专题14　机械振动和机械波-高三物理二轮复习（命题规律+知识荟萃+经典例题+精选习题）(江苏专用)

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专题14 机械振动和机械波
【命题规律】
1.命题角度：
（1）机械振动；
（2）机械波；
（3）振动图像与波的图像的综合应用.
2.常考题型：选择题或计算题
【知识荟萃】
★考向一、机械振动
1.两种模型
（1）弹簧振子模型（水平弹簧振子、竖直弹簧振子、斜面弹簧振子）；
（2）单摆模型.
2.简谐运动具有对称性和周期性
（1）位移x、回复力F、加速度a、速度v都随时间按“正弦”或“余弦”规律变化，它们的周期均相同；
（2）振动质点来回通过相同的两点间所用时间相等；
（3）振动质点关于平衡位置对称的两点，x、F、a、v、动能Ek、势能Ep的大小均相等，其中F、a与x方向相反，v与x的方向可能相同也可能相反.
3．简谐运动的规律
4.简谐运动的应用——单摆
单摆周期表达式：T＝2πeq \r(\f(l,g)).
5.注意
（1）弹簧振子的回复力不一定等于弹簧的弹力.
（2）单摆的周期与摆球的质量和振幅无关.
★考向二、机械波
1.波的传播问题
（1）沿波的传播方向上各质点的起振方向与波源的起振方向相同.
（2）介质中各质点在平衡位置附近振动，但并不随波迁移.
（3）沿波的传播方向上波每个周期传播一个波长的距离.
（4）在波的传播方向上，平衡位置间的距离为nλ（n＝1，2，3…）的质点，振动步调总相同；平衡位置间的距离为（2n＋1）eq \f(λ,2)（n＝0，1，2，3…）的质点，振动步调总相反.
2.波的传播方向与质点振动方向的互判方法
（1）“上下坡”法；
（2）“同侧”法；
（3）“微平移”法.
3.波长、波速和频率的关系
（1）v＝λf或v＝eq \f(λ,T).
（2）波速v： 由介质本身的性质决定.
（3）频率f：由波源决定，等于波源的振动频率.
4.波的多解问题
（1）波的图像的周期性：相隔时间为周期整数倍的两个时刻的波形相同，从而使题目出现多解的可能.
（2）波传播方向的双向性：在题目未给出波的传播方向时，要考虑到波可沿正向或负向传播.
5.波的叠加问题
（1）两个振动情况相同的波源形成的波，在空间某点振动加强的条件为Δx＝nλ（n＝0，1，2，…），振动减弱的条件为Δx＝（2n＋1）eq \f(λ,2)（n＝0，1，2，…）.两个振动情况相反的波源形成的波，在空间某点振动加强的条件为Δx＝（2n＋1）eq \f(λ,2)（n＝0，1，2，…），振动减弱的条件为Δx＝nλ（n＝0，1，2，…）.
（2）振动加强点的位移随时间而改变，振幅为两波振幅的和A1＋A2.
★考向三、振动图像与波的图像的综合应用
巧解振动图像与波的图像综合问题的基本方法
【经典例题】
【例题1】如图所示，一列沿x轴负方向传播的简谐横波，实线是在t=0时刻的波形图，虚线是这列波经△t=0．2s的波形图，T