第四章 周期运动带答案

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6．振动的物体在1.2s时间内完成了30次全振动，求它的振动周期和频率。

7．假设蚊子翅膀振动的频率为400Hz，翅尖振幅为0.5mm。问1 s内蚊子翅尖由于振动所经过的路程是多少？

8．课本图4—25中，设弹簧振子的振幅为0.1 m，周期为4 s，弹簧原长为0.5 m，而且开始时小球位于最左的位置，初速为零。经过3.5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3.5个周期内，小球经过的路程是多少？

B组

9．判断下列说法的正误：

（1）在变力作用下的运动一定是机械振动。（ ）

（2）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。（ ） （3）做机械振动的物体，速度增大时，加速度减小。（ ） （4）振动物体两次经过平衡位置的过程叫一次全振动。（ ）

10．一弹簧振子做机械振动，若从平衡位置O开始计时，经过0.3s时，振子第一次经过P点，又经过了0.2s，振子第二次经过P点，则：

（1）该弹簧振子的振动周期为（ ）。

（A）0.4s （B）0.8s （C）1.6s （D）1.4s

（2）从振子第二次经过P点算起，该振子第三次经过P点所需的时间为（ ）

1

（A）4s （B）8s （C）3 s （D）1.4s

3

11．将一水平放置的弹簧振子从平衡位置向右拉开1cm后释放，振子做振动。若第一次到平衡位置的时间为0.1s，则该振子的振幅为_____cm，周期为____s，频率为_____Hz，振子在1s内的路程为_______cm，在0.7s末振子的莅移大小为_____cm，正要向_____（选填“左”或“右”）做______（选填“加速”或“减速”）运动。

12．某弹簧振子做振动，先后以相同速度通过相距10cm的A、B两点，历时0.2s，再从B点回到A点的最短时间为0.4s，则： （1）平衡位置在何处？

（2）振子的运动周期及频率是多少？

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D 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

1．机械波在传播过程中的特点

（1）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。

（2）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。

（3）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。

2．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平衡位置开始振动。

T

如图4－15所示，某一时刻波形如图中实线所示，经

2

后，根据振动规律，前面各质点（A、B、C、D、E、F）运动到虚线位置，同时后面G、H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。

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三、例题分析

【例】在图4－16（a）的长绳中编号为1，2，?，8，9的一系列质点（相邻点的间距为a），相继振动起来，某时刻形成如图（b）中虚线所示的波形，即1号质点处于波峰位置时，3号质点恰好处于波谷位置，4号质点刚开始振动。又过一段时间，当1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。

【解答】可先分析1号质点处于波峰位置，3号质点处于波谷，4号质点则开始振动时的波形，见图

3

（b）中虚线A。可看出形成此段波所需时间为 T，波向前传了3a距离。当1号质点向下运动到最低点，

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又向上运动第二次通过平衡位置时，刚好又经过 T，由于波是匀速向前传的，相当于刚才已形成的波形

4

A又向前移动了3a距离，振动正好传到7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B即为题中所求波形。

四、基本训练 A组

1．一阵风吹过麦地，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？

2．判断下列说法的正误：

（1）有机械振动一定会产生机械波。（ ） （2）有机械波一定有机械振动。（ ） （3）只要有介质，就一定有机械波。（ ）

（4）在一个周期内，介质中的质点向前移动的距离总相等。（ ）

3．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宇航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。

4．一列机械波由波源传到A点然后再传到B点，则以下说法中正确的是（ ）。 （A）波由A传到B就是质点由A运动到B （B）A质点和B质点振动频率相同

（C）A质点和B质点在任一时刻的速度相同 （D）B质点开始振动的时刻比A质点早

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5．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？

6．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？

7．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，B是阻挡物，如图4—17所示。在手不能碰到阻挡物B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，请说说你是怎样使小环运动的？

8．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

3

画出经过 T时和2T时细绳上的波形。（参考教材图4—31）

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B组

9．一列横波沿一条长绳传播，当波源突然停止振动时（ ）。 （A）所有质点都立即停止运动

（B）已经振动的质点继续振动，尚未振动的质点不会振动 （C）离波源近的质点先停止振动，然后才是远的质点停止振动 （D）离波源远的质点先停止振动，然后才是近的质点停止振动

10．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0.4s的振动，设t＝0时右端开始向上振动［图（a）］，则在t＝0.5s时刻绳上的波形可能是图（b）中的（ ）。

11．如图4—19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A、B两点相距1.5m，质点B完成两次全振动后质点A开始振动。求：

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