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1、3-4-2机械波一.考试说明与并记住下列内容:83、机械波 横波和纵波 横波的图象1波可以传播能量，也可以传播信息,(振动形式的传播)2横波图象：表示某一时刻各个质点离开平衡位置位移情况。后一质点的振动总是重复前一质点的振动；特别要能判断质点振动方向或波的传播方向。注意：（1）周期性、方向性上引起的多解可能性；（2）波传播的距离与质点的路程是不同的。3波动图象表示 “各个质点”在“某一时刻”的位移，振动图象则表示介质中“某个质点”在“各个时刻”的位移。84、波长、频率（周期）和波速的关系（由介质决定，f由波源决定）课本P30例285、机械波 横波和纵波 横波的图象1波可以传播能量，也可以传播信
2、息,(振动形式的传播)2横波图象：表示某一时刻各个质点离开平衡位置位移情况。后一质点的振动总是重复前一质点的振动；特别要能判断质点振动方向或波的传播方向。注意：（1）周期性、方向性上引起的多解可能性；（2）波传播的距离与质点的路程是不同的。3波动图象表示 “各个质点”在“某一时刻”的位移，振动图象则表示介质中“某个质点”在“各个时刻”的位移。二教学重点：振动图象和波的图象三教学难点：机械波及其图象四教学过程：1机械波的产生条件：波源（机械振动）传播振动的介质（相邻质点间存在相互作用力）。2机械波的分类机械波可分为横波和纵波两种。（1）质点振动方向和波的传播方向垂直的叫横波。（2）质点振动方向和
3、波的传播方向平行的叫纵波。质点的振动方向和波的传播方向关系形状举例横波垂直凹凸相间；有波峰、波谷绳波等纵波在同一条直线上疏密相间；有密部、疏部弹簧波、声波等3机械波的传播（1）在同一种均匀介质中机械波的传播是匀速的。波速、波长和频率之间满足公式：v=f。（2）介质质点的运动是在各自的平衡位置附近的简谐运动，是变加速运动，介质质点并不随波迁移。（3）机械波转播的是振动形式、能量和信息。（4）起振方向：介质中每个质点开始振动的方向都和振源开始振动的方向相同。【例1】如图，沿波的传播方向上有间距为2m的五个质点a、b、c、d、e，均静止在各自的平衡位置。一列简谐横波以2m/s的速度水平向右传播，t=
4、0时刻波到达质点a，质点a开始平衡位置向下运动，t=3s时质点a第一次到达最高点，则下列说法中不正确的是（）A、质点d开始振动后的振动周期为4sB、t=4s时刻波恰好传到质点eC、t=5s时质点b到达最高点D、在3st4s这段时间内质点c速度方向向上【例2】关于振动和波的关系，下列说法中正确的是（ ）A、如果波源停止振动，在介质中传播的波动也立即停止B、物体作机械振动，一定产生机械波C、波的速度即波源的振动速度D、波在介质中的传播频率，与介质性质无关，仅由波源的振动频率决定4振动图象和波的图象振动图象和波的图象从图形上看好象没有什么区别，但实际上它们有本质的区别。（1）物理意义不同：振动图象表
5、示同一质点在不同时刻的位移；波的图象表示介质中的各个质点在同一时刻的位移。 （2）图象的横坐标的单位不同：振动图象的横坐标表示时间；波的图象的横坐标表示距离。（3）从振动图象上可以读出振幅和周期；从波的图象上可以读出振幅和波长。（4）波的图象中，波的图形、波的传播方向、某一介质质点的瞬时速度方向，这三者中已知任意两者，可以判定另一个。（口诀为“上坡下，下坡上” ；或者“右上右、左上左）简谐振动简谐横波图象坐标横坐标时间介质中各质点的平衡位置纵坐标质点的振动位移各质点在同一时刻的振动位移研究对象一个质点介质中的大量质点物理意义一个质点在不同时刻的振动位移介质中各质点在同一时刻的振动位移随时间的变
6、化原有图形不变，图线随时间而延伸原有波形沿波的传播方向平移运动情况质点做简谐运动波在介质中匀速传播；介质中各质点做简谐振动简谐振动图象与简谐横波图象的列表比较：5描述波的物理量波速、周期、波长：（1）波速v：运动状态或波形在介质中传播的速率；同一种波的波速由介质决定。注：在横波中，某一波峰（波谷）在单位时间内传播的距离等于波速。（2）周期T：即质点的振动周期；由波源决定。（3）波长：在波动中，振动位移总是相同的两个相邻质点间的距离。注：在横波中，两个相邻波峰（波谷）之间的距离为一个波长。结论：（1）波在一个周期内传播的距离恰好为波长。由此：v=/T=f；=vT. 机械波的频率由波源决定，而传播
7、速度由介质决定，波长由波源和介质决定。（2）质点振动nT（波传播n）时，波形不变。（3）相隔波长整数倍两质点，振动状态总相同；相隔半波长奇数倍的两质点，振动状态总相反。6波的传播是匀速的，介质质点的运动是简谐运动（是一种变加速运动）在一个周期内，波形匀速向前推进一个波长。n个周期波形向前推进n个波长（n可以是任意正数）。因此在计算中既可以使用v=f，也可以使用v=s/t，后者往往更方便。任何一个介质质点在一个周期内经过的路程都是4A，在半个周期内经过的路程都是2A，但在四分之一个周期内经过的路程就不一定是A了。【例3】如图所示为波源开始振动一个周期的波形图，设介质中质点振动的周期为T，下面说法
8、正确的是（ ）A、若M点为波源，则M点开始振动的方向向下B、若N点为波源，则P质点振动了3T4的时间C、若M为波源，则P质点振动了3T4的时间D、若N为波源，则该时刻P质点的动能最小【例4】已知一列在弹性绳上传播的简谐横波在某一时刻的波形，则下列说法正确的是（ ）A、只要绳上一点（速度不为零的点）的振动速度方向已知，就可确定波的传播方向B、只要波的传播方向已知，就可确定此时绳子上任一点（速度不为零的点）振动的速度方向C、波的周期等于绳上每一点的振动周期D、波在传播过程中，绳子上的各质点将以波的传播速度沿着波形运动【例5】呈水平状态的弹性绳，左端在竖直方向做周期为0.4的简谐振动，在0时左端开始
9、向上振动，则在0.5时，绳上的波可能是图中的（ ）4x/my0【例6】如图实线是某时刻的波形图象，虚线是经过0.2s时的向右传播的波形图象。求：波传播的可能距离 可能的周期（频率）可能的波速 若0.2s小于一个周期时，传播的距离、周期（频率）、波速。课后作业：1下列关于简谐振动和简谐波的说法，正确的是 （ ）A媒质中质点振动的周期一定和相应的波的周期相等B媒质中质点振动的速度一定和相应的波的波速相等C波的传播方向一定和媒质中质点振动的方向一致D横波的波峰与波谷在振动方向上的距离一定是质点振幅的两倍2类比是一种有效的学习方法，通过归类和比较，有助于掌握新知识，提高学习效率。在类比过程中，既要找出
10、共同之处，又要抓住不同之处。某同学对机械波和电磁波进行类比，总结出下列内容，其中不正确的是 （ ）A机械波的频率、波长和波速三者满足的关系，对电磁波也适用B机械波和电磁波都能产生干涉和衍射现象C机械波的传播依赖于介质，而电磁波可以在真空中传播D机械波既有横波又有纵波，而电磁波只有纵波3一简谐机械波沿x轴正方向传播，周期为T，波长为。若在x=0处质点的振动图像如右图 所示，则该波在t=T/2时刻的波形曲线为 （ ）4同一音叉发出的声波同时在水和空气中传播，某时刻的波形曲线见图，下说法正确的是（ ）A声波在水中波长较大，b是水中声波的波形曲线。B声波在空气中波长较大，b是空气中声波的波形曲线C水中
11、质点振动频率较高，a是水中声波的波形曲线D空气中质点振动频率较高，a是空气中声波的波形曲线5图示为一列沿x轴负方向传播的简谐横波，实线为t0时刻的波形图，虚线为t0.6 s时的波形图，波的周期T0.6 s，则（ ） A.波的周期为2.4 sB.在t0.9s时，P点沿y轴正方向运动C.经过0.4s，P点经过的路程为4mD.在t0.5s时，Q点到达波峰位置6图甲为一列简谐横波在t=0.10s时刻的波形图，P是平衡位置为x=1 m处的质点，Q是平衡位置为x=4 m处的质点，图乙为质点Q的振动图象，则 （ ）A.t=0.15s时，质点Q的加速度达到正向最大B.t=0.15s时，质点P的运动方向沿y轴负
12、方向C.从t=0.10s到t=0.25s，该波沿x轴正方向传播了6 mD.从t=0.10s到t=0.25s，质点P通过的路程为30 cm7一列波长大于1m的横波沿着轴正方向传播，处在和的两质点、的振动图像如图所示。由此可知 （ ）A波长为mB波速为C末、两质点的位移相同D末点的振动速度大于点的振动速度8弹性绳沿x轴放置，左端位于坐标原点，用手握住绳的左端，当t0时使其开始沿y轴做振幅为8cm的简谐振动，在t0.25s时，绳上形成如图所示的波形，则该波的波速_cm/s，t_时，位于x245cm的质点N恰好第一次沿y轴正向通过平衡位置。9在时刻，质点A开始做简谐运动，其振动图象如图乙所示。质点A振动的周期是 s；时，质点A的运动沿轴的 方向（填“正”或“负”）；质点B在波动的传播方向上与A相距16m，已知波的传播速度为2m/s，在时，质点B偏离平衡位置的位移是 cm。505 y/m2 4 9 x/mBD10如图是一列向右传播的简谐横波在t=0时刻（开始计时）的波形图，已知在t=1s时，B点第三次达到波峰（在1s内B点有三次达到波峰）。则： 周期为 ；波速为 ；D点起振的方向为_ _；在t=_ _s时刻，此波传到D点；在t= _s和t=_ s时D点分别第二次达到波峰和波谷。用心 爱心 专心
