cm时，A点离开平衡位置的位移是______cm. 【解析】（1）由题意可知波速，周期，波长，A、B相差半个波长振动情况完全相反，故B点位移为+6cm时，A点位移为-6cm。 【例题2】（2012 北京）一个弹簧振子沿x轴做简谐运动，取平衡位置O为x轴坐标原点。从某时刻开始计时，经过四分之一的周期，振子具有沿x轴正方句的最大加速度。能正确反映振子位移x与时间，关系的图像是 （　　） 【解析：，则在时刻，振子具有沿x轴正方句的最大加速度（正的最大），它的位移为沿x轴负方句的最大位移（负的最大），满足条件的图像只有A，答案A。 【点评】该题为四个给出简谐振动图像，即图像，作为题目的选项，四个图像中的振幅和周期都相同，但初值是不相同的，结合简谐振动的公式可以判断出A正确。 【例题3】（全国卷Ⅱ）一简谐横波以4m/s的波速沿x轴正方向传播。已知t=0时的波形如图所示，则 A．波的周期为1s B．x=0处的质点在t=0时向y轴负向运动 C．x=0处的质点在s时速度为0 D．x=0处的质点在s时速度值最大 【答案】A B 【解析】由图可得半波长为2m，波长为4m。周期，选项A正确。波沿x轴正方向传播，则x=0的质点在沿y轴的负方向运动，选项B正确。x=0的质点位移为振幅的一半，要运动到平衡位置的时间是，则时，x=0的质点不在平衡位置也不在最大位移处，故CD错误。 （北京卷）．一列横波沿x轴正向传播，a、b、c、d为介质中沿波传播方向上四个质点的平衡位置。某时刻的波形如图1所示，此后，若经过3/4周期开始计时，则图2描述的是 A.a处质点的振动图象 B.b处质点的振动图象 C.c处质点的振动图象 D.d处质点的振动图象 【答案】B 【解析】由波的图像经过3/4周期a到达波谷，b达到平衡位置向下运动，c达到波峰，d达到平衡位置向上运动，这四个质点在3/4周期开始计时时刻的状态只有b符合振动图像。选项B正确。 （上海物理）如图，一列沿x轴正方向传播的简谐横波，振幅为2cm，波速为2m/s。在波的传播方向上两质点a、b的平衡位置相距0.4m（小于一个波长），当质点a在波峰位置时，质点b在x轴下方与x轴相距1cm的位置。则（ ） （A）此波的周期可能为0.6s （B）此波的周期可能为1.2s （C）从此时刻起经过0.5s，b点可能在波谷位置 （D）从此时刻起经过0.5s，b点可能在波峰位置 【答案】ACD 【解析】如图，，，根据，A正确；从此时刻起经过，即波沿轴正方向传播，波峰到处，不在波峰，C正确。 如右下图，，，根据，，B错误；从此时刻起经过，即，波沿轴正方向传播，波峰到处，的在波峰，D正确。正确选项ACD。 【例题6】（安徽卷）．一列沿x轴方向传播的简谐横波，某时刻的波形如图所示。P为介质中的一个质点，从该时刻开始的一段极短时间内，P的速度和加速度的大小变化情况是 A．变小，变大 B．变小，变小 C．变大，变大 D．变大，变小 【答案】D 【解析】由题图可得，波沿x轴方向传播，P质点在该时刻的运动方向沿y轴正方向，向平衡位置靠近，做加速度减小的加速运动，变大，变小，选项C正确。 【例题7】（四川卷）一列间谐横波沿直线由A向B传播，A、Ｂ相距０.45m，右图是A处质点的图像。当A处质点运动到波峰位置时，B处质点刚好到达平衡位置且向轴正方向运动，这列波的波速可能是 A．4.5/s B . 3.0m/s C . 1.5m/s D .0.7m/s 波由A向B传播A处质点运动到波峰位置时，B处质点刚好到达平衡位置且向轴正方向运动，，则波长，波速。当n=0时，v=4.5m/s；当n=1时，v=0.9m/s；当n=2时，v=0.5m/s等，A正确。 【例题8】（福建卷）一列简谐横波在t=0时刻的波形如图中的实线所示，t=002s时刻的波形如