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1、 一、机械波 1机械波的产生： 机械振动 在介质中的传播过程形成机械波机械波 产生的条件有两个：一是要有做机械振动的物体即波源，二是要有能够传播机械 振动的 介质 . 2横波和纵波：质点的振动方向与波的传播方向 垂直 的波叫横波凸 起最高处叫波峰，凹下最低处叫波谷质点的振动方向与波的传播方向 在同一 直线上 的波叫纵波质点分布最密集的部分叫密部，质点分布最稀疏的部分叫 疏部 3描述机械波的物理量 (1)波长：两个 相邻 的、在振动过程中对平衡位置的位移 总是相等 的质点间的距离叫波长 在横波中，两个相邻波峰(或波谷)间的距离等于波长 在纵波中，两个相邻密部(或疏部)间的距离等于波长 在一个周期
2、内机械波传播的距离等于波长 (2)频率f：波的频率由 波源 决定，当波由一种介质进入另一种介质时， 其频率 不变 . (3)波速v：单位时间内振动向外传播的距离 波速与波长和频率的关系： vf ，波速大小由 介质 决定 4机械波的特点 (1)每一质点都以它的平衡位置为中心做简谐运动；后一质点的振动总是 落后 于带动它的前一质点的振动 (2)波传播的只是运动形式(振动)和 振动能量 ，介质中的质点并不随波迁 移 图1231 二、波的图象 1简谐波的图象如图1231，为一条正弦曲线或余弦曲线，它反映了在波 传播的过程中，某一时刻介质中 各质点 相对平衡位置的位移 2由波的图象可知： (1)该时刻各
3、质点的位移和加速度的方向以及该波的振幅A和波长. (2)若知道波速的方向，可知各质点的 振动 方向 (3)已知该时刻各质点的运动方向，可判断波的 传播 方向 (4)已知波速v的大小可求周期(或频率) (5)已知波速v的大小和方向，可画前后某一时刻的波的图象 (2)计算的关键是确定波传播的距离x与的关系，t与T的关系求x方 法之一是在图象中用平移波形来表示若知道t1、t2两时刻的波形，将t1时刻 的波形沿传播方向平移直到与t2时刻的波形重合，设平移的距离最少为L ，则xnL (注意：当不知传播方向时，t1时的波形可能向两个方向移动，x有二解) (3)双向性与重复性是波的两个基本特征，这两个特征决
4、定了波问 题通常具有多解性为了准确地表达波的多解性，通常先写出含有“n” 或“k”的通式，再结合所需要的特解，这样可有效地防止漏解 2由波的图象判定质点振动方向或波的传播方向有哪些方法？ 解答：(1)“带动”法 如果已知某质点的振动方向，在波的图象中找一个与它紧邻的另一质点 ，分析这两个质点哪一个先振，先振的质点靠近振源，从而判断出波的传播方 向 反之，如果知道了波的传播方向，也就知道了振源在哪一侧，再找一个 与所研究的质点紧邻且靠近振源的质点，这个质点先振，由此判断所研究质点 的振动方向 (2)微平移法 (3)同侧法 质点的振动方向和波的传播方向垂直且在波形图象的同一侧，用这一 方法能快速的
5、判断波的传播方向 1波的传播方向和质点振动方向的关系 例1：(2010全国)一简谐横波以4m/s的波速沿x轴正方向传播已知t 0时的波形如图1132所示，则( ) A波的周期为1s Bx0处的质点在t0时向y轴负向运动 Cx0处的质点在 t s时速度为0 Dx0处的质点在 t s时速度值最大 图1132 方法点拨拨：每一质点都以它的平衡位置为中心做简谐振动；后 一质点的振动总是落后于带动它的前一质点的振动振动是单个质 点的个体行为，波动是大量质点的群体行为 变式训练1：一列横波在某时刻的波形图如图11 3 3所示若质点a此时 向上运动，则波向_方向传播，若波向左传播，则此时振动方向向下的 质点
6、有_和_. 1133 b c x 2由t时刻的波形图(或图象)确定tt时刻的波形图(或图象) 例2：某一简谐波在t0时刻的波形图如图11 3 4中的实线所示若波向右 传播，画出T/4后和T/4前两个时刻的波的图象 图1134 解析：确定波的图象变化的情况有两种方法：一是描点作图法，二是 图象平移作图法我们可以用描点作图法画出上题中简谐波在T/4后和T/4前 两个时刻的波的图象下面我们用第二种方法来作图 由图11 3 4我们可以知道，在质点振动的一个周期内，波向前传播 一个波长的距离，即传播的距离x12m，因此在T/4内，波向前传播了 x3m.根据波的传播过程和传播实质，若波向右传播，把波的原有
7、波 形向左移动3m的距离，就得到了T/4前时刻的波的图象，如图甲中虚线 所示，同理可得，将原有波形向右移动3m的距离，可得T/4后时刻的图 象，如图乙中虚线所示 若波向左传播，同样道理可以画出从t0时刻开始的T/4后和T/4前两个 时刻的波的图象 方法点拨拨：对于波的图象和振动图象相结合的问题，首先从两 个图象中获取必须的信息，例如波的周期，波长以及质点的振幅等， 然后根据波的知识和振动的知识进行分析解决问题 变式训练2：一简谐机械波沿x轴正方向传播，周期为T，波长为.若 在x0处质点的振动图象如图11 3 5所示，则该波在tT/2时刻的波形曲线 为( ) 解析：从振动图象上可以看出x0处的质
8、点在tT/2时刻处于平衡位 置，且正在向下振动，四个选项中只有A图符合要求，故A项正确 答案： 3波的多解问题 例：（2010福建卷)一列简谐横波在t0时刻的波形如图113中的实 线所示，t0.02s时刻的波形如图中虚线所示若该波的周期T大于0.02s，则该波 的传播速度可能是( ) A2m/s B3m/s C4m/s D5m/s 图113 方法点拨拨：波动多解性是波动问题 的难点和重点，考查频繁 ，易漏解，所以要抓住典型问题深入探究 变式训练：如图11 3 7，一简谐横波在x轴上传播，轴上a、b两点相距 12m.t0时，a点为波峰，b点为波谷；t0.5s时，a点为波谷，b点为波峰 则下列判断中正确的是( ) A波一定沿x轴正方向传播 B波长可能是8m C周期可能是0.5s D波速一定是24m/s 图1137
