1、高三物理 2013屆高三第一輪復(fù)習(xí)-076選修3-4第十一至十二章機(jī)械振動(dòng)和機(jī)械波回歸教材導(dǎo)學(xué)案編寫人：張金蓮 審核人：郭家榮 編寫時(shí)間：2012年11月8日班級(jí)： 組號(hào)： 姓名： 【學(xué)習(xí)目標(biāo)】根據(jù)導(dǎo)學(xué)案的提示有選擇性地、有目的地閱讀相關(guān)教材（含概念、規(guī)律、例題、插圖、閱讀材料、旁批、思考與討論、做一做、課后習(xí)題等），掌握基礎(chǔ)知識(shí)、基本思想和方法。【閱讀教材】問(wèn)題1閱讀課本P2-3完成：（1）分析圖11.1-1和11.1-3中小球的運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)，分別畫(huà)出水平彈簧振子和豎直彈簧振子的運(yùn)動(dòng)模型簡(jiǎn)圖。水平彈簧振子： 豎直彈簧振子：（2）（閱讀P2圖第2段旁批、P3最后一段）研究振動(dòng)時(shí)所說(shuō)的位移都是對(duì)于

2、的位移，圖11.1-2彈簧振子的頻閃照片不是小球的運(yùn)動(dòng)軌跡，而是小球振動(dòng)的 圖像。質(zhì)點(diǎn)的位移和時(shí)間遵循正弦函數(shù)規(guī)律的振動(dòng)叫做 ，它是最簡(jiǎn)單、最基本的振動(dòng)。問(wèn)題2 閱讀課本P6-7完成：（1）（閱讀P5“描述簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的物理量”和P6“做一做”）描述簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的物理量有 、周期和頻率、 。測(cè)量振動(dòng)的周期的正確方法是測(cè)量 以減小測(cè)量誤差，即周期T= ，本實(shí)驗(yàn)說(shuō)明了簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的周期與振幅的關(guān)系是 。（2）（閱讀P7第一段）簡(jiǎn)寫諧運(yùn)動(dòng)的表達(dá)式是 （口述表達(dá)式中各量的意義）。 問(wèn)題3閱讀課本P10-11完成：（1）（閱讀P11第3段）質(zhì)點(diǎn)做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)時(shí)，所受合力應(yīng)滿足的條件是：合力的大小與質(zhì)點(diǎn) 的大小成正比，方

3、向總是指向 ，根據(jù)該力的作用效果把他稱為回復(fù)力，即F回= 。水平彈簧振子的回復(fù)力是由 提供的，豎直彈簧振子的回復(fù)力是由 提供的，單擺的回復(fù)力是由 提供的。判斷物體做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的思路是：從運(yùn)動(dòng)學(xué)的角度看，其位移時(shí)間圖像是 曲線，位移時(shí)間表達(dá)式是 ；從動(dòng)力學(xué)（受力）角度看，所受合力滿足方程 。（2）（閱讀P11第4、5段）質(zhì)點(diǎn)做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)，其動(dòng)能和勢(shì)能相互轉(zhuǎn)化，但總的機(jī)械能 。實(shí)際的運(yùn)動(dòng)都有一定的能量損耗，所以簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)是一種理想化的模型。 問(wèn)題4 閱讀課本P1317完成：（1）（閱讀P13第2段及旁批）構(gòu)成單擺的裝置要滿足的條件是： 與小球相比可以忽略；球的直徑與 比可以忽略。從小球受力的角度看，應(yīng)滿

4、足的條件是：與小球的重力及繩的拉力相比， 可以忽略，因此，實(shí)驗(yàn)時(shí)應(yīng)選擇 的小球和 的線。可見(jiàn)，單擺是實(shí)際擺的理想化模型。（2）結(jié)合圖11.4-3，閱讀P14第26段及旁批，理清證明單擺做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的思路，找出相應(yīng)的方程。請(qǐng)你證明證明單擺做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)。（3）（閱讀P15實(shí)驗(yàn)“實(shí)驗(yàn)過(guò)程中要注意以下幾點(diǎn)”、 P17第1段）“探究單擺周期與擺長(zhǎng)的關(guān)系”實(shí)驗(yàn)中，要注意的是：擺的振幅（或偏角） ；擺線和擺球的選擇（口述應(yīng)該如何選擇？）；細(xì)線上端的懸掛方式應(yīng)該選擇圖11.4-5甲、乙圖的 圖，其優(yōu)點(diǎn)是 ；擺長(zhǎng)的測(cè)量值應(yīng)為 、 二者之和（口述應(yīng)該如何測(cè)量？）；周期的測(cè)量應(yīng)該選擇圖11.4-7甲、乙圖的 圖作為計(jì)時(shí)

5、開(kāi)始與停止的時(shí)刻，優(yōu)點(diǎn)是 ，并且應(yīng)測(cè)量單擺做 全振動(dòng)的時(shí)間再計(jì)算出周期的測(cè)量值，優(yōu)點(diǎn)是 ；通過(guò)數(shù)據(jù)分析，對(duì)周期T與擺長(zhǎng)L的定量關(guān)系做出猜測(cè)時(shí)，應(yīng)由簡(jiǎn)單到復(fù)雜進(jìn)行，即可能是T 、T 、T 、T 。荷蘭物理學(xué)家 確定了單擺的周期公式T= ，可見(jiàn)，單擺周期與 、 無(wú)關(guān)。（4）（閱讀P17第2段）利用單擺可以測(cè)定重力加速度，g= 。作出LT2圖象，其圖象是 ，圖線的斜率k= ，重力加速度g= （用k表示）。問(wèn)題5 閱讀課本P1821完成：（1）（閱讀P18第1、2、4段）振動(dòng)系統(tǒng) 時(shí)的振動(dòng)叫固有振動(dòng)；振動(dòng)系統(tǒng)受到阻力的作用時(shí)，做 的振動(dòng)叫阻尼振動(dòng)；使周期性的外力（這種外力叫 ）作用于振動(dòng)系統(tǒng)，對(duì)系統(tǒng)做

6、功，補(bǔ)償系統(tǒng)的能量損耗，這樣的振動(dòng)叫 。圖11.5-2的實(shí)驗(yàn)表明，受迫振動(dòng)的頻率總等于 ，與系統(tǒng)的固有頻率 。（2）觀察圖11.5-4共振曲線，由圖線可以看出，當(dāng)驅(qū)動(dòng)力的頻率等于系統(tǒng)的 時(shí)，受迫振動(dòng)的振幅 ，這種現(xiàn)象叫共振。圖11.5-3實(shí)驗(yàn)中， 擺（填“B”、“C”、“D”振幅最大。問(wèn)題6 閱讀課本P2425完成：（1）（閱讀P24第1段）圖12.1-3中，繩端在手的牽引下起振方向 ，在圖中標(biāo)P1P9各個(gè)質(zhì)點(diǎn)的起振方向，都是 的，只是后面的質(zhì)點(diǎn)總是比前面的質(zhì)點(diǎn) 開(kāi)始振動(dòng)。繩端的振動(dòng)形式能夠沿繩傳播的動(dòng)力學(xué)原因是 ，質(zhì)點(diǎn)并不隨波遷移。（2）（閱讀圖12.1-3、12.1-4、12.1-6及P2

7、5最后4段）繩中形成的波是 ，彈簧中形成的波是 ，空氣中傳播的聲波是 （填“橫波”或“縱波”）。組成介質(zhì)的質(zhì)點(diǎn)間有 ，一個(gè)質(zhì)點(diǎn)的質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)會(huì)引起 的質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)。波在傳播“振動(dòng)”這種運(yùn)動(dòng)形式的同時(shí)，也將波源的 、 傳遞出去。問(wèn)題7 （閱讀P27第5、6兩段）介質(zhì)中有正弦波傳播時(shí)，介質(zhì)的質(zhì)點(diǎn)在做 。簡(jiǎn)諧波的波形圖與質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)圖象都是正弦曲線，但它們的意義不同。波形圖表示介質(zhì)中的 在 的位移，振動(dòng)圖象表示介質(zhì)中 在 的位移。 問(wèn)題8 （閱讀P29第4、7兩段）在波動(dòng)中，各個(gè)質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)周期或頻率都是 ，都等于 的振動(dòng)周期或頻率。波速、波長(zhǎng)、頻率的關(guān)系是： （寫公式），其中，波速由 ，周期或頻率由 。

8、問(wèn)題9 閱讀課本P3235完成：（1）觀察P32圖12.4-1可知，水波的波長(zhǎng)一定時(shí)，狹縫越 ，水波的衍射現(xiàn)象越明顯；觀察P32圖12.4-2可知，狹縫寬度一定時(shí)，水波的波長(zhǎng) 時(shí)，水波的衍射現(xiàn)象越明顯。（2）（閱讀P33第1、2兩段及“說(shuō)一說(shuō)”）觀察到明顯衍射現(xiàn)象的條件是：縫、孔的寬度或障礙物的尺寸跟 ，或者 。通常，聲波的波長(zhǎng)在1.7cm-17m之間，光波的波長(zhǎng)在0.4um-0.7um的范圍內(nèi)，可見(jiàn) 容易發(fā)生衍射現(xiàn)象。（口述：（1）初中學(xué)習(xí)的光沿直線傳播與現(xiàn)在學(xué)習(xí)的光的衍射現(xiàn)象的聯(lián)系？（2）超聲波定位儀為什么使用超聲波而不使用普通的聲波？）（3）閱讀P33第6、7兩段并結(jié)合圖12.4-3理解

9、：幾列波相遇時(shí)能夠 各自的運(yùn)動(dòng)特征，在幾列波重疊的區(qū)域里，介質(zhì)的質(zhì)點(diǎn)的位移等于幾列單獨(dú)傳播時(shí)引起的位移的 。（4）閱讀P34“演示”實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，“波源是固定在同一個(gè) 振動(dòng)片上的兩根細(xì)桿”說(shuō)明兩個(gè)波源的 相同，振動(dòng)的相位差 。兩列波相遇時(shí)形成穩(wěn)定的干涉圖樣如圖12.4-4所示，圖中出現(xiàn)的一條條相對(duì)平靜的水面（即振動(dòng) 區(qū)）和激烈振動(dòng)的區(qū)域（即振動(dòng) 區(qū)）（填“加強(qiáng)”或“減弱”）。（5）閱讀P35第2段并結(jié)合圖12.4-5理解：圖12.4-5中，兩列波波峰與波峰（或者波谷與波谷）相遇的點(diǎn)都在振動(dòng) 區(qū)，質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)的振幅 但位移會(huì)隨時(shí)間 ；兩列波波峰與波谷相遇的點(diǎn)都在振動(dòng) 區(qū)，質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)的振幅 但位移會(huì)隨時(shí)間

10、。問(wèn)題10閱讀P37第1、4段、P38第1段，當(dāng)波源與觀察者互相靠近時(shí)，觀察者接收到的頻率 ；當(dāng)波源與觀察者互相遠(yuǎn)離時(shí)，觀察者接收到的頻率 ；多普勒效應(yīng)中，波源的頻率并不改變。利用多普勒效應(yīng)的原理可以測(cè)量車輛速度、星球遠(yuǎn)離或靠近我們的速度、血流的速度。（口述測(cè)量速度的基本原理？）閱讀P38“科學(xué)漫步”，超聲波的特點(diǎn)是： 、 ，試舉兩個(gè)應(yīng)用超聲波的實(shí)例 、 。【習(xí)題再練】（P5問(wèn)題3）如圖11.1-9，在t=0到t=4s的范圍內(nèi)回答以下問(wèn)題：（1）在1.5s和2.5s這兩個(gè)時(shí)刻，質(zhì)點(diǎn)向哪個(gè)方向運(yùn)動(dòng)？（2）質(zhì)點(diǎn)相對(duì)平衡位置的位移的方向在哪段時(shí)間內(nèi)跟它的瞬時(shí)速度的方向相同？在哪段時(shí)間內(nèi)跟瞬時(shí)速度的方

11、向相反？（3）質(zhì)點(diǎn)在第2s末的位移是多少？質(zhì)點(diǎn)在前2s內(nèi)走過(guò)的路程是多少？2（P10問(wèn)題4）圖11.2-6為A、B兩個(gè)簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的位移-時(shí)間圖像。請(qǐng)根據(jù)圖像寫出這兩個(gè)簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的位移隨時(shí)間變化的關(guān)系式。3（P12問(wèn)題3）做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的物體經(jīng)過(guò)A點(diǎn)時(shí)加速度大小是2m/s2，方向指向B點(diǎn)；當(dāng)它經(jīng)過(guò)B點(diǎn)時(shí)，加速度的大小是3m/s2，方向指向A點(diǎn)。若AB之間的距離是10cm，請(qǐng)確定它的平衡位置。4（P17問(wèn)題2）周期是2s的單擺叫秒擺，秒擺的擺長(zhǎng)是多少？把一個(gè)地球上的秒擺拿到月球上去，已知月球上的重力加速度為1.6m/s2,它在月球上做50次全振動(dòng)要用多少時(shí)間？5（P21問(wèn)題3）汽車的車身是裝在彈簧上的，某

12、車的車身彈簧系統(tǒng)的固有周期是1.5s。這輛汽車在一條起伏不平的路上行駛，路面凸起之處大約都相隔8m。汽車以多大速度行駛時(shí)，車身上下顛簸得最劇烈？6（P21問(wèn)題4）如圖11.5-9是一個(gè)單擺的共振曲線。（1）試估計(jì)此單擺的擺長(zhǎng)。（2）若擺長(zhǎng)增大，共振曲線振幅最大值的橫坐標(biāo)將怎樣變化。7（P28問(wèn)題2）一列橫波某時(shí)刻的波形如圖12.2-3甲所示，圖乙表示介質(zhì)中某質(zhì)點(diǎn)此后一段時(shí)間內(nèi)的振動(dòng)圖象。（1）若波沿x軸正方向傳播，圖乙為K、L、M、N四點(diǎn)中哪點(diǎn)的振動(dòng)圖象？（2）若波沿x軸負(fù)方向傳播，圖乙為K、L、M、N四點(diǎn)中哪點(diǎn)的振動(dòng)圖象？8（P28問(wèn)題3）圖12.2-5的橫波正在沿x軸的正方向傳播，波速為0.5m/s，試畫(huà)出經(jīng)過(guò)1s后和4s后的波形曲線。9（P36問(wèn)題2）如圖12.46，擋板M是固定的，擋板N可以上下移動(dòng)。現(xiàn)在把M、N兩塊擋板中的空隙當(dāng)做一個(gè)“小孔”做水波的衍射實(shí)驗(yàn)，出現(xiàn)了圖示的圖樣，P點(diǎn)的水沒(méi)有振動(dòng)起來(lái)。為了使擋板左邊的振動(dòng)傳到P點(diǎn)，可以采用什么辦法?10（P36問(wèn)題4）圖l2.47表示兩列頻率相同的水面波