高考物理易错题解题方法大全 机械振动与机械波

高考物理易错题解题方法大全 机械振动与机械波内容摘要：

1、高考物理易错题解题方法大全（6）机械振动与机械波例 46、如图所示，某质点在 M、N 两点间沿直线做简谐运动，O 点为平衡位置，振幅为 A，设向右为正方向，则下列说法中正确的是（ ）A. 质点由 M 运动到 N 点时位移 2质点由 M 运动到 N 点时位移 质点由 N 运动到 M 点时位移质点由 N 运动到 M 点时位移解分析】:根据位移的定义：由出发点指向终点的有向线段。 所以答案是 题指导】:【答案】:析】：机械运动的位移与运动学中的位移是两个含义不同的物理概念，在运动学中， “位移”是指起点指向终点的有向线段；而机械运动中的“位移”是由平衡位置指向物体所在位置的有向线段，即相对平衡位置的位 2、移。 根据机械运动中位移概念可知，无论质点从哪一点开始运动，当质点到达 N 点时位移均为 A，当质点到达 M 点时位移均为习 46、关于做简谐运动物体的位移、回复力所产生的加速度和速度的关系，下列说法正确的是（ ）A. 位移减小时，加速度减小，速度增大B. 位移的方向总跟加速度的方向相反，跟速度方向相同。 C. 物体的运动方向指向平衡位置时，速度方向跟位移方向相同D. 物体的运动方向改变时，加速度的方向不变。 例 47、一个质点在平衡位置 O 点附近做简谐运动，若从 O 点开始计时，经过 3s 时第一次经过某点，再继续运动，又经过 2s 它第二次经过该点，则质点第三次经过该点时还需的时间是（ ）A8 3、s B44s D 解分析】:错解：作图如右图。 O 为平衡位置，最大位移处，假设 M 点为题中的“某点”。 则根据题意有 S MBM 时间为 2S，根据对称性有S，S；于是有 S，则周期 T=16S。 当质点再次经过 M 点时是指MOAOM,时间间隔为 3+4+4+3=14S。 所以选 C。 该题解题过程并没有错误，只是解题不完全，这是一个多解题。 质点第一次经过 M 点，可能是向右运动，同样也可能向左运动。 所以少一解。 【解题指导】:【答案】:析】：作图如右图。 O 为平衡位置，最大位移处，假设 M 点为题中的“某点”。 若开始时是从左向右运动。 则根据题意有 S MBM 时间为 2S，根据对称性有S，S； 4、于是有 S，则周期 T=16S。 当质点再次经过 M 点时是指MOAOM,时间间隔为 3+4+4+3=14S。 所以选 C。 若开始时是从右向左运动。 则根据题意有 OAOM=3S MBM 时间为 2S，设 t，则根据对称性有(t+1)2+t=3，求得 t= 周期。 当质点再次经过 M 点时是指 MOAOM,时间间隔为。 所以选 D。 练习 47、一弹簧振子做简谐运动，周期为 T，下列说法正确的是（ ）A. 若 t 时刻和 t+t 时刻振子运动位移的大小相等，方向相同，则t 一定等于 T 的整数倍B. 若 t 时刻和 t+t 时刻振子运动速度的大小相等，方向相反，则t 一定等于 T/2的整数倍C. 若t 5、=T，则在 t 时刻和 t+t 时刻振子运动的加速度一定相等D. 若t=T/2，则在 t 时刻和 t+t 时刻弹簧的长度一定相等例 48、如图均匀小球做单摆运动，平衡位置为 O 点，最大位移处，于 O 点对称。 则下列说法错误的是（ ）A. 小球受重力、绳子拉力和回复力。 B. 小球所受的合外力就是单摆的回复力C. 小球在 O 点时合外力为 0 D. 小球经过 M 点的振幅与小球在 N 的振幅大小相等、方向相反。 E. 小球在 点不受绳子拉力。 【错解分析】:错解：没有理解回复力是效果力，认为物体受三个力，重力、绳子拉力M 为 A 正确，所以没有选 为 B 正确，所以没有选择 为平衡位置物体所受的合外 6、力为 0，认为 C 正确，所以没有选择 为 D 正确，所以没有选择 D。 没有仔细分析运动，认为在 单摆不做圆周运动，不需要向心力，绳子拉力为 0，所以认为 E 正确，没有选择 E。 【解题指导】:【答案】:析】：回复力是效果力，受力分析时只分析按性质分的力，每个力必须捞到对应的施力物体。 物体只受两个力：重力、绳子拉力。 A 错；回复力的大小为振动方向上的合外力，对于单摆，它是重力沿运动方向的分力。 因为小球做的是圆周运动，所以法向合外力等于向心力，B 错；平衡位置是指回复力为 0 的位置，但合外力不一定是 0。 比如在单摆 O 点，回复力为 0，但由于在做圆周运动，所以法向合外力是指向圆心的，C 错； 7、振幅是标量，没有方向，不是位移，它是一个固定的值。 C 错。 在最大位移处，小球不做圆周运动，法向合外力为 0，所以绳子拉力等于重力在法向的分力。 不是没有力，所以 E 也错，选 E。 练习 48、水平弹簧振子，每隔时间 t，振子的位移总是大小和方向都相同，每隔 2子的速度总是大小相等，方向相反 ，则有（ ）例 49、在一个单摆装置中，摆动物体是一个装满水的空心小球，球的正下方有一小孔，当摆开始以小角度摆动时，让水从球中连续流出，直到流完为止，由此小球的周期将（ ）A保持不变 B逐渐减小C 先增大后减小 D先减小后增大【错解分析】:错解：死记周期公式，没有理解公式中的 l 含义，所以选择 A；没有记住 8、公式，直觉质量减小，周期减小，选择 B。 【解题指导】:【答案】:C【解析】：单摆小角度振动，做简谐运动的周期为 ，式中的 l 为摆长，其值为悬点到摆动物体重心间的距离。 当小球装满水时，重心在球心，水流完后，重心也在球心，但水在流出的过程中，重心是在下降，因此在水的整个流出过程中，重心位置先下降后上升，摆长 l 先增大后减小，周期 T 先增大后减小。 选择 C。 练习 49、如图,一个半径为 R 的圆弧形光滑轨道竖直放置，今有两个质点 从圆心处自由下落，空气阻力不计，同时从非常接近 O 点的位置 P 由静止释放，试问：A 与 点例 50、将一秒摆（周期为 2S）置于沿一圆形轨道绕地球运动的人造地球卫 9、星中，若卫星的轨道半径为地球半径的 2 倍，则秒摆的周期将变为（ ）A4S B S D 无限大【错解分析】:错解：因为卫星距离地心距离为 2 倍地球半径，所以卫星中重力加速度是地球表面重力加速度的 1/4，根据单摆周期公式 ，有 g 为原来 1/4，则周期为原来 2 倍。 所以选择 A。 【解题指导】:【答案】:D【解析】：公式中的 g 应该为等效重力加速度，并不是当地真实的重力加速度，所以思路错误。 本题中单摆在太空中，处于完全失重状态，等效加速度为 0，单摆失去回复力，不能再做振动，所以周期无限大。 练习 50、一小球用长为 l 的细绳系于与水平面成 角的光滑斜面内，小球呈平衡状态，若使细线偏离平 10、衡位置，且偏角 5，然后将小球由静止释放，则小球第一次运动到最低点所需的时间 t 为多少。 B 1、一个弹簧振子，第一次被压缩 x 后释放做自由振动，周期为 二次被压缩 2期为 两次振动周期之比 2为（ ）A11 B12C21 D14【错解分析】错解：压缩 x 时，振幅为 x，完成一次全振动的路程为 4x。 压缩 2x 时，振幅即为 2x，完成一次全振动的路程为 8x。 由于两种情况下全振动的路程的差异，第二次是第一次的 2 倍。 所以，第二次振动的周期一定也是第一次的 2 倍，所以选 B。 上述解法之所以错误是因为把振子的运动看成是匀速运动或加速度恒定的匀加速直线运动了。 用了匀速或匀加速运动的规律。 说 11、明这些同学还是没有掌握振动的特殊规律。 【解题指导】:【答案】:A【解析】：事实上，弹簧振子的振动的周期只由自身因素决定，由弹簧振子的质量 k 决定的，而与形变大小、也就是振幅无关。 所以只要弹簧振子这个系统不变（m，k 不变） ，周期就不会改变，所以正确答案为 A。 练习 51、一个单摆，如果摆球的质量增加为原来的 4 倍，摆球经过平衡位置时的速度减为原来的 21，则单摆的（ ）A频率不变，振幅不变 B频率不变，振幅改变C频率改变，振幅不变 D频率改变，振幅改变例 52、一个做简谐运动的弹簧振子，周期为 T，振幅为 A，设振子第一次从平衡位置运动到 x=A/2 处所经的最短时间为 一次从最大正位 12、移处运动到 x=A/2 所经最短时间为 于 下说法正确的是（ ）At 1t 2 Bt 1t 2Ct 1t 2 D无法判断【错解分析】:错解：两次运动的距离均为振幅的一半，周期为 T，两次时间均是 T/4,所以两次时间相等，选 A。 振子从平衡位置向 x=A/2 处运动时，回复力小，加速度也小；从最大位移处到 x=A/2处回复力大，加速度也大，所以前面时间大，后面时间小。 选 C。 因为振子做的是加速度变化的运动，所以无法判断。 选 D【解题指导】:【答案】:B【解析】： 振子由平衡位置向最大位移处运动的过程中做的是加速度增大的减速运动，主要考虑的是速度特点。 速度越来越小，相同位移，前半段平均速度大，后 13、半段平均速度小，所以前半段时间少，后半段时间多。 选择 2、套在光滑杆上的水平弹簧振子以 O 点为平衡位移在 做简谐运动，其周期为 球由 O 点向右第一次到达 点所需的时间是多少。 例 53、关于简谐机械波在给定的介质中传播，下列说法正确的是（ ）A. 波速与频率成正比，与波长成正比B. 振幅越大，波速越大C. 在一个周期内，振动的质点走过的路程等于一个波长D. 周期越大，波长越大【错解分析】:错解：根据公式 ，于是有波速与波长成正比，与波长成正比，选 以选择 C【解题指导】:【答案】:D【解析】：机械波的速度由介质决定，频率由波源决定，波长由波速及频率共同决定，所以 A 错了。 波速不是由波长和频 14、率决定的。 波速与振幅没有关系。 质点不随波而迁移，只是在平衡位置上下振动。 由 有 v 由介质决定，对于一确定的介质，v 不变，所以 T 越大，波长越大，D 正确。 练习 53、一列简谐横波沿 x 轴正方向传播，某时刻的波形如图所示，下列说法正确的是（ ）A. 由波形图可得该波的波长B. 由波形图可得该波的周期C. 经过 1/4 周期后，质点 P 运动 3 4 5 6 7P 经过 1/4 周期后，质点 R 的速度变为 0例 54、一简谐波的波源在坐标原点 o 处，经过一段时间振动从 o 点向右传播 20 Q 点，如图所示，P 点离开 o 点的距离为 30判断 P 质点开始振动的方向。 【错解分析】:错解：从图看 差 21，波再前传播 21就到达 P 点，得到如图所示的波形图。 所以可判定，P 点开始振动的方向是沿 y 轴正方向（即向上）。 错误的主要原因是把机械波的图象当成机械振动图象看待。 机械波向前传播时应该把整个波往前平衡，而不是接着原来的波形往后续画波形。 【解题指导】:【答案】:向下【解析】：研究波的传播时，可以把整个波形沿传播方向平移即可，本题中将波形平。