高考物理冲刺提分宝典 波动问题

高考物理冲刺提分宝典 波动问题内容摘要：

1、1第五讲 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 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 1 如图 5质量为 M 的无底的木箱顶部用一轻弹簧悬挂质量均为 的 A、B 两物体，箱子放在水平面上， 2、m)(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、 B、C、 D、2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 的加速度，当 A 运动到最高点时具有向下的大小为 的加g 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，选 A。 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 2 如图 5一水平轨道 B 点处与半径R=160m 的光滑弧形轨道 切，一质量为 M=木块静止 3、于 B 处，现有一颗质量为 的子弹以水平速度从左边射入木块且未穿出，如图所0示，已知木块与该水平轨道的动摩擦因数 ， ，试求子弹射入木块后，5.2/10块需经多长时间停止。 )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(02子弹和木块在光滑弧形轨道 的运动可看作简谐运动， ，82，子弹在水平轨道上作匀减速运动加速度 ，42/1 2/5)/(， 1(2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 3 如图 5列横波沿 轴传播，波速。 当位于 4、 处的 A 质点在 轴上方的最大位移处时，位 处的质点恰好在平衡位置，且振动方向沿 轴负62 这列波的频率。 设波沿 轴正方向传播，当波长最长时，A 、B 之间的波形如图 5，由波的 ，由 得 ， ；同理波沿4(50,210轴负方向传播，当波长最长时，A 、B 之间的波形如图 5，有 ，x (5,210 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 4 某质点在坐标原点 O 处做简谐运动，其振幅是 动周期为 动在介质中沿 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，立即停止振动，则停止振动后经过 间的波是图 5的（ 5、 ）解 由题意得，振动在介质中沿 轴正向直线传播，且开始振动时方向向上，由此可知介于振动周期为 立即停止振动，所以形成的是半个波长的脉冲，波形一定在 轴上方，形沿 轴正方向平移半个波长即 形不变，故选 B。 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3向均应向上，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 5 振幅是 2一列简谐波，以 12m/s 的速度沿 轴正方向传播，在传播方向上、B 两质点，A 的平衡位置 ，B 的平衡位置。 已知 A 在最大位移时，B 正在平衡位置处向 方向运动，试求这列波的频率的值。 y解 当 A 6、 在正向最大位移处时，距离最少为 ，考虑波动空间的周期性，应43有 ，即有 =6，根据 知：),210)(43(n同理，当 A 在正向最大位移处时，距离最少2/ 考虑波动空间的周期性，应有 ，即有 =6，1 ),210)(4(n41： ；因此这列波的频率值为210)4(2/ 3(2/ ),()(/ 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 6 如图 5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 2在图示范围内振幅不变）。 波速为 2m/s，波长为 点是 线和 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 4t=， E 点离平衡位置的位移大小 2A、C 两点均波峰与波谷叠加，使振动减弱，故 A 正确。 E 点为 线的交点，它到波峰 波谷 离相等，因两列波传播速率相等，故将同一时刻在 E 点振动减弱，B 错；B 、D 两点均为加强点其振幅均为 4此时两点的高度差 8 错。 波的周期 T=t=，t=0 时，E 点处于平衡位置，经 T/4 周期，其位移大小为 4 D 错。 应选 A。 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。