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成考高起点物理复习资料:机械运动、机械波

时间:2014-09-28 15:18:30  来源:  作者:

一、首要内容

  本章内容包含机械振荡、回复力、振幅、周期、频率、简谐振荡、受迫振荡、共振、机械波、波长、波速、横波、纵波、波的干与和衍射等根本概念,以及单摆振荡的周期规则、简谐运动的图画、简谐运动中的能量转化规则、波的图画、波长和频率与波速之间的联络等规则。

  二、根本办法

  本章中所涉及到的根本办法有:因为振荡和动摇的运动规则较为杂乱,且限于中学数学常识的水平,因而对于这部分内容不可能像研讨直线运动、平抛、圆周运动那样从运动方向动身描绘和研讨物体的运动,而是利用图象法对物体做简谐运动的运动规则及振荡在介媒中的传达进程进行描绘与研讨。图画法具有形象、直观等优点,其间包含有丰厚的物理信息,在学习时同学们要注意加以领会;别的,在研讨单摆振荡的进程中,对于单摆所受的回复力特色的剖析,采取了小摆角的近似的处置,这是一种理想化物理进程的办法。

  三、错解剖析

  在本章常识应用的进程中,初专家常犯的过错首要表如今:对于诸如机械振荡、简谐运动、受迫振荡、共振、阻尼振荡、等幅振荡等很多的有关振荡的概念不能深入的了解,然后造成混杂;不能从本质上把握振荡图象和波的图象的区别和联络,这首要是因为振荡的图象与波的图象形式上十分相似,一些学生只注目的象的形状,而疏忽了图象中坐标轴所表明的物理意义,因而造成了将两个图象相混杂。别的,因为一些学生对波的构成进程了解不行深入,致使对于波在传达进程中时间和空间的周期性不能真实的了解和把握;因为干与和衍射的发作条件、发生的表象较为笼统,所以一些学生不能精确地把握相关的常识内容,表现为抓不住表象的首要特征、发生的条件混杂不清。

  例1 一个绷簧振子,首次被紧缩x后开释做自在振荡,周期为T1,第2次被紧缩2x后开释做自在振荡,周期为T2,则两次振荡周期之比T1∶T2为 [ ]

  A.1∶1 B.1∶2

  C.2∶1 C.1∶4

  「错解」 紧缩x时,振幅为x,完结一次全振荡的旅程为4x.紧缩2x时,振幅即为2x,完结一次全振荡的旅程为8x.因为两种情况下全振荡的旅程的区别,第2次是首次的2倍。所以,第2次振荡的周期必定也是首次的2倍,所以选B.

  「错解缘由」 上述解法之所以过错是因为把振子的运动看成是匀速运动或加快度稳定的匀加快直线运动了。用了匀速或匀加快运动的规则。阐明这些同学仍是没有把握振荡的特别规则。

  「剖析回答」 事实上,只需是自在振荡,其振荡的周期只由本身要素决议,对于绷簧振子而言,便是只由绷簧振子的质量m和绷簧的劲度系数k决议的,而与形变巨细、也便是振幅无关。所以只需绷簧振子这个体系不变(m,k不变),周期就不会改动,所以准确答案为A.

  「剖析」 本题给出的错解是初专家中最常见的过错。发生这一过错的缘由是习惯于用旧的思想形式剖析新疑问,而不长于捉住新疑问的详细特色,这反映了学习的一种思想定势。只要长于承受新常识、新办法,并将其运用到实际疑问中去,才干开阔咱们剖析、解决疑问的思路,避免思想定势。

  例2 一个单摆,假如摆球的质量增加为本来的4倍,摆球经过平

  A.频率不变,振幅不变 B.频率不变,振幅改动

  C.频率改动,振幅不变 D.频率改动,振幅改动

  「错解」 错解一:因为单摆的周期(频率)是由摆长l和当地重

  变(指平衡位置动能也便是最大动能),由机械能守恒可知,势能也不变。所以振幅也不变,应选A.

  而振幅与质量、速度无关(由上述理由可知)所以振幅不变,应选C.

  错解三:以为频率要改动,理由同错解二。而对于振幅的改动与否,除了错解一中所示理由外,即总能量不变,而因为重力势能EP=mgh,EP不变,m变为本来的4倍,h必定变小了,即上摆到最高点的高度下降了,所以振幅要改动,应选D.

  「错解缘由」 此题首要考察决议单摆频率(周期)和振幅的是什么要素,而题中供给了两个变化要素,即质量和最大速度,究竟频率和振幅与这两个要素有没有联络。若有联络,有什么联络,是应该弄清楚的。

  而错解二和错解三中都以为频率不变,这是因为为不清楚决议单摆的要素是摆长l和当地重力加快度g,而与摆球质量及运动到最低点的速度无关。

  错解二中对于频率不变的判别是准确的,过错出如今后半句的定论上。判别只从能量不变去看,当E总不变时,EP=mgh,m变大了,h必定变小。阐明有些同学思考疑问仍是不行全部。

  「剖析回答」 (1)实际上,经过试验咱们现已了解到,决议单

  单摆的周期与质量无关,与单摆的运动速度也无关。当然,频率也与质量和速度无关,所以不能选C,D.

  (2)决议振幅的是外来要素。反映在单摆的运动中,能够从能量去观察,从上面剖析咱们知道,在平衡位置(即最低点)时的动能EK

  的重力势能也不变。可是因为第2次摆的质量增大了(实际上单摆现已成为另一个摆动进程了),势能EP=mgh不变,m大了,h就必定变小了,也便是说,振幅减小了。因而准确答案应选B.

  「剖析」 本题的剖析回答提示咱们,一是思考要全部,本题中m,v两要素的变化对断定的单摆振荡究竟会发生如何的影响,要进行全部剖析;二是剖析疑问要有充沛的理论依据,如本题中决议单摆振荡的频率

  例3 如图6-1所示,润滑圆弧轨迹的半径为R,圆弧底部中点为O,两个相同的小球分别在O正上方h处的A点和离O很近的轨迹B点,现一起开释两球,使两球正好在O点相碰。问h应为多高?

  「错解」 对B球,可视为单摆,延用单摆周期公式可求B球抵达O点的时间:

  对A球,它做自在落体运动,自h高度下落至O点

  「错解缘由」 上述答案并没有完全错,剖析进程中有一点没有思考,便是振荡的周期性,因为B球在圆形轨迹上自B点开释后能够做往

  上述回答漏掉一些解,即上述回答仅仅多个回答中的一个。

  对B球振荡周期

  抵达O点的时间为

  显然,前面的解仅仅是当n=0时的其间一解罢了。

  「剖析」 在解决与振荡有关的疑问时,要充沛思考到振荡的周期性,因为振荡具有周期性,所以此类疑问通常答案不是一个而是多个。


 

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