物理练习部分高中一年级第二学期.pdf

未经允许，不得翻印未经允许，不得翻印书 书 书高级中学课本物 物 物 物 物 物 物 物 物 物 理 理 理 理 理 理 理 理 理 理练习部分高中一年级第二学期（试用本）上海科学技术出版社未经允许，不得翻印书 书 书前言本练习部分是与高级中学课本物理（高中一年级第二学期）（试用本）配套使用的课内外练习，它与课本构成一个整体课本内不再配置练习课程标准指出：“物理练习的目的主要是，打好基础，促进发展，改进教学，帮助学生理解知识、掌握技能、形成能力和健全品格，从而打下坚实的基础，促进学生的终身发展”课程标准还指出：“要纠正训练内容重知识轻能力、重结论轻过程、重演绎轻归纳、重理论轻实践的倾向”总之，练习具有巩固所学知识，发展学习能力的重要作用，希望同学们在进行练习时要认真作业，独立思考，克服困难，严格要求，从中获得成功的乐趣本练习部分按基础型课程课本的篇、章、节的内容编排，每节内容都对应一个练习，可供学习时同步使用每章还有一套“本章自测”题，每篇还有一套“测试”题每一节的练习一般包括五个部分：一、学习要求：课程标准对本节内容提出的学习目标二、要点辨析：对重要概念和规律进行分析指导，以帮助同学加深理解三、例题分析：在课本示例的基础上再补充一两个例题，指导解题应用四、基本训练：本部分包含两个层次的练习题，其中组是比较简单、基本的练习题，组是能力要求稍高的练习题，供同学有选择地使用五、学生实验：对本节内容涉及的学生实验要求能按规定的步骤进行实验操作，通过观察、记录、数据处理，得出实验结果和结论本书应根据学生的情况有选择地使用，不是每道题、每位学生都必须完成的其中一部分最基本的问题，可在课内作为随堂练习使用；另一部分可布置为家庭作业在课外完成；还有一部分可在习题课或复习课中使用；个别能力要求较高或打“”号的习题，供部分学有余力、对物理有兴趣的同学选做上海市中学物理教材编写组 年 月未经允许，不得翻印目录第四章周期运动本章学习提要犃匀速圆周运动一、学习要求二、要点辨析三、例题分析四、基本训练组组犅角速度与线速度的关系一、学习要求二、要点辨析三、例题分析四、基本训练组组犆机械振动一、学习要求二、要点辨析三、例题分析四、基本训练组组 犇机械波的产生 一、学习要求 二、要点辨析 三、例题分析 四、基本训练 组 组 犈机械波的描述 一、学习要求 二、要点辨析 未经允许，不得翻印三、例题分析 四、基本训练 组 组 本章自测 第一篇机械运动测试题 櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆殰殰殰殰第二篇能量与能量守恒第五章机械能 本章学习提要 犃功 一、学习要求 二、要点辨析 三、例题分析 四、基本训练 组 组 犅功率 一、学习要求 二、要点辨析 三、例题分析 四、基本训练 组 组 犆动能 一、学习要求 二、要点辨析 三、例题分析 四、基本训练 组 组 犇重力势能 一、学习要求 二、要点辨析 三、例题分析 四、基本训练 组 未经允许，不得翻印组 犈功和能量变化的关系 一、学习要求 二、要点辨析 三、例题分析 四、基本训练 组 组 犉机械能守恒定律 一、学习要求 二、要点辨析 三、例题分析 四、基本训练 组 组 五、学生实验 实验六用 研究机械能守恒定律 本章自测 第六章分子和气体定律 本章学习提要 犃分子阿伏加德罗常数 一、学习要求 二、要点辨析 三、例题分析 四、基本训练 组 组 五、学生实验 实验七用单分子油膜估测分子的大小 犅气体的压强与体积的关系 一、学习要求 二、要点辨析 三、例题分析 四、基本训练 组 组 五、学生实验 实验八用 研究温度不变时，一定质量的气体压强与体积的关系 未经允许，不得翻印犆气体的压强与温度的关系 一、学习要求 二、要点辨析 三、例题分析 四、基本训练 组 组 犇压缩气体的应用 一、学习要求 二、要点辨析 三、例题分析 四、基本训练 组 组 本章自测 未经允许，不得翻印书 书 书第四章檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵殝殝殝殝周 期 运 动 匀速圆周运动的特点 描述圆周运动快慢物理量的物理意义，它们的定义、符号和单位 描述圆周运动快慢物理量间的关系，运用这些关系进行简单计算 质点做匀速圆周运动的原因 机械振动的产生原因、运动过程，以及描述机械振动的物理量 机械波的产生和描述周期运动是一种普遍的运动形式，它比前面学过的直线运动复杂，但仍需要以直线运动的知识为基础学习本章时要把握周期运动的基本特征 周期性，同时要注意描述周期运动的物理量与描述直线运动的物理量既有联系又有区别本章的学习重点是圆周运动、机械振动和机械波这三种周期运动，难点是理解机械振动和机械波的关系通过学习进一步认识用比值定义物理量，用图像描述物理规律的方法通过探究活动，激发对科学的兴趣和感情本章学习提要犃匀速圆周运动一、学习要求理解圆周运动、匀速圆周运动、线速度、角速度等概念会用线速度、角速度公式进行计算知道线速度、角速度都是用来描述圆周运动快慢的物理量，理解描述直线运动快慢与描述圆周运动快慢物理量的区别进一步运用比较快慢的方法，在通过自主实验建立线速度概念的过程中，了解圆周运动与生活、生产的联系二、要点辨析 曲线运动和圆周运动的关系曲线运动是质点运动轨迹为任意曲线的运动，曲线运动是相对直线运动而言的，也就是说我们只根据运动轨迹的形状来区分曲线运动和直线运动很明显，曲线运动包含圆周运动，或者说圆周运动是曲线运动的特例因此圆周运动具有一切曲线运动的特点，例如：做圆周运动的质点速度方向不断改变，而且总是沿着切线方向；圆周运动是加速度不为零的运动；做圆周运动的质点一定受到合外力的作用等当然，一般的曲线运动和圆周运动也有某些不同，例如圆周运动有一个确定的轨道圆心，而任意曲线运动没有确定的轨道圆心；在匀速圆周运动中，加速度与合外力都指向圆心，任意曲线运动的加速度与合外力的变化情况就比较复杂 线速度与角速度的比较线速度与角速度都是描述圆周运动快慢的物理量，但描述的内容不同线速度表示单位时间内质点运动所经过的圆弧的长度，角速度表示单位时间内质点所在的半径转过的角度这两种表示方法从不同的视角描述圆周运动的快慢，在理论与实践中都是很有用的我们把建立在长度基础上的物理量，如速度、速率、线速度、加速度叫做线量；建立在角度基础上的物理量，如弧度、角速度叫做角量除了以上区别外，线速度与角速度的单位也是不同的未经允许，不得翻印书 书 书 考察物理现象的方法研究物理现象就像研究其他问题一样，也应该全方位、多视角进行考察例如要比较月亮绕地球和地球绕太阳运动的快慢，我们既要用线速度来比较，又要用角速度来比较，而比较的结果却不同对同一物理现象，从不同角度去考察，可以得出不同的结论，这是我们经常遇见的情况例如，同一个物体是运动或者静止、运动方向如何、运动快慢如何、运动轨迹如何，不同参考系的观察者可得出完全不同的答案，而这些完全不同的答案都是正确的由此可知，任何一个判断和结论都不能离开实际的条件，具体情况具体分析，这是我们学习和研究物理现象的重要方法，也是研究其他问题的重要方法三、例题分析例图 中所示是篮球比赛专用计时器，请你根据图中提供的信息，计算计时器正常工作时指针图 转动的角速度分析题文中没有提供任何数字，但我们可以从图中找到资料该计时器没有时针，只有分针和秒针，而且按倒计时方式工作分针转一圈用 ，秒针转一圈用 解答由角速度的定义式，可得分针的角速度狋 ，秒针的角速度狋 四、基本训练犃组 关于匀速圆周运动，下列不正确的说法是（）（）匀速圆周运动是速度不变的运动（）匀速圆周运动是速度不断变化的运动（）做匀速圆周运动的物体所受合外力一定不为零（）匀速圆周运动也是曲线运动 举出三个与圆周运动有关的体育运动项目 飞机在空中与水平面平行的平面上做匀速圆周运动，圆周半径为 如果飞机的线速度是，则飞机绕一圈要多少时间？飞机的角速度是多大？根据本章教材开始提供的数据，估算上海锦江乐园“摩天轮”在正常运行时，轿厢内游客的角速度和线速度未经允许，不得翻印图 钟表的时针、分针和秒针的针尖都可认为在做匀速圆周运动，它们的角速度之比是图 中秒针针尖到转轴的距离是，它转一周经过的路程是，它的线速度大小是 直径为 的旋转餐厅缓慢转动一周需 ，则离窗边的顾客的线速度大小为，坐在窗边的顾客的线速度大小为，他们的角速度之比为 我国发射的第一颗人造地球卫星“东方红一号”绕地球近似做匀速圆周运动一周所需时间为 ，离地面平均高度是 计算卫星环绕地球运行时线速度的大小和角速度的大小（地球半径为 ）请你利用表格，对线速度和角速度的定义、定义式、单位等作出比较犅组图 对于一个匀速转动的物体，下面说法中正确的是（）（）物体上任何一点的线速度不变（）物体上不同点的线速度的大小都不同（）物体上任何一点的角速度大小都不变（）物体上不同的点角速度的大小都不同 如图 所示，一个圆环以直径犃犅为轴做匀速转动，则环上犘、犙两点的角速度大小之比犘犙 地球可以看作一个球体，则在上海地面的物体随地球自转的角速度为 一个半径为的定滑轮，绕有多圈细绳，细绳的一端固定在定滑轮上，另一端与重物相连，如图 所示设重物以的加速度由静止匀加速下落，当重物下落距离为时，求滑轮边上一点转图 动的线速度和滑轮转过的周数未经允许，不得翻印犅角速度与线速度的关系一、学习要求在学习线速度、角速度的基础上，进一步理解周期、转速也可以描述圆周运动的快慢理解周期、转速的意义及单位，理解线速度、角速度、周期、转速之间的关系，会用相应的关系式，如狏 狉，犜狉狏，狀狏狉犜等进行计算通过对“自行车中的圆周运动”的探究活动，感受科学探究的基本步骤，懂得合作的重要性二、要点辨析 描述圆周运动快慢的物理量之间的关系描述圆周运动快慢有四个物理量，它们是角速度、周期犜、转速狀和线速度狏其中，角速度、周期、转速三个物理量既可以描述物体的转动快慢，又可以描述质点的圆周运动快慢，而线速度通常只能描述质点做圆周运动的快慢，不能描述物体转动的快慢这些物理量的关系是狏狉，犜狉狏，狀狏狉犜 区分匀速圆周运动中的变量、不变量和常量在众多的物理量中我们要善于区别哪些是变量，哪些是不变量，哪些是常量，这对我们分析和解决物理问题是至关重要的由于物质世界在不断变化和运动，所以反映物质世界特征的大多数物理量都是随时间和空间而变化的，也就是说大多数物理量都是变量但是在一定条件下，或者根据研究问题的需要，我们可以假定某些量不变，在这个研究过程中这些量就成为不变量例如，在研究圆周运动时，如果要考察半径狉不变时，角速度与线速度狏的关系，那么半径狉就是不变量，角速度与线速度狏就是变量如果要考察一个物体转动时其上各点的线速度狏与半径狉的关系，那么角速度就是不变量，线速度狏与半径狉就是变量再如，一般情况下，重力加速度犵可以认为是一个不变量，甚至可以取值犵；但当我们要研究重力加速度与高度和纬度的关系时，重力加速度犵就是一个变化量所谓“控制变量法”，就是创造条件，使某些物理量保持不变，再来研究其他变量关系的方法在任何情况下都保持不变的少数的物理量被叫做物理常量或物理常数，如真空中的光速犮、电子电荷量犲等 注意公式狏狉中各量比例关系成立的条件在高中物理中经常要用到物理量之间的比例关系，但要注意比例关系成立的条件例如在公式狏狉中，我们说狏与成正比，或狏与狉成正比，或与狉成反比都是有条件的狏与成正比要求狉保持不变，即半径相同时角速度与线速度成正比；狏与狉成正比就要求保持不变，同一物体转动或不同物体以相同角速度转动都符合这个条件；与狉成反比要求线速度保持不变，录音磁带走带时就要满足这个条件如果没有任何条件，则公式狏狉中，三个量都在变化，就不存在正比或反比关系所以，分析物理问题时一定要考虑条件三、例题分析例单缸发动机的飞轮每分转 转，求：（）飞轮转动的周期与角速度未经允许，不得翻印（）若飞轮上某点离轴线的距离狉为，则该点的线速度是多少？解答（）由于飞轮每分转 转，转速狀 ，所以周期犜狀 ，而每转一周就是转过 ，因此飞轮转动的角速度犜狀 （）已知狉，因此该点的线速度狏狉 例地球可看成是半径为 的球体，北京的地理纬度大约是北纬 （图），则在北京地面上的物体随地球自转的线速度是多少？角速度是多少？（已知 ）图 分析地球绕地轴自转，地球上的物体随之做圆周运动，这些物体做圆周运动的角速度相同，但由于纬度不同，圆周运动的半径也不同，赤道处的半径最大，两极处半径为零轨道半径狉和地球半径犚的关系为狉犚 ，式中就是纬度，题中北京的纬度是 解答地球自转的周期犜 ，地球自转的角速度犜 ，北京地面物体的线速度狏狉犚 图 例如图 所示，犗、犗两轮依靠摩擦传动而不打滑，犗轮的半径是犗轮的倍犃、犅分别为大、小轮边缘上的点，犆为大轮上一条半径的中点试分别讨论犃、犅、犆三点的角速度、线速度的关系分析在研究物理量之间的关系时，先要抓住哪些量是相同的，哪些量是不同的，再比较不同量的大小解答图 中犗、犗两轮依靠摩擦传动而不打滑，就告诉我们两轮边缘上相互接触的两点，线速度一定相等，否则两轮就要打滑，由此推得犃点和犅点及轮缘上所有点的线速度相等，这与皮带传动、齿轮传动的情形有些类似而犆点的半径等于犃点半径的一半，犆点和犃点在同一物体上，角速度应该相同，所以犆点的线速度等于犃点线速度的一半再因犅点的半径是犃点半径的一半，而两者线速度相同，由狏 狉可得犅点的角速度等于犃点角速度的倍总结以上讨论可得所求关系狏犃狏犅狏犆，犅犃犆四、基本训练犃组 关于两个做匀速圆周运动的质点，正确的说法是（）（）角速度大的线速度一定大（）角速度相等，线速度一定也相等未经允许，不得翻印（）半径大的线速度一定大（）周期相等，角速度一定相等 在半径为 的圆形杂技场进行马术表演时，马沿着场地边缘奔跑，把马的运动看成是匀速圆周运动，马的线速度是，求马的运动周期、转速和角速度 砂轮机在磨削金属时，砂轮和金属的碎屑因摩擦产生的高温形成火星，你注意到火星沿什么方向飞行？如果砂轮的半径是，转速是 ，火星刚飞出时的速度是多少？砂轮上半径为处质点的角速度是多少？在一个匀速转动物体上，轴线外的各点都在做运动，描述各点运动快慢的物理量中相同的是，可能不同的是，只有相同的各点，描述运动快慢的物理量大小才都相同 若全自动洗衣机脱水时桶的转速为 ，桶的半径为，则桶壁任一点的角速度为 ，线速度为 传动机构就是传递运动、动力和能量的机构，机械传动的主要方式有齿轮传动、链传动、皮带传动，前两种传动依靠齿与齿、齿与链的啮合推力，后一种则依赖于摩擦力图 表示传动的原理和应用，请观察图片，举出三种传动方式的其他实例图 图 如图 所示为一皮带传动装置，右轮的半径为狉，犪是它边缘上的一点左轮是一个轮轴，轮半径为狉，轴半径为狉，犫点在轴上，到轴心的距离为狉，犮点和犱点分别在轴和轮的边缘若在传动过程中皮带不打滑，则正确结论是（）（）犪点与犫点的线速度大小相等（）犪点与犫点的角速度大小相等未经允许，不得翻印（）犪点与犮点的线速度大小相等（）犪点与犱点的角速度大小相等 三个在地球表面静止的物体犃、犅、犆分别放在北京、上海和广州，则它们角速度犃、犅、犆三者的大小关系是，线速度狏犃、狏犅、狏犆三者的大小关系是，周期犜犃、犜犅、犜犆三者的大小关系是犅组 如图 所示，有一个偏心轮绕犗点匀角速转动，犗点不在圆心，试找出偏心轮上：图（）位于轮缘线速度最大的点（）位于轮缘线速度最小的点（）线速度大小相同的点（）角速度相同的点 如图 所示，拖拉机前面导轮的半径狉只有后面主动轮半径犚的一半，则前后两轮边缘上点的线速度之比为，角速度之比为图 图 如图 所示为自行车传动部分示意图，犪为踏脚，犗犃为曲轴，犫为齿轮（牙盘），犱为齿轮（飞），犮为链条，犲为后轮（主动轮）已知犗犃，狉犫，狉犱，狉犲 如果传动过程中无打滑现象，当踏脚以每分 转的速度匀速转动时，自行车行进的速度为 机械手表中的分针与秒针可视为匀速转动请你仔细观察一下，分针与秒针从第一次重合至第二次重合，中间经历的时间最接近（）（）（）（）（）与分针位置有关的一个变量犆机 械 振 动一、学习要求知道机械振动、回复力，理解振动物体的位移、速度、加速度等概念；会用牛顿运动定律分析在一次全未经允许，不得翻印振动过程中质点的位移、回复力、速度、加速度的变化规律；学会运用时间的周期性和空间的对称性来分析物体的振动过程理解振动周期和频率是描述振动快慢的物理量，振幅是描述振动强弱的物理量理解弹簧振子振动的快慢是由弹簧振子本身结构所决定的，与振幅大小无关通过对振动过程的研究，认识分析物理过程的方法，感悟振动知识与自然现象的广泛联系，以及振动在日常生活中的重要应用二、要点辨析 机械振动的特点及产生振动的条件是什么？物体在某一中心位置（也叫平衡位置）附近所做的往复运动叫机械振动，机械振动的运动特点是具有往复性和周期性其运动条件是物体受到始终指向平衡位置的回复力的作用，这个力与匀速圆周运动中的向心力类似，是根据力的作用效果命名的它可以是由某一个力提供（如弹簧振子中的弹力），也可以是由几个力的合力或某个力的一个分力提供图 对振子位移的理解振子位移就是由振子平衡位置指向振子所在位置的有向线段如图 中振子在狓轴上的犃、犅两点间做机械振动，犗点为平衡位置当振子处于犆点时它的位移狓犆，其正号表示位移的方向由犗犆，与狓轴的正方向同向；当振子处于犇点时，它的位移狓犇，其负号表示位移的方向由犗犇，与狓轴的正方向相反将位移这样定义可使振子位移的大小恰好与图中弹簧的形变量相等，既简化了研究过程，也能使结论简洁明了 正确理解振幅、周期、频率振幅是指振动物体在运动过程中离开平衡位置的最大距离，即犃狘狓 狘由于最简单且不计阻力的机械振动在空间上具有对称性，振动物体离开平衡位置的最大距离是个定值，不随时间变化虽然振动的位移随时间在零和最大值之间不断地变化，但作为最大位移的振幅总是不变的所以，可以用振幅来表示振动的剧烈程度周期是指振动物体完成一次全振动所需的时间；单位时间内完成全振动的次数叫频率机械振动是一种周期性运动，完成一次全振动的时间越短，表示振动越快；单位时间内完成全振动次数越多，同样说明振图 动越快所以，周期、频率是描写振动快慢的物理量 正确判断一次全振动过程如图 所示，一物体以犗点为平衡位置，在水平方向上做机械振动，物体先后两次以相同大小和方向的速度通过同一位置犘，这一过程就是一次全振动的过程所以，物体每经过一次全振动，通过的路程必定是振幅的四倍，即狊犃三、例题分析例对图 所示的弹簧振子的振动过程，回答以下问题：（）当振子接连先后两次经过同一位置犆点时的位移、回复力以及加速度是否相同？（）当振子接连先后经过与平衡位置犗对称的犆、犇两点时上述物理量是否相同？（）当振子由平衡位置向最大位移处运动时，以上各物理量如何变化？分析当振子分别向右和向左经过犆点时，由于振子的位置相同，所以振子的位移狓相同；回复力犉的大小与弹簧的形变有关；振子的加速度犪犉犿也相同由于犆、犇两点关于犗点对称，所以振子的位移、回复力、加速度的大小均相等，但方向都相反振子由平衡位置向最大位移处运动时，位移狓增大，回复力犉、加速度随之增大但由于回复力总是指向平衡位置，所以加速度也总指向平衡位置未经允许，不得翻印振子运动到最大位移处时，其速度减为零，但回复力及加速度均为最大解答（）经过同一位置时，振子的位移、回复力、加速度等矢量相同；速度大小相等、方向相反（）振子先后经过对称点犆、犇时，位移、回复力、加速度等矢量的大小相等、方向相反；速度矢量相同（）振子由平衡位置向最大位移处运动时，振子的位移、回复力、加速度将增大，速度减小，所以做的是变加速运动例将一水平放置的弹簧振子从平衡位置向右拉开后放手，让它做振动已知从放手到回到平衡位置的时间为，求：（）弹簧振子的振幅、周期、频率（）内完成全振动的次数（）振子从开始运动经 末的位移大小此时正要向哪个方向做怎样的运动？（）振子经通过的路程（）若将弹簧振子从平衡位置向右拉开后释放，运动过程中的振幅、周期、频率变为多大？分析振幅就是振子拉开的最大距离，从最大位移运动到平衡位置恰好经过四分之一周期根据振子从开始运动经历多少周期可判断向哪个方向运动解答（）根据振幅的定义可知振幅大小为；由于从最大位移处向平衡位置运动的时间为犜，所以周期为；频率为周期的倒数，等于（）因为犜，狋犜，所以，内完成了次全振动（）狋 （）犜，振子经整数周期恰好回到原来位置（即右侧最大位移处），再经犜振子恰向左经过平衡位置所以 末振子的位移大小为零，正向左做加速度增大的减速运动（）由于振子在一个周期内运动的路程为倍的振幅，狋 犜，所以，振子经过，通过的路程为 （）由于振子振动的周期与振幅无关，所以此时振子的振幅变为，而周期与频率均不变四、基本训练犃组 下列运动中可以看作机械振动的是（）（）声带发声（）音叉被移动（）火车沿斜坡行驶（）秋风中树叶落下 如图 所示，小球的质量为犿，在重力和斜面弹力的作用下沿着两个倾角为的对称、光滑的图 斜面犗犃和犗犅做往复运动判断小球是否做机械振动，并说明理由 下列物理量中：（）描述物体振动快慢的是（）（）描述物体振动强弱的是（）（）频率（）回复力（）振幅（）速度 一个做机械振动的物体，由平衡位置向最大位移处运动时，下列说法正确的是（）（）物体的位移逐渐变大（）物体的速度逐渐变大（）物体的回复力逐渐变小（）物体的周期逐渐变小 一般人耳能听到的声音振动频率下限约为，上限约为 问相应的周期是多少？未经允许，不得翻印 振动的物体在 时间内完成了 次全振动，求它的振动周期和频率 假设蚊子翅膀振动的频率为 ，翅尖振幅为 问内蚊子翅尖由于振动所经过的路程是多少？课本图 中，设弹簧振子的振幅为，周期为，弹簧原长为，而且开始时小球位于最左的位置，初速为零经过 个周期的瞬时，小球位于何处？此时小球相对于平衡位置的位移是多少？相对于出发点的位移又是多少？弹簧总长度是多少？在这 个周期内，小球经过的路程是多少？犅组 判断下列说法的正误：（）在变力作用下的运动一定是机械振动（）（）做机械振动的物体，其加速度的方向与位移的方向在每一时刻都相反（）（）做机械振动的物体，速度增大时，加速度减小（）（）振动物体两次经过平衡位置的过程叫一次全振动（）一弹簧振子做机械振动，若从平衡位置犗开始计时，经过 时，振子第一次经过犘点，又经过了，振子第二次经过犘点，则：（）该弹簧振子的振动周期为（）（）（）（）（）（）从振子第二次经过犘点算起，该振子第三次经过犘点所需的时间为（）（）（）（）（）将一水平放置的弹簧振子从平衡位置向右拉开后释放，振子做振动若第一次到平衡位置的时间为，则该振子的振幅为，周期为，频率为，振子在内的路程为，在 末振子的位移大小为，正要向（选填“左”或“右”）做（选填“加速”或“减速”）运动 未经允许，不得翻印 某弹簧振子做振动，先后以相同速度通过相距 的犃、犅两点，历时，再从犅点回到犃点的最短时间为，则：（）平衡位置在何处？（）振子的运动周期及频率是多少？犇机械波的产生一、学习要求知道机械波形成的条件，理解横波的形成过程能判断当振源振动一段时间后介质中各质点所在的位置，能画出此时介质中形成的波形通过学习波形图感受从形象到抽象的思维过程，通过对“和声”知识的探讨，了解声波的实际应用，提高学习物理的兴趣二、要点辨析 机械波在传播过程中的特点（）传递振动的介质中各个质点由于波源的带动，都在各自的平衡位置附近做振动，它们振动的周期、频率都等于驱动力（即波源）的周期、频率，某些波各质点的振幅也等于波源的振幅且离波源近的质点先振动，远的迟振动波源带动邻近质点振动，而这些质点带动它附近的质点振动振动的形式就这样由近及远、由此及彼地传播开来，从而形成波（）波动过程中，各介质质点沿波传播方向并不发生定向迁移，各个质点都被周围邻近质点的弹性作用力束缚在自己的平衡位置附近（）在均匀介质中波的传播是匀速的，在波源或任一质点完成一次全振动的时间内，这列波匀速向前传播的距离是一定的 如何画出某一时刻的波形？由于波动过程中，波源带动邻近质点在各自的平衡位置附近做振动，波源开始振动后，可根据振动的规律，找出已开始振动的各个质点的位置而此后振动又向前传播了一段距离，又引起一系列质点相继从图 平衡位置开始振动如图 所示，某一时刻波形如图中实线所示，经犜后，根据振动规律，前面各质点（犃、犅、犆、犇、犈、犉）运动到虚线位置，同时后面犌、犎质点也将开始振动，从而形成图中虚线所示的波形从视觉效果来分析，虽然质点没有沿波的传播方向迁移，但波形是沿波的传播方向以波速移动根据这个特点画波形图很方便三、例题分析例在图 （）的长绳中编号为，的一系列质点（相邻点的间距为犪），相继振动起来，某时刻形成如图（）中虚线所示的波形，即号质点处于波峰位置时，号质点恰好处于波谷位置，号质点刚开始振动又过一段时间，当号质点第二次通过平衡位置时，波传到哪里？试画出这一时刻绳波的波形 未经允许，不得翻印（）（）图 解答可先分析号质点处于波峰位置，号质点处于波谷，号质点则开始振动时的波形，见图（）中虚线犃可看出形成此段波所需时间为犜，波向前传了犪距离当号质点向下运动到最低点，又向上运动第二次通过平衡位置时，刚好又经过犜，由于波是匀速向前传的，相当于刚才已形成的波形犃又向前移动了犪距离，振动正好传到号质点，其他的质点的位置可根据振动规律确定，把它们连接起来，得到曲线犅即为题中所求波形四、基本训练犃组 一阵风吹过麦地，形成一片麦浪滚滚的景象滚滚的麦浪是波吗？为什么？大型团体操中，人群按照口令，轮流起立蹲下形成的“人浪”是波吗？为什么？判断下列说法的正误：（）有机械振动一定会产生机械波（）（）有机械波一定有机械振动（）（）只要有介质，就一定有机械波（）（）在一个周期内，介质中的质点向前移动的距离总相等（）将一只闹钟放在抽成真空的玻璃罩内，闹钟的铃还能振动吗？罩外听得到声音吗？由此请你解释为何登月航天员在月球表面只能用手势或借助无线通信来交流，而不能像在地球上那样用语言进行交流 一列机械波由波源传到犃点然后再传到犅点，则以下说法中正确的是（）（）波由犃传到犅就是质点由犃运动到犅（）犃质点和犅质点振动频率相同（）犃质点和犅质点在任一时刻的速度相同（）犅质点开始振动的时刻比犃质点早 查阅成语词典中的“随波逐流”条目，看看其中的解释是否符合物理学中相关的正确概念？在公园湖边的水面上往往会有漂浮的树叶等杂物，当你用细杆轻拍水面或用其他方法在水面产生一列波后，观察树叶等漂浮物是否会随波向前运动，并解释为什么？未经允许，不得翻印 把金属链条一端的小环挂在一个铁架台上，用手握住链条下端，犅是阻挡物，如图 所示在手不能碰到阻挡物犅的情况下，你能够使小环从铁架上脱落下来吗？请试试，如果你成功了，请说说你是怎图 样使小环运动的？把足够长的细绳水平放置并使一端固定，在另一端产生一个开始时从平衡位置向上运动的振动分别画出经过犜时和犜时细绳上的波形（参考教材图 ）犅组 一列横波沿一条长绳传播，当波源突然停止振动时（）（）所有质点都立即停止运动（）已经振动的质点继续振动，尚未振动的质点不会振动（）离波源近的质点先停止振动，然后才是远的质点停止振动（）离波源远的质点先停止振动，然后才是近的质点停止振动 如图 所示，呈水平状态的弹性绳，右端在竖直方向上做周期为 的振动，设狋时右端开始向上振动图 （），则在狋 时刻绳上的波形可能是图 （）中的（）（）（）图 未经允许，不得翻印 如图 所示，在原来静止的介质中有一列机械波沿直线传播，在此直线上犃、犅两点相距，质点犅完成两次全振动后质点犃开始振动求：图 （）波的传播方向（）在图中画出，当质点犃经平衡位置向下振动时，质点犃、犅之间的波形（波的振幅为）犈机械波的描述一、学习要求理解描述波的几个基本物理量：波长、频率、波速的概念与它们之间的关系；理解波在介质中的传播规律；能运用波的图像来描述波；根据波在某一时刻的波形图和其他条件画出任一时刻的波形图通过对横波图像的学习，认识用图像研究物理过程的方法通过对地震海啸的认识，领略人与自然的关系，增强减灾防害的意识二、要点辨析 对波长的理解（）在波动中位移总是相同的两个相邻质点（如图 中的犃、犅两点）间的距离叫波长，所以这两图 点的振动步调始终一致，即一个质点到波峰，另一个质点也到波峰；一个质点在平衡位置并向上运动，另一个质点也必在平衡位置并向上运动（）在横波中，相邻两个波峰或相邻两个波谷间的距离就等于一个波长相邻波峰与波谷间沿传播方向的距离为半个波长（）波长也等于波源振动一次的时间内波向前传播的距离波源振动狀次，波向前传播狀个波长（）相距为波长的整数倍的两点，振动的步调始终一致；相距为半波长的奇数倍的两点，振动的步调始终相反 未经允许，不得翻印 波速、频率、波长分别与哪些因素有关？波速是描述波在介质中传播快慢的物理量，在均匀介质中波是匀速传播的，机械波波速的大小由介质性质决定如：各种声源发出的声波在空气中的波速约为 ，而在水中的波速约为 ，在钢铁中的波速约为 频率是介质中任一质点每秒完成全振动的次数由于介质中相邻的各质点均受先振动质点的驱动，它们的振动频率都等于驱动力即波源的振动频率所以，波的频率大小由波源决定，与介质无关如一男孩的声波由空气传入水，在水中听到的声音依然是男孩的声音，绝不会误以为女孩的声音当波由一种介质进入另一种介质时，波的频率是不变的由于在均匀介质中机械波是匀速传播的，而波长又是指振源振动一周，波向前传播的距离，因此，波长的大小由介质（波速）、振源（频率）共同决定三者间的关系是：狏犳犜 用图像法描述波（）在平面直角坐标系中，用横坐标表示介质中各质点的平衡位置，用纵坐标表示某一时刻各质点偏离平衡位置的位移，连接各位移矢量的末端，所得的曲线就是横波的图像，如图 所示这是一种用图图 像对某一瞬时的物理量（位移、速度、加速度等）进行“定格”研究的方法（）由波的图像确定质点运动方向的思路是：明确波的传播方向，由此确定波源的方位靠近波源的邻近质点的位移矢量，即为下一时刻所研究质点的位移矢量，根据运动趋势，便可确定所研究质点此时刻的运动方向（如图 中画出的犆、犇两点的运动方向）该方法的逆向思维是：知道了质点的振动状态，也可以推出波的传播方向及波形图 由某一时刻波的图像推知另一时刻波的图像可采用平移波形的方法因为波动过程中，传播的是振动的形式如图 所示，在某时刻前面某一质点犃或犈正处于波峰（图中实线），经犜时间，波形（包含波峰和波谷）向前移动距离，使分别距犃、犈点的犆、犌两点处于波峰，而犃、犈两质点此时正运动到波谷处，并没随波前移到犆、犌两点处，从而连成图中图 虚线即是经犜时间的波形三、例题分析例如图 （）所示，一系列质点沿狓轴排列，其间用弹性细绳连接，相邻质点间的距离都是 狋时，第一个质点开始向上振动，经，第个质点第一次达到向上最大位移处，此时波恰好传到第个质点求：（）这列波的波长、波速、周期（）若已知振幅为，则求狋 时，质点的速度、加速度的方向；质点、质点的位移各为多少？（）画出狋 时波的图像分析本题要运用波长、波速、周期间的关系进行计算，画图时则用平移法比较方便解答（）由题意知，第个质点经 第一次到达最大位移处，所以，未经允许，不得翻印犜，即犜，因为波在犜内向前传了，所以，即，由狏犜可知，狏 （）先画出经 时的波形，如图 （）中的虚线部分所示，根据平移波形的方法再画出 时的波形如图中所示，由于波在向右传，号质点的振动是由号质点的带动引起的，所以，号质点的运动速度向下，加速度始终指向平衡位置，此时也向下质点正好在最大位移处，位移为 此时波刚好传到号质点，号质点的位移为零（）狋 时，波又向前传了，用平移波形的方法画出 时的波形，如图 （）所示（包含前面虚线部分）例已知，狋时刻一列横波的图像如图 所示，并已知平衡位置距原点 处的质点犕正图 向下运动求：（）波的传播方向（）如波速为，质点犕第一次回到平衡位置的时间分析由波的传播方向可以判断质点的运动方向，反之由质点的运动方向也可判断波的传播方向，关键是要比较相邻质点的运动解答（）因犕点此时正向下运动，表明波源在犕点右侧，所以波正向左传播（）质点犕第一次回到平衡位置所需的时间，就是波从狓的点传到狓 的点所需的时间狋狊狏 ，所以犕点第一次回到平衡位置的时间为 四、基本训练犃组 空气中一列声波的频率是 ，它的周期是多少？如果这列声波在水中传播，它的周期是多少？如果在水中这列声波的相邻波峰或相邻波谷间的距离是，则这列声波在水中的传播速度是多少？图 中为一列横波的图像，从图上读出波的振幅和波长如果波速为，波的频率和周期分别是多少？图 未经允许，不得翻印 有一音叉的频率为 ，声音在空气中传播的速度为 ，音叉振动时在空气中产生的声波波长为这列声波传入声速为 的水中后，它的频率为，波长为 声波在水中的传播速度是 ，水下声呐发射的频率是 ，发射后经 得到回声问目标离声呐多远？水中声波的波长为多少？摩托车发动机低速运转时，从排气管排出的废气形成空气振动的频率为 设空气中的声速为 ，则形成的声波波长为若发动机转速增大，形成的声波波长将（选填“变长”“变短”或“不变”）在波的传播方向上有相距 的犃、犅两个质点，当犃处于波峰位置时，犅刚好处于波谷位置，则这列波的波长可能值为（）（）（）（）（）一列横波沿绳子向右传播，某时刻绳子形成如图 所示的凹、凸状波形此时对绳上犃、犅、犆、图 犇、犈、犉六个质点正确的判断是（）（）它们的振幅不相同（）质点犇和犉的速度相同（）质点犃和犆的速度方向相同（）从此时算起，质点犅比犆先回到平衡位置 第一次测定声音在水中的传播速度是 年在日内瓦湖上用以下的方法进行的：在一只船上，实验员向水里放下一个钟，在敲击钟的同时，使船上的火药发光；在相距 的另一只船上，另一实验员在水里放下一个听音器，他测量从看到火药闪光到听到钟声所经过的时间为 求声音在水中的传播速度犅组 犃、犅是一条水平的绳上相距为犾的两点，一列横波沿绳传播，其波长为犾，当犃点经过平衡位置向上运动时，犅点则（）（）经过平衡位置向上运动（）经过平衡位置向下运动（）处于平衡位置上方位移最大处（）处于平衡位置下方位移最大处 未经允许，不得翻印 一列波在狓轴上传播，波速为，已知狋时刻的波形图像如图 所示，图中犕处的质点此时正经过平衡位置沿狔轴的正方向运动将狋 时的波形图像用虚线画在图上（至少画出一个图 波长）停泊在海边的甲、乙两艘渔船，在海浪冲击下每分做 次的全振动，两船相距（两船连线跟波的传播方向一致）当甲、乙两船同时都处于海浪的波峰时，在两船之间还有一个波峰求：（）渔船振动的周期（）海浪的波长（）海浪传播的速度大小图 一列横波在某时刻的波形如图 中实线所示，经过 后的波形如图中虚线所示，则该波的波速狏不可能的是（）（）（）（）（）本 章 自 测 整理本章知识：对有关物理量要尽可能写出定义、符号和单位；物理量间的重要关系要用文字表达，如果有定量关系还要写出相应的关系式，空白处不够可把方框放大写在练习本上 未经允许，不得翻印 周期运动振动 基本概念概念间的 重要关系 圆周运动 基本概念概念间的 重要关系 波 基本概念概念间的 重要关系 关于周期运动，正确的判断是（）（）匀速直线运动是周期运动（）匀加速直线运动是周期运动（）直线运动不可能是周期运动（）不断重复全部运动过程的运动是周期运动 图 中是便携式放音机的基本机械结构示意图，在放音乐时，应保持磁带盘边缘线速度不变还是保持磁带盘角速度不变？请搜索有关资料，探究正确答案图 未经允许，不得翻印 上海和北京处在地球不同的纬度上，结合地理知识，试比较这两地的建筑物随地球自转时角速度、线速度的大小关系 某型号自行车的前齿轮即“牙盘”有 齿，后齿轮即“飞”有 齿，齿的大小相同，“牙盘”与“飞”用链条相连当自行车行驶时“牙盘”与“飞”边缘上齿的线速度和角速度之比各是多少？有一个指针式的而且走时准确的钟，开始时刻时针、分针、秒针均重合在 点处估算此后 内，分针和秒针重合的次数、分针和时针重合的次数、秒针和时针重合的次数 观察一辆变速自行车的变速器，说出它能变几挡速度