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1、其次单元机械波1机械波的产生条件及其特点(1)产生条件：；(2)特点机械波传播的只是振动的和 ，质点只在各自的平稳位置邻近做简谐运动，并不随波波源波源介质介质形式形式能量能量迁移迁移介质中各质点的振幅相同，振动周期和频率都与波源的振动周期和频率相同各质点开头振动(即起振)的方向均一个周期内，质点完成一次全振动，通过的路程为 ，位移为相同相同4A零零2机械波的分类(1)横波：质点振动方向与波的传播方向的波，有(凸部)和(凹部)(2)纵波：质点振动方向与波的传播方向在的波，有和垂直垂直波峰波峰波谷波谷同一条直线同一条直线密部密部疏部疏部3波长，波速，频率及其关系(1)波长在波的传播方向上，相对平稳
2、位置的总是相等的两个相邻的质点间的距离，用表示(2)波速波在介质中的传播速度由本身的性质打算(3)频率由 打算，等于的振动频率(4)波长，波速和频率的关系：vf位移位移介质介质波源波源波源波源1坐标轴：取各质点平稳位置的连线作为x轴，表示质点；取过波源质点的振动方向作为y轴，表示质点 2意义：在波的传播方向上，介质中质点在某一时刻相对各自的位移3外形：平稳位置平稳位置位移位移平稳位置平稳位置正弦或余弦曲线正弦或余弦曲线1波的叠加(1)波的独立传播原理：两列波相遇前，相遇过程中和相遇后，各自的不发生任何变化(2)叠加原理：在两列波重叠的区域里，任何一个质点都同时参与两列波引起的振动，其振动的位移
3、为两列波单独存在引起的位移的波形和位移波形和位移矢量和矢量和2波的干涉(1)产生稳固干涉的条件：频率相同的两列同性质的波相遇(2)现象：两列波相遇时，某些区域振动总是，某些区域振动总是，且加强区和减弱区相互间隔(3)对两个完全相同的波源产生的干涉来说，凡到两波源的路程差为一个波长时，振动加强；凡到两波源的路程差为半个波长的 时，振动减弱加强加强减弱减弱整数倍整数倍奇数倍奇数倍3波的衍射(1)产生明显衍射现象的条件：障碍物或孔(缝)的尺寸跟波长 ，或者比波长(2)现象：波绕过障碍物连续传播差不多差不多更小更小特殊提示：(1)波的干涉和衍射现象都是波特有的现象，可以帮忙我们区分波动和其他运动形式(
4、2)任何波都能发生衍射现象，区分在于现象是否明显(3)只有符合干涉条件的两列波相遇时才能产生干涉现象1声波(1)空气中的声波是(2)能够引起人耳感觉的声波频率范畴是：.(3)能够把回声与原声区分开来的最小时间间隔为纵波纵波2020000Hz0.1s.2次声波和超声波(1)次声波：频率低于的声波地震，台风，核爆炸，火箭发射，海啸等过程均产生次声波(2)超声波：概念：频率高于20000 Hz的声波特点：，穿透才能强应用：水中测位，金属，用于诊断，临床治疗等20Hz方向性好方向性好探伤探伤3多普勒效应(1)由于波源和观看者之间有相对运动，使观看者接收到的波的频率发生变化的现象叫多普勒效应(2)留意：
5、波源的频率不变，只是观看者接收到的波的频率发生变化假如二者相互接近，观看者接收到的频率变大；假如二者相互远离，观看者接收到的频率变小1对波长的懂得(1)在波的传播方向上，两个相邻的振动步调总是相同的质点间的距离(2)质点振动一个周期，波传播的距离(3)在横波中两个相邻的波峰(或两个相邻的波谷)之间的距离；在纵波中两个相邻的密部(或两个相邻的疏部)之间的距离(4)在简谐横波的波形图线中，一个完整的正(余)弦曲线在横轴所截取的距离2对波速的懂得(1)波在均匀介质中匀速传播，波速就是指波在介质中的传播速度电磁波可以不依靠介质在真空中传播(2)波速的大小完全由介质打算，与波的频率无关(3)在同种介质中
6、，纵波和横波的传播速度是不同的(4)波速与振速的区分：波速：波源振动几个周期，波形就向外平移几个波长，这个比值就表示了波形(或能量)向外平移的速度在同一种均匀介质中波动的传播是匀速的，与波动频率无关振速：质点的振动速度波动中各质点都在平稳位置邻近做周期性振动，是变速运动，质点并不沿波的传播方向随波迁移3对频率的懂得(1)在波的传播方向上，介质各质点都做受迫振动，其振动是由振源的振动引起的，故各质点的振动频率都等于振源的振动频率(2)当波从一种介质进入另一种介质时，波的频率不变波在传播过程中波长，波速，频率的打算关系如下：频率(f)由振源打算，与介质无关且稳固不变波速(v)由介质打算波长()由介
7、质和振源频率共同打算 振动图象波动图象研究对象一个振动质点沿波传播方向的所有参与振动的质点研究内容一个质点位移随时间的变化规律某时刻所有质点的空间分布规律图象振动图象波动图象物理意义表示一个质点在各时刻的位移表示某时刻各质点的位移图象信息(1)质点的振动周期(2)质点的振幅(3)各时刻质点的位移(4)各时刻速度、加速度的方向(1)波长、振幅(2)任意一质点此刻的位移(3)任意一质点在该时刻加速度的方向(4)传播方向、振动方向的互判形象比喻记录着一个人一段时间内活动的录像带记录着许多人某时刻动作表情的集体照片图象变化随时间推移图象延续，但已有形状不变随时间推移，图象沿传播方向平移周期性表示一个周
8、期T 表示一个波长要点三 横波的传播方向与质点的振动方向的互判方法1上下坡法沿波的传播速度方向看，“上坡”的质点向下振动，“下坡”的质点向上振动，简称“上坡下，下坡上”(如图1所示)图图12同侧法在波的图象上的某一点，沿y轴方向画出一个箭头表示质点振动方向，并设想在同一点沿x轴方向画个箭头表示波的传播方向，那么这两个箭头总是在曲线的同侧(如图2所示)图图23逆向描迹法逆着波的传播方向用笔描波形曲线，笔头向上动，质点的振动方向向上，笔头向下动，质点的振动方向就向下，如图3所示1空间的周期性(1)在波的传播方向上，当两质点平稳位置间的距离为n时(n1，2，3)，这两个质点的速度和对平稳位置的位移总
9、是相同的，即它们的振动步调总相同反之，当两质点的振动步调总是相同时，它们的平稳位置之间的距离肯定是n(n1,2,3)1传播方向不确定显现多解波总是由波源动身，并由近及远地向前传播波在介质中传播时，介质中的各个质点的振动情形可以依据波的传播方向确定反之亦然，但是，假如题中的已知条件不能确定波的传播方向或者不能确定质点的振动方向，就需要分情形进行争论，此时就会显现多解现象2两质点间位置关系不确定显现多解在波的传播方向上，假如两个质点间的距离不确定或相位之间关系不确定，就会形成多解，而不能联想到全部可能的情形，就会显现漏解做这类题时，应依据题意在两质点间先画出最短的波形图，然后再分别分析3传播距离与
10、波长关系不确定显现多解在波的传播方向上，相隔一个波长的质点振动的步调是完全相同的；但假如题目中没有给定波的传播距离x与波长之间的大小关系，就会显现多解现象4间隔时间与周期关系不确定显现多解在波向前传播的过程中，质点在各自平稳位置两侧做简谐运动由于简谐运动具有周期性而显现多解即如某一时刻t各振动质点形成一波形，经过时间tnT(n0,1,2)，各振动质点将回到原先状态，就tttnT时刻的波形与t时刻的波形重合在处理这类问题时，要始终抓住质点周期性运动及其与波的传播之间的联系，并敏捷地用周期数来表示波的传播时间，用波长个数来表示波的传播距离，这样便于分析，表达和解决问题提示：解决有关波动图象的问题，
11、关键是从波动图象精确猎取信息，分析相关问题，同时留意波动的空间和时间的周期性引起的多解问题；对波动图象与振动图象相结合的问题，应留意从各自的图象中提取有关信息，查找两图象的结合点1频率不同的两列波可以叠加，但不能形成稳固的干涉图象2加强区和减弱区都是两列波引起的位移的矢量和，该处质点的位移的矢量和也随着波的传播和时间而发生变化，它们仍环围着平稳位置振动，且与波源振动周期相同3加强区振幅最大，等于两列波振幅之和，减弱区振幅最小，等于两振幅之差，且加强区，减弱区的位置是固定的，如两列波振幅相等，就减弱区质点位移为零，而加强区质点的位移随时间周期性变化4波峰与波峰(或波谷与波谷)相遇处，肯定是加强的
12、，用一条平滑的曲线将以上各点连接起来，这条线上的点都是加强的；而波峰与波谷相遇处，肯定是减弱的，把以上各点用平滑的曲线连接起来，这条线上的点都是减弱的；加强点和减弱点之间各个质点的振幅介于加强点和减弱点的振幅之间在波的干涉现象中，振动加强区质点振动的振幅最大，位移的最大值也最大，但这些质点也在振动，其振动的位移也随时间不断变化因此，不能说加强区质点的位移肯定比减弱区质点的位移大2波源不动：观看者朝向波源以某一速度运动，由于相对速度增大而使得单位时间内通过观看者的完全波的个数增多，接收频率增大了同理可知，当观看者背离波源运动时，接收频率将减小3观看者不动：波源朝向观看者以某一速度运动，由于波长变
13、短，而使得单位时间内通过观看者的完全波的个数增多，接收频率亦增大，同理可知，当波源背离观看者运动时，接收频率将减小【例1】图4中有一条均匀的绳，1，2，3，4是绳上一系列等间隔的点现有一列橫波沿此绳传播某时刻，绳上9，10，11，12四点的位置和运动方向如图b所示(其他点的运动情形未画出)，其中点12的位移为零，向上运动，点9的位移达到最大值图图4图图5图图6高分通道要真正把握好波的传播特点变式1：如图7所示，O是波源，a，b，c，d是波传播方向上各质点的平稳位置，且Oaabbccd0.6 m，开头各质点均静止在平稳位置，t0时波源O开头向上做简谐运动，振幅是0.02 m，波沿Ox方向传播，波
14、长是1.6 m，当波源O点振动了一段时间t1，其经过的路程是0.1 m，在t1时刻，各质点运动的方向是(填向上，向下或未振动)a质点_，b质点_，c质点_，d质点_图图7答案：答案：向上向下向上未振动向上向下向上未振动【例2】(2021年福建卷)图9甲为一列简谐横波在t0.10 s时刻的波形图，P是平稳位置为x1 m处的质点，Q是平稳位置为x4 m处的质点，图9乙为质点Q的振动图象，就()图图9At0.15 s时，质点Q的加速度达到正向最大Bt0.15 s时，质点P的运动方向沿y轴负方向C从t0.10 s到t0.25 s，该波沿x轴正方向传播了6 mD从t0.10 s到t0.25 s，质点P通
15、过的路程为30 cm解析：由质点Q的振动图象可知，t0.15 s时，Q正处于最低点，加速度达到正向最大，选项A对；t0.10 s时，Q正处于平稳位置向下运动，故波是向左传播的，所以t0.15 s时，质点P运动方向沿y轴负方向，选项B对；由图象可知，波长8 m，周期T0.2 s，答案：答案：AB高分通道对于这类己知波动图象和波的传播方向上某质点的振动图象的问题，往往是从波动图象上能读出波长，从振动图象上能读出周期，从而可以运算出波的传播速度；再依据某质点的振动图象上所描述的波动的图象对应的时刻的质点的振动方向，就能确定该波的传播方向变式2：一列简谐横波沿x轴负方向传播，图10甲是t1 s时的波形
16、图，图乙是波中某振动质点位移随时间变化的振动图象(两图用同一时间起点)，就乙图可能是甲图中哪个质点的振动图象()图图10Ax0处的质点Bx1 m处的质点Cx2 m处的质点 Dx3 m处的质点解析：由振动图象知，周期T4 s，在t1 s时刻，质点在平稳位置且向下运动，再考虑波的传播方向，就x0，x4 m处质点的振动符合图象的要求答案：A【例3】一列横波在x轴上传播，t10和t20.005 s时的波形图分别如图11中实线和虚线所示(1)由图读出振幅和波长；(2)设周期大于(t2t1)，假如波向右传播，波速多大？假如波向左传播，波速多大？(3)设周期小于(t2t1)，并且波速为6000 m/s，求波的传播方向图图11答案：(1)0.2 m8 m(2)400 m/s1200 m/s(3)向左高分通道波的特点是周期性和双向性(1)传播距离的周期性波在均匀媒质中传播时，传播距离写成xnx(n0,1,2)式中表示波长，x是波传播过程中除去整数倍波长部分之后余下的那部分距离(2)传播时间的周期性波在媒质中传播时间t，总可以写成tnTt(n0,1,2)式中T表示波的周期，t表示时间t除去整数倍周期部分之
