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(共23张PPT)
《机械振动、机械波图像》
2026届高考物理人教版一轮复习
实验一：频闪照相法绘制竖直弹簧振子的位移—时间图像
实验一：频闪照相法绘制竖直弹簧振子的位移—时间图像
一、振动图像
1.运动
(1)振幅A=__________
(2)周期T=__________
(3)位移表达式y=____________________
(4)t=0.5s 时的位移y=__________________
(5)t=0.5s时的振动方向为_______________
(6)一个周期内振子的路程为__________
(7)1/2个周期内振子的路程为__________
(8)1/4个周期内振子的路程_____________
0.05m
4s
0.05sin（ t）m
0.05sin m
沿y轴正方向
4A
2A
不一定是A
一、振动图像
2.力
(1)t=2s时的回复力大小为__________
(2)t=0.5s时的回复力方向为______________
3.能量
(1)t=2s时的动能最____
(2)t=3s时的势能最____
零
沿y轴负方向
大
大
物理观念——从振动图像提取信息
1.运动
（1）振幅A、周期T
（2）位移、振动方向：位移增加时为远离平衡位置
2.力
（1）回复力(加速度)方向：
（2）回复力大小：F = - kx
指向平衡位置
势能和动能相互转化
离开平衡位置的位移越大，势能越大
3.能量
请点击手
实验二：体验机械波的形成和传播
实验二：体验机械波的形成和传播
质点做受迫振动，不随波逐流
x
y
空间分布
不同的质点
时间变化
不同的时刻
同一个质点的位移
同一个时刻的位移
λ
A
二、横波图像
1.运动、力、能量
(1)振幅A=__________
(2)波长λ=__________
(3)质点P此时的振动方向为______________
(4)波源的起振方向为______________
(5)质点K的速度比质点Q的速度______
(6)质点K的加速度比质点Q的加速度_____
(7)质点K的动能比质点Q的______
Q
质点受迫振动（本质）
关键：找波源位置
K
0.05m
0.04m
沿y轴正方向
沿y轴负方向
大
小
大
（2022广东卷）如图所示，某同学握住软绳的一端周期性上下抖动，在绳上激发了一列简谐波。从图示时刻开始计时，经过半个周期，绳上M处的质点将运动至__________（选填“N”“P”或“Q”）处。加快抖动，波的频率增大，波速__________。（选填“增大”“减小”或“不变”）。
P
真题闯关
（2022广东卷）如图所示，某同学握住软绳的一端周期性上下抖动，在绳上激发了一列简谐波。从图示时刻开始计时，经过半个周期，绳上M处的质点将运动至__________（选填“N”“P”或“Q”）处。加快抖动，波的频率增大，波速__________。（选填“增大”“减小”或“不变”）。
P
不变
波速由传播介质（绳子）决定。
真题闯关
波形平移（表象）
v =
λ
T
= λ f
Δx
Δt
=
低频
波长大
高频
波长小
v =
= λ f
λ
T
介质不变，波速不变
物理观念——从横波图像提取信息
1.本质：质点受迫振动（隔离思想）
带动法判断振动方向
2.表象：波形匀速移动（整体思想）
根据传播距离Δx = v t 将图像平移
(2021·北京等级考)一列简谐横波某时刻的波形图如图所示。此后K质点比L质点先回到平衡位置。下列判断正确的是 (　 )
A．该简谐横波沿x轴负方向传播
B．此时K质点沿y轴正方向运动
C．此时K质点的速度比L质点的小
D．此时K质点的加速度比L质点的小
科学推理——从振动和平移两条思路分析机械波图像
D
科学推理——解决λ、T 、v的多解问题
0.3m
类型1 波的周期性引起多解
0.3m ＝ λ ＋nλ
1
2
0.3s ＝ T ＋nT
1
4
P：负向位移最大
Q：正向位移最大
波向左传播，经过0.3秒后为虚线波形
x ＝ λ ＋nλ
1
4
(n＝0,1,2，…)
(n＝0,1,2，…)
科学推理——解决λ、T 、v的多解问题
波向右传播，经过0.3秒后为虚线波形
x ＝ λ ＋nλ
3
4
0.3s ＝ T ＋nT
3
4
问题1：周期的通式？
问题2：若T>0.3s，波速为多少？
T ＝
1.2s
3+4n
(n＝0,1,2，…)
T ＝
0.4s
(n＝0,1,2，…)
v = = 0.5s
λ
T
1. 若给出的是距离条件，则列出 x＝Δx＋nλ (n＝0,1,2，…)
2. 若给出的是时间条件，则列出
3. 根据需要进一步求波速/频率 (v＝λ/T 或 v＝λf ) 等有关的问题。
突破难点——机械波的多解问题
类型1 波的周期性引起多解
t ＝Δt＋nT (n＝0,1,2，…)
类型2 波的传播双向性引起多解
1.分别假设沿正向或负向传播
2.再根据周期性列式
科学论证——请你来断案
见解1：此时P点向y轴正方向振动，你认同吗？阐述你的证据。
见解2：波沿x轴正方向还是负方向传播？请你根据图像说说结论。
左侧的质点
带动P
向正方向振动
t=4s后
质点向正方向
远离平衡位置
√
t=4s
质点P
v
突破难点——机械振动和机械波图像综合问题
在振动图中找时刻
确定振动方向
在波形图中找质点
确定传播方向
解决方法：“你中有我，我中有你”
波的图象
一个时刻
振动图象
一个质点
（2021辽宁高考）一列沿x轴负方向传播的简谐横波，t=2s时的波形如图（a）所示，x=2m处质点的振动图像如图（b）所示，则波速可能是( )
真题闯关
图（a）
图（b）
A. m/s B. m/s C. m/s D. m/s
A
机械振动和机械波图像专题
一、图像分析、推理
2.表象：波形平移
1.本质：质点振动
二、机械波图像的两大思路
三、振动图和波形图的综合问题
提取有关运动、力、能量的信息
在振动图中找时刻
在波形图中找质点
“你中有我，我中有你”

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