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1、機械振動 機械波命題角度2
單擺及其周期公式
1. 一單擺做小角度擺動,其振動圖象如圖6—6,以下說法正確的是 ( )
A t1時刻擺球速度最大,懸線對它的拉力最小
B t2時刻擺球速度為零,懸線對它的拉力最小
C.t3時刻擺球速度為零,懸線對它的拉力最大
D t4時刻擺球速度最大,懸線對它的拉力最大
[考場錯解]多選
不能把單擺的振動過程與其振動圖象對應起來,分析擺球速度及懸線拉力的變化.
D 由單擺振動圖象可知:t1、t3時刻單擺偏離平衡位置的位移最大,擺球在最高點,擺球速度為零,懸線對它的拉力最小,選項AC錯;t2、t4時刻單擺恰過平衡位置,擺球速度最
2、大,懸線對它的拉力最大,選項 B錯,D正確.
解決這類問題要注意以下三點:(1)理解單擺做簡諧運動的條件.(2)單擺的固有周期(或頻率)與擺球的質(zhì)量和振幅無關.(3)該公式往往在實際問題情景下和其他物理規(guī)律綜合起來進行考查.命題角度3
波的形成,波的圖象、波速公式
1. 在均勻介質(zhì)中選取平衡位置在同一直線上的9個質(zhì)點,相鄰兩質(zhì)點的距離均為L,如圖6—7(a)所示.一列橫波沿該直線向右傳播,t=0時到達質(zhì)點1,質(zhì)點1開始向下運動,經(jīng)過時間△t第一次出現(xiàn)如圖(b)所示的波形.則該波的 ( )
A 周期為△t,波長為8 L.
B 周期為△t,波長為8 L.
C.周期為
3、△t,波速為12L/△t
D.周期為△t,波速為8L/△t
[考場錯解]AD
圖中所給波形只是△t時刻波形的一部分,很多同學誤認為波恰好傳到第9個質(zhì)點,所以周期為△t,波長為8 L,波速為8 L/△t,誤選AD.
BC因質(zhì)點1的起振方向向下,波向右傳播,而質(zhì)點9在位時刻振動方向向上,所以圖中所給波形只是出時刻波形的一部分,此時第13、21、29一個質(zhì)點剛要離開平衡位置向下振動,因經(jīng)時間出第一次出現(xiàn)如圖所示的波形,所以波應恰好傳到第13個質(zhì)點,周期
,故選項BC正確.
2. 一簡諧橫波沿x軸正方向傳播,某時刻其波形如圖6—8所示.下列說法正確的是 ( )
A由波形
4、圖可知該波的波長
B.由波形圖可知該波的周期
C.經(jīng) 周期后質(zhì)點P運動到Q點
D_經(jīng) 周期后質(zhì)點R的速度變?yōu)榱?
[考場錯解] AC
[ks5u專家把脈]認為經(jīng) 波向右傳播 ,而未理解是各質(zhì)點P、Q、R的振動形成了機械波.
AD由圖知,波長λ=4 cm,即A正確;不知波速v值,無法求解周期 ,故B錯;質(zhì)點沿y軸振動,不會隨波遷移,故C錯;由圖知此時刻質(zhì)點R向-y方向振動,再經(jīng),質(zhì)點R位于波谷,速度為零,即D正確,故選AD.
3. 一列沿x軸正方向傳播的簡諧橫波,周期為0.50 s.某一時刻,離開平衡位置的位移都相等的各質(zhì)點依次為P1,P2,R3……已知P1和P2之間的距離
5、為20 cm,P1和P2之間的距離為80 cm,則P1的振動傳到P2所需的時間為 ( )
A 0.50 s B.0.13 s C.0.10 s D 0.20 s
[考場錯解]ACD
把P1當作波峰,而認為P1、P2間距離為波長的整數(shù)倍.
C依題設,P1、P2、P3為依次相鄰的同 x點,且由s=vt知,t23= t12,(t12,t23分別是波從Pl傳到P2、從P2傳到P3所經(jīng)歷時間).則Pl、P2為相鄰同相點,即波長λ=20 cm+80 cm=100 cm,由 得v=2 m/s,則 即C對.
4.一質(zhì)點以坐標原點0為平衡位置在y軸上振動,其振幅為0.05
6、m,周期為0.4 s,振動在介質(zhì)中產(chǎn)生的簡諧波沿x軸的正方向傳播,其速度為1.0 m/s.計時開始該質(zhì)點(剛開始起振)在坐標原點0,速度方向為y軸正方向,0.2 s后此質(zhì)點立即停止運動,則再經(jīng)過0.2 s后的波形是圖6—9中的 ( )
[考場錯解]A或D
t=0.2 s時波形如圖6—10所示,再經(jīng) 0.2 s,誤認為順著原波形沿傳播方向再畫半個波長即可,誤選A;或誤認為質(zhì)點振到平衡位置以下,形成選項 D所示的波形,誤選D.
B波的傳播其表象為波形的平移,所以把t=0.2 s時的波形沿傳播方向平移半個波長就是再經(jīng) 0.2 s后的波形,選項B正確.
理解好振動與波動的關系從振動圖象、波動圖象上加以區(qū)別與聯(lián)系,并能熟練地運用波速公式是解決此類問題的關鍵