2010高考物理二轮复习名师专题点津系列――波动问题 doc--高中物理 .doc

http:/ 永久免费组卷搜题网http:/ 永久免费组卷搜题网2010 高考物理二轮复习名师专题点津系列波动问题一、特别提示1、从受力和运动两个方面分析简谐运动的特点及简谐运动中能量转化。2、灵活应用简谐运动模型单摆、弹簧振子。3、加深理解波是传递振动形式和波是能量传递的一种方式。4、注意理解波的图象及波的形成过程。5、注意横波中介质质点运动路程与波传播距离的区别。6、波由一种介质传到另一介质中，波的频率不变，波速由介质决定与频率无关。7、据质点运动方向能正确判断出简谐横波的传播方向。8、应用fv公式时应注意时间和空间的周期性。9、波的干涉中，应注重理解加强和减弱的条件。二、典型例题例例 1如图 5-1，在质量为 M 的无底的木箱顶部用一轻弹簧悬挂质量均为m)(mM 的 A、B 两物体，箱子放在水平面上，平衡后剪断A、B 间细线，此后 A 将做简谐振动，当 A 运动到最高点时，木箱对地面的压力为：（）A、MgB、gmM)(C、gmM)(D、gmM)2(解解剪断 A、B 间细绳后，A 与弹簧可看成一个竖直方向的弹簧振子模型，因此，在剪断瞬间 A 具有向上的大小为g的加速度，当 A 运动到最高点时具有向下的大小为g的加速度（简谐运动对称性），此时对 A 来说完全失重，从整体法考虑，箱对地面的作用力为Mg，选 A。评析评析注意应用弹簧振子模型中运动的对称性，及超重、失重知识，注重物理过程的分析，利用理想化模型使复杂的物理过程更加简单。例例 2如图 5-2，有一水平轨道 AB，在 B 点处与半径R=160m的光滑弧形轨道 BC相切，一质量为M=0.99kg 的木块静止于B处，现有一颗质量为kgm10的子弹以smv/5000的水平速度从左边射入木块且未穿出，如图所示，已知木块与该水平轨道的动摩擦因数5.0，2/10smg，试求子弹射入木块后，木块需经多长时间停止？)996.05(cos解解子弹射入木块由动量守恒定律得子弹和木块的共同速度为smmMmvv/5)/(0子弹和木块在光滑弧形轨道 BC 上的运动可看作简谐运动，sgRT82，sTt42/1，http:/ 永久免费组卷搜题网http:/ 永久免费组卷搜题网子弹在水平轨道上作匀减速运动加速度2/5)/(smMmfa，st11，sttt)41(21评析评析注意子弹击中木块过程中有机械能损失，子弹冲上圆弧及返回过程中，为一变速圆周运动，运动时间无其它办法求解，只能利用简谐运动中的单摆模型；所以建立和应用物理模型在物理学习中是至关重要的。例例 3如图 5-3，一列横波沿x轴传播，波速smv/6。当 位 于cmx31处的 A 质点在x轴上方的最大位移处时，位于cmx62处的质点恰好在平衡位置，且振动方向沿y轴负方向，求这列波的频率f。解解设波沿x轴正方向传播，当波长最长时，A、B 之间的波形如图 5-3a 示，由波的周期性，有nx43，由fv得Hznf)34(50，,2,1,0n；同理波沿x轴负方向传播，当波长最长时，A、B 之间的波形如图 5-3b 示，有Hznf)14(50，,2,1,0n评析评析应注意A、B两点间水平距离与波长 的关系考虑波长的空间周 期性及波传播方向的双向性。例例 4某质点在坐标原点 O 处做简谐运动，其振幅是 0.05m，振动周期为 0.4s，振动在介质中沿x轴正方向直线传播，传播速度为 1m/s，已知它在平衡位置 O 向上开始振动，振动 0.2s 后立即停止振动，则停止振动后经过 0.2s时间的波是图 5-4 中的（）解解由题意得，振动在介质中沿x轴正向直线传播，且开始振动时方向向上，由此可知介质中各质点的起 振 方 向 均向上，由于振动 周 期 为0.4S，而振源振 动 0.2S 后立 即 停 止 振动，所以形成的是半个波长的脉冲，波形一定在x轴上方，振源停止振 动 后 经 过0.2S，波形沿x轴正方向平移半个波长即 0.2m，波形不变，故选 B。评析评析此题应注意的是 O 点起振时方向是向上的，振动传播至任何一点该点的起振方向均应向上，0.4S 振动向外传播一个波长。应用简谐横波中介质质点振动方向与传播方向的关系，是解此类题的关键。例例 5振幅是 2cm 的一列简谐波，以 12m/s 的速度沿x轴正方向传播，在传播方向上有 A、B 两质点，A 的平衡位置mx41，B 的平衡位置mx102。已知 A 在最大位移处时，B 正在平衡位置处向y方向运动，试求这列波的频率的值。解解当 A 在正向最大位移处时，AB 间距离最少为43，考虑波动空间的周期性，应有http:/ 永久免费组卷搜题网http:/ 永久免费组卷搜题网AB=),2,1,0)(43(nn，即有43n=6，根据fv知：),2,1,0()43(2/nHznvf；同 理，当 A 在 正 向 最大 位 移 处 时，AB 间 距 离 最少 为41，考 虑 波动 空 间 的 周 期性，应 有AB=),2,1,0)(41(nn，即有41n=6，根据fv知：),2,1,0()41(2/nHznvf；因此这列波的频率值为Hznvf)43(2/或),2,1,0()41(2/nHznvf评析评析应注意 A、B 两点水平距离与波长的关系考虑波长的空间周期性，另应注意 A 点是在正向还是在负向最大位移处。例例 6如图 5-5，表示两列同频率相干水波在 t=0 时刻的叠加情况，图中实线表示波谷，已知两列波的振幅均为 2cm（且在图示范围内振幅不变）。波速为 2m/s，波长为 0.4m，E 点是 BD 连线和 AC 连线的交点，下列说法 正 确的是（）A、A、C 两点是振动减弱点B、E 点是振动加强点C、B、D 两点在该时刻的竖直高度差 4cmD、t=0.05s 时，E 点离平衡位置的位移大小 2cm解解A、C 两点均波峰与波谷叠加，使振动减弱，故 A 正确。E点为 AC与 BD 连线的交点，它到波峰 CD 及波谷 BC 距离相等，因两列波传播速率相等，故将同一时刻在 E 点叠加，故 E 点振动减弱，B 错；B、D 两点均为加强点其振幅均为 4cm，故此时两点的高度差 8cm，C 错。波的周期 T=0.2s，t=0.05s=T/4，t=0 时，E 点处于平衡位置，经 T/4 周期，其位移大小为 4cm，故 D 错。应选 A。评析评析此题重点考查波的干涉中加强与减弱的条件，即波峰与波峰相遇或波谷与波谷相遇是加强，波峰与波谷相遇是减弱，应切实抓住这一点。