高考物理二轮复习专题突破教案专题十选考部分机械振动与机械波光中学教育高考_中学教育-中学课件.pdf

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1、学习好资料 欢迎下载 第 2讲：机械振动与机械波 光 一、学习目标 1、掌握简谐运动的规律及振动图象 2、掌握机械波波长、波速和频率及其相互关系 3、掌握光的折射和全反射 4、学会解决电磁波和光的几种特有现象 二、课时安排 2 课时 三、教学过程 典例精讲 高考题型一 机械振动【例 1】(2015山东理综38(1)如图 1 所示，轻弹簧上端固定，下端连接一小物块，物块沿竖直方向做简谐运动.以竖直向上为正方向，物块简谐运动的表达式为y0.1sin(2.5t)m.t0 时刻，一小球从距物块h高处自由落下；t0.6s 时，小球恰好与物块处于同一高度.取重力加速度的大小g10m/s2.以下判断正确的是

2、_.(双选，填正确答案标号)图 1 A.h1.7m B.简谐运动的周期是 0.8s C.0.6s 内物块运动的路程是 0.2m D.t0.4s 时，物块与小球运动方向相反 解析 t0.6s 时，物块的位移为y0.1sin(2.50.6)m 0.1m，则对小球h|y|12gt2，解得h1.7m，选项 A正确；简谐运动的周期是T222.5 s0.8s，选项 B正确；0.6s 内物块运动的路程是 3A0.3m，选项 C错误；t0.4s学习好资料 欢迎下载 T2，此时物块在平衡位置向下振动，则此时物块与小球运动方向相同，选项 D错误.答案 AB 归纳小结 1.简谐运动的对称性：振动质点在关于平衡位置对

3、称的两点，x、F、a、v、Ek、Ep的大小均相等，其中回复力F、加速度a与位移x的方向相反，而v与x的方向可能相同，也可能相反.振动质点来回通过相同的两点间的时间相等，即tBCtCB.振动质点通过关于平衡位置对称的等长的两线段的时间相等，即tBCtBC.如图 2所示.图 2 2.简谐运动的周期性：做简谐运动的物体，其位移、回复力、加速度、速度都随时间按“正弦”或“余弦”规律变化，它们的周期均相同.其位移随时间变化的表达式为：xAsin(t)或xAcos(t).高考题型二 机械波【例 2】(2016全国丙卷34(1)由波源S形成的简谐横波在均匀介质中向左、右传播.波源振动的频率为 20Hz，波速

4、为 16m/s.已知介质中P、Q两质点位于波源S的两侧，且P、Q和S的平衡位置在一条直线上，P、Q的平衡位置到S的平衡位置之间的距离分别为 15.8m、14.6m.P、Q开始振动后，下列判断正确的是_.A.P、Q两质点运动的方向始终相同 B.P、Q两质点运动的方向始终相反 C.当S恰好通过平衡位置时，P、Q两点也正好通过平衡位置 D.当S恰好通过平衡位置向上运动时，P在波峰 E.当S恰好通过平衡位置向下运动时，Q在波峰 解析 根据题意可得T120s0.05s，v16m/s，故波长为 vT0.8m，找P点关于S点的对称点P，根据对称性可知P和P的振动情况完全相同，P、Q两点相距 x(15.80.

5、814.60.8)32，为半波长的整数倍，P、Q两点振动方向频率及其相互关系掌握光的折射和全反射学会解决电磁波和光的几种特有现象二课时安排课时三教学过程典例精讲高考题型一机械振动例山东理综如图所示轻弹簧上端固定下端连接一小物块物块沿竖直方向做简谐运动以竖直向上为的大小以下判断正确的是双选填正确答案标号图简谐运动的周期是内物块运动的程是时物块与小球运动方向相反解析时物块的位移为则对小球解得选项正确简谐运动的周期是选项正确内物块运动的程是选项错误学习好资料欢迎下载在关于平衡位置对称的两点的大小均相等其中回复力加速度与位移的方向相反而与的方向可能相同也可能相反振动质点来回通过相同的两点间的时间相等即

6、振动质点通过关于平衡位置对称的等长的两线段的时间相等即如图所示图简学习好资料 欢迎下载 始终相反，即P、Q两点振动方向始终相反，A错误，B正确；P点距离S点x1934，当S恰好通过平衡位置向上振动时，P点在波峰，同理Q点相距S点x1814，当S恰好通过平衡位置向下振动时，Q点在波峰，D、E正确，C错误.答案 BDE 归纳小结 1.波动图象描述的是在同一时刻，沿波的传播方向上的各个质点偏离平衡位置的位移.在时间上具有周期性、空间上具有重复性和双向性的特点.2.深刻理解波动中的质点振动.质点振动的周期(频率)波源的周期(频率)波的传播周期(频率).3.要画好、用好振动图象，并正确地与实际情景相对应

7、.要正确画出波形图，准确写出波形平移距离、质点振动时间与波长、周期的单一解或多解表达式.4.分析简谐运动中各物理量的变化情况时，一定要以位移为桥梁，位移增大时，振动质点的回复力、加速度、势能均增大，速度、动能均减小；反之，则产生相反的变化.另外，各矢量均在其值为零时改变方向.5.“一分、一看、二找”巧解波动图象与振动图象的综合问题 (1)分清振动图象与波动图象.只要看清横坐标即可，横坐标为x则为波动图象，横坐标为t则为振动图象.(2)看清横、纵坐标的单位，尤其要注意单位前的数量级.(3)找准波动图象对应的时刻.(4)找准振动图象对应的质点.高考题型三 光的折射和全反射【例 3】(2016全国丙

8、卷34(2)如图 7 所示，玻璃球冠的折射率为 3，其底面镀银，底面的半径是球半径的32倍；在过球心O且垂直于底面的平面(纸面)内，有一与底面垂直的光线射到玻璃球冠上的M点，该光线的延长线恰好过底面边缘上的A点，求该光线从球面射出的方向相对于其初始入射方向的偏角.图 7 频率及其相互关系掌握光的折射和全反射学会解决电磁波和光的几种特有现象二课时安排课时三教学过程典例精讲高考题型一机械振动例山东理综如图所示轻弹簧上端固定下端连接一小物块物块沿竖直方向做简谐运动以竖直向上为的大小以下判断正确的是双选填正确答案标号图简谐运动的周期是内物块运动的程是时物块与小球运动方向相反解析时物块的位移为则对小球解

9、得选项正确简谐运动的周期是选项正确内物块运动的程是选项错误学习好资料欢迎下载在关于平衡位置对称的两点的大小均相等其中回复力加速度与位移的方向相反而与的方向可能相同也可能相反振动质点来回通过相同的两点间的时间相等即振动质点通过关于平衡位置对称的等长的两线段的时间相等即如图所示图简学习好资料 欢迎下载 解析 设图中N点为光线在球冠内底面上的反射点，光线的光路图如图所示.设光线在M点的入射角为i、折射角为r，在N点的入射角为i，反射角为i，玻璃折射率为n.由于OAM为等边三角形，i60 由折射定律有 sininsinr 代入题给条件n 3得 r30 作底面在N点的法线NE，由于NEAM，有 i30

10、根据反射定律，有 i30 连接ON，由几何关系知MANMON，故有 MNO60 由式得 ENO30 于是ENO为反射角，ON为反射光线.这一反射光线经球面再次折射后不改变方向.所以，经一次反射后射出玻璃球冠的光线相对于入射光线的偏角 为 180ENO150 答案 150 归纳小结 1.折射率：光从真空射入某种介质，入射角的正弦与折射角的正弦之比叫做介质的折射率，公式为nsin 1sin 2.实验和研究证明，某种介质的折射率等于光在真空中的传播速度c跟光在这种介质中的传播速度v之比，即ncv.频率及其相互关系掌握光的折射和全反射学会解决电磁波和光的几种特有现象二课时安排课时三教学过程典例精讲高考

11、题型一机械振动例山东理综如图所示轻弹簧上端固定下端连接一小物块物块沿竖直方向做简谐运动以竖直向上为的大小以下判断正确的是双选填正确答案标号图简谐运动的周期是内物块运动的程是时物块与小球运动方向相反解析时物块的位移为则对小球解得选项正确简谐运动的周期是选项正确内物块运动的程是选项错误学习好资料欢迎下载在关于平衡位置对称的两点的大小均相等其中回复力加速度与位移的方向相反而与的方向可能相同也可能相反振动质点来回通过相同的两点间的时间相等即振动质点通过关于平衡位置对称的等长的两线段的时间相等即如图所示图简学习好资料 欢迎下载 2.临界角：折射角等于 90时的入射角，称为临界角.当光从折射率为n的某种介

12、质射向真空(空气)时发生全反射的临界角为C，则 sinC1n.3.全反射的条件：(1)光从光密介质射向光疏介质.(2)入射角大于或等于临界角.4.光的几何计算题往往是光路现象与光的反射、折射、全反射(临界点)及几何图形关系的综合问题.解决此类问题应注意以下四个方面：(1)依据题目条件，正确分析可能的全反射及临界角.(2)通过分析、计算确定光传播过程中可能的折射、反射，把握光的“多过程”现象.(3)准确作出光路图.(4)充分考虑三角形、圆的特点，运用几何图形中的角关系、三角函数、相似形、全等形等，仔细分析光传播过程中产生的几何关系.高考题型四 电磁波和光的几种特有现象【例 4】下列说法中正确的是

13、_.A.不管光源与观察者是否存在相对运动，观察者观察到的光速是不变的 B.水面上的油膜呈现彩色是光的衍射现象 C.双缝干涉实验中，若只减小屏到挡板间距离l，两相邻亮条纹间距离 x将减小 D.声源向静止的观察者运动，观察者接收到的频率小于声源的频率 E.液晶显示器应用了光的偏振原理 解析 根据相对论原理可知，不管光源与观察者是否存在相对运动，观察者观察到的光速是不变的.故 A正确；水面上的油膜呈现彩色是光的薄膜干涉现象.故 B错误；双缝干涉实验中，若只减小屏到挡板间距离l，根据公式 xld 可知，两相邻亮条纹间距离 x将减小.故 C正确；声源向静止的观察者运动时，产生多普勒效应，则观察者接收到的

14、频率大于声源的频率.故 D错误；液晶本身是不发光的，发光体是在液晶本身的后面，只有改变发光体的角度和方向，才能改变液晶光的偏振方向，故 E正确.答案 ACE 归纳小结 频率及其相互关系掌握光的折射和全反射学会解决电磁波和光的几种特有现象二课时安排课时三教学过程典例精讲高考题型一机械振动例山东理综如图所示轻弹簧上端固定下端连接一小物块物块沿竖直方向做简谐运动以竖直向上为的大小以下判断正确的是双选填正确答案标号图简谐运动的周期是内物块运动的程是时物块与小球运动方向相反解析时物块的位移为则对小球解得选项正确简谐运动的周期是选项正确内物块运动的程是选项错误学习好资料欢迎下载在关于平衡位置对称的两点的大

15、小均相等其中回复力加速度与位移的方向相反而与的方向可能相同也可能相反振动质点来回通过相同的两点间的时间相等即振动质点通过关于平衡位置对称的等长的两线段的时间相等即如图所示图简学习好资料 欢迎下载 1.机械波和光波都能发生干涉、衍射、多普勒效应等现象，是波特有的现象.偏振现象是横波的特有现象.要观察到稳定的干涉现象和明显的衍射现象需要一定的条件.2.机械波的干涉图样中，实线和实线的交点、虚线和虚线的交点及其连线为振动加强处；实线和虚线的交点及其连线处为振动减弱处.振动加强点有时位移也为零，只是振幅为两列波的振幅之和，显得振动剧烈.3.光的双缝干涉条纹间距 xld：(1)l、d相同时，x，可见光中

16、的红光条纹间距最大，紫光最小；(2)间隔均匀，亮度均匀，中央为亮条纹；(3)如用白光做实验，中间为白色，两边为由紫到红的彩色.4.光的干涉现象：薄膜干涉(油膜、空气膜、增透膜、牛顿环)；光的衍射现象：圆孔衍射、泊松亮斑.四、板书设计 1、机械振动 2、机械波 3、光的折射和全反射 4、电磁波和光的几种特有现象 五、作业布置 完成选考部分（2）的课时作业 六、教学反思 借助多媒体形式，使同学们能直观感受本模块内容，以促进学生对所学知识的充分理解与掌握。采用启发、诱思、讲解和讨论相结合的方法使学生充分掌握知识。进行多种题型的训练，使同学们能灵活运用本节重点知识。频率及其相互关系掌握光的折射和全反射学会解决电磁波和光的几种特有现象二课时安排课时三教学过程典例精讲高考题型一机械振动例山东理综如图所示轻弹簧上端固定下端连接一小物块物块沿竖直方向做简谐运动以竖直向上为的大小以下判断正确的是双选填正确答案标号图简谐运动的周期是内物块运动的程是时物块与小球运动方向相反解析时物块的位移为则对小球解得选项正确简谐运动的周期是选项正确内物块运动的程是选项错误学习好资料欢迎下载在关于平衡位置对称的两点的大小均相等其中回复力加速度与位移的方向相反而与的方向可能相同也可能相反振动质点来回通过相同的两点间的时间相等即振动质点通过关于平衡位置对称的等长的两线段的时间相等即如图所示图简