易错点33 机械振动 机械波（解析版）-备战2023年高考物理考试易错题

3.0 envi 2024-12-31 4 4 737.22KB 10 页 3知币
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易错点 33 机械振动 机械波
例题 1. 　(多选)如图甲所示，以 O点为平衡位置，弹簧振子在 A、B两点间做简谐运动，
图乙为这个弹簧振子的振动图像．下列说法中正确的是(　　)
A．在 t＝0.2 s 时，小球的加速度为正向最大
B．在 t＝0.1 s 与t＝0.3 s 两个时刻，小球在同一位置
C．从 t＝0到t＝0.2 s 时间内，小球做加速度增大的减速运动
D．在 t＝0.6 s 时，弹簧振子有最小的弹性势能
【答案】BC
【解析】
　在t＝0.2 s 时，小球的位移为正向最大值，a＝－，知小球的加速度为负向最大，A错误；
在t＝0.1 s 与t＝0.3 s 两个时刻，小球的位移相同，说明小球在同一位置，B正确；从 t＝0
到t＝0.2 s 时间内，小球从平衡位置向最大位移处运动，位移逐渐增大，加速度逐渐增大，
加速度方向与速度方向相反，小球做加速度增大的减速运动，C正确；在 t＝0.6 s 时，小球
的位移为负向最大值，即弹簧的形变量最大，弹簧振子的弹性势能最大，D错误．
【误选警示】
误选 A的原因：位移为正，加速度和回复力方向相同。回复力和位移方向相反。没有理清
位移、回复力、加速度三者的方向关系。
误选 D的原因：位移最大时，弹簧的的弹性势能最大。没有理清位移位移和最大弹性势能
之间的关系。
例题 2. (多选)一简谐横波沿 x轴传播，在某时刻的波形如图所示，已知此时质点 F的运动
方向向下，则(　　)
A．此波沿 x轴负方向传播
B．质点 D此时向下运动
C．质点 B将比质点 C先回到平衡位置
D．质点 E的振幅为零
【答案】　AB
【解析】
　简谐横波沿 x轴传播，此时质点 F的运动方向向下，由波形平移法可知，该波沿 x轴负
方向传播，故 A正确；质点 D此时的运动方向与质点 F的运动方向相同，即向下运动，故
B正确；此时质点 B向上运动，而质点 C已经在最大位移处，将向下运动，直接回到平衡
位置，则质点 C先回到平衡位置，故 C错误；此时质点 E的位移为零，但振幅不为零，各
个质点的振幅均相同，故 D错误．
【误选警示】
误选 C的原因： 质点振动方向没有判断清楚，没有对哪个质点先回到平衡位置判断清楚。
误选 D的原因： 振幅和位移两概念不清楚。振幅是偏离平衡位置的最大位移。
一、横波和纵波
定义 标志性物理量 实物波形
横波 质点的振动方向与波的传播
方向相互垂直的波
(1)波峰：凸起的最高处
(2)波谷：凹下的最低处
纵波 质点的振动方向与波的传播
方向在同一直线上的波
(1)密部：质点分布最密的位置
(2)疏部：质点分布最疏的位置
二、机械波
1.介质
(1)定义：波借以传播的物质.
(2)特点：组成介质的质点之间有相互作用，一个质点的振动会引起相邻质点的振动.
2.机械波
机械振动在介质中传播，形成了机械波.
3.机械波的特点
(1)介质中有机械波传播时，介质本身并不随波一起传播，它传播的只是振动这种运动形式.
(2)波是传递能量的一种方式.
(3)波可以传递信息.
三、振动图象和波的图象的比较
1.振动图象和波的图象的比较
振动图象 波的图象
图象
坐
标
横坐标 时间 各质点的平衡位置
纵坐标 某一质点在不同时刻的振动位移 各质点在同一时刻的振动位移
研究对象 一个质点 沿波传播方向上的各质点
物理意义 一个质点在不同时刻的振动位移 介质中各质点在同一时刻的振动位移
2.说明：(1)简谐波中的所有质点都做简谐运动，它们的振幅、周期均相同.
(2)判断波的图象中质点的振动方向可根据带动法、上下坡法、微平移法；判断振动图象中
质点的振动方向根据质点下一时刻的位置.
四、振动与波的关系
1.区别
(1)研究对象不同——振动是单个质点在平衡位置附近的往复运动，是单个质点的“个体行
为”；波动是振动在介质中的传播，是介质中彼此相连的大量质点将波源的振动传播的
“群体行为”.
(2)力的来源不同——产生振动的回复力，可以由作用在物体上的各种性质的力提供；而引
起波动的力，则总是联系介质中各质点的弹力.
(3)运动性质不同——振动是质点的变加速运动；而波动是匀速直线运动，传播距离与时间
成正比.
2.联系
(1)振动是波动的原因，波动是振动的结果；有波动必然有振动，有振动不一定有波动.
(2)波动的性质、频率和振幅与振源相同.
易混点：
1．简谐运动的回复力不可以是恒力．
2．简谐运动的平衡位置不一定是质点所受合力为零的位置，例如单摆的最低点合力不为零．
3．做简谐运动的质点先后通过同一点，回复力、加速度、位移都是相同的，速度大小相同，
方向不同。
4．做简谐运动的质点，速度增大时，其加速度一定减小．
5．简谐运动的图像描述的不是振动质点的轨迹．
6．简谐运动的振动图像一定是正弦曲线．
7．单摆在任何情况下的运动不一定都是简谐运动．
8．单摆的振动周期由摆球的质量和摆长和重力加速度共同决定．
9．当单摆的摆球运动到最低点时，回复力为零，所受合力不为零．
10．在机械波传播过程中，介质中的质点不沿着波的传播而移动．
11．机械波在传播过程中，各质点振动的周期、起振方向都相同．
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