机械波章末整合

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1、机械波章末整合基础导学一、机械波1 .形成和产生条件(1)机械振动在介质中的传播，叫机械波.简谐运动在介质中的传播叫简谐波.(2)形成：介质可以看成是由大量质点构成，相邻质点间有相互作用力，当介 质中的某一点发生振动时，就会带动它周围的质点振动起来，形成机械波.(3)产生的条件：有波源，有介质.2 .波的分类(1)横波：质点的振动方向与波的传播方向相互垂直的波，凸起部分叫波峰，凹陷部分叫波谷.(2)纵波：质点的振动方向与波的传播方向在一条直线上，质点分布密的叫 密部，质点分布疏的叫疏部.二、波长、频率和波速1 .波长(1)定义：在波的传播方向上，两个相邻的在振动过程中对平衡位置的位移总相等的质

2、点之间的距离叫做波长.(2)理解：在横波中，两个相邻的波峰(或波谷)间的距离等于波长；在纵波中，两个相邻的密部(或疏部)间的距离等于波长.波的传播实质就是波形的平移，波形在一个周期内向前平移的距离等于一个波长.2 .频率波源的振动频率即波的频率，因为介质各质点做受迫振动，其振动是由波源的振动引起的，故各个质点的振动频率都等于波源的振动频率，不随介质的不同而变化.当波从一种介质进入另一种介质时，波的频率不变.共13页第1页3 .波速单位时间内某一波的波峰 (或波谷)向前移动的距离，叫波速.波速由介质决定.同类波在同一种均匀介质中，波速是一个定值.x 入即 v=t = T=入 f.式中v为波的传播

3、速率， 即单位时间内振动在介质中传播的距离；T为振源的振动周期，常说成波的周期.三、波的图象1 .图象在平面直角坐标系中，用横坐标表示介质中各质点的平衡位置；用纵坐标表示某一时刻，各质点偏离平衡位置的位移， 连接各位移矢量的末端， 得出的曲 线即为波的图象，简谐波的图象是正弦 (或余弦)曲线.2 .物理意义：某一时刻介质中各质点相对平衡位置的位移.四、波特有的现象1 .波的干涉(1)产生稳定干涉的条件：频率相同的两列同性质的波相遇.(2)现象：两列波相遇时，某些区域振动总是加强，某些区域振动总是减弱，且加强区和减弱区互相间隔.(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

4、长整数倍时，振动加强；凡到两波源的路程差为半个波长的奇数倍时，振动减弱.2 .波的衍射(1)产生明显衍射现象的条件：障碍物或孔(缝)的尺寸跟波长差不多，或者比波长更小.(2)现象：波绕过障碍物继续传播.3 .多普勒效应(1)由于波源和观察者之间有相对运动，使观察者接收到的波的频率发生变化的现象叫多普勒效应.（2）注意：波源的频率不变，只是观察者接收到的波的频率发生变化,如果二者相互接近， 观察者接收到的频率变大； 如果二者相互远离， 观察者接收到 的频率变小.自我诊断1 .如图所示，S1、S2为水波槽中的两个波源，它们分别激起两列水波，图中实线表示波峰，虚线表示波谷.已知两列波的波长入1入2,

5、该时刻在P点为两列波的波峰与波峰相遇，则以下叙述正确的是（）A . P点有时在波峰，有时在波谷，振动始终加强B . P点始终在波峰C. P点的振动不遵守波的叠加原理， P点的运动也不始终加强D. P点的振动遵守波的叠加原理，但并不始终加强 2.如图所示，男同学站立不动吹口哨，一位女同学坐在秋千上来回摆动，下列关于女同学的感受的说法正确的是（）A 女同学从 A向B运动过程中，她感觉哨声音调变高B.女同学从 E向D运动过程中，她感觉哨声音调变高C.女同学在 C点向右运动时，她感觉哨声音调不变D.女同学在 C点向左运动时，她感觉哨声音调变低3.利用发波水槽得到的水面波形如图a、b所示，则（）A ,图

6、a、b均显示了波的干涉现象B.图a、b均显示了波的衍射现象C.图a显示了波的干涉现象，图b显示了波的衍射现象D.图a显示了波的衍射现象，图b显示了波的十涉现象图a图b4.一列简谐横波沿直线由A向B传播，A、B相距0.45 m ,图1 2 4是A处质点的振动图象.当A处质点运动到波峰位置时，B/y/m处质点刚好到达平衡位置且向y轴正方向运动，这列 、 /、 /波的波速可能是 （） 心/gA . 4.5 m/sB, 3.0 m/sC. 1.5 m/sD. 0.7 m/s5.一简谐横波以4 m/s的波速沿x轴正方向传播,已知t= 0时的波形如图所示, 则（）y/m1 *0.04r0.01K |2O0

7、.044 4 3 L x/mA .波的周期为1 sB. x =0处的质点在t= 0时向y轴负向运动1C. x = 0处的质点在t= 4 s时速度为01D. x = 0处的质点在t =4 s时速度值最大6. 一列简谐横波沿 x轴正向传播，传到 M 点时波形如图所示， 再经0.6 s , N点开始振 动，则该波的振幅 A和频率f为（ ）A . A =1 m f= 5 HzC. A =1 m f= 2.5 HzB. A =0.5 m f =5 HzD. A =0.5 m f= 2.5 Hz7. 一列简谐横波在t= 0时刻的波形如图中 的实线所示，t=0.02 s时刻的波形如图中虚 线所示.若该波的周

8、期T大于0.02 s ,则该波的传播速度可能是()A . 2 m/s B. 3 m/sC. 4 m/sD. 5 m/s核心要点突破一、振动图象与波动图象的比较振动图象波动图象研究对象一振动质点沿波传播方向所有质点研究内容一质点位移随时间变化规律某时刻所有质点的空间分布规律图象0Lx/cmJ0)y/cm八,点 / Jc/cm物理意义表示同一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)质点振动周期(2)质点振幅(3)各时刻质点位移(4)各时刻速度、加速度方向波长、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方向(4)传播方向、振动方向的互判形象比喻记录着一个人段时间内活动

9、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，但已启形随时间推移，波形沿传播方向平移状彳变一完整曲线占横坐标距离个周期个波长:、质点振动方向与波传播方向的互判工平移后的波形曲绿口圈由寞线所(1)微平移法：沿波的传播方向将波的图象进行一微小平移，然 后由两条波形曲线来判断.例如：波沿x轴正向传播，t时刻波形其沿 v的方向移动一微小距离x,获得I时刻波形如图中虚线所示的图线.可以判定：t时刻质点 A振动方向向下，质点质点C振动方向向下.B振动方向向上,c(2)上“、下坡”法：沿着波的传播方向看，上坡的点向下振动，下坡的点向上振动.即“上坡下、下坡上ylmxtni例如：图中

10、，A点向上振动，B点向下振动，C点向上振动.质点振动方向(3)同侧法质点的振动方向与波的传播方向在波的图象的同一 侧.如图所示.、波的干涉与波的衍射的比较内容衍射和干涉定义现象可观察到现象的条件波的衍射*可以绕过障碍物继 续传播的现象波能偏离直 线而传到直 线传播以外 的空间缝、孔或障碍物 的尺寸跟波长相 差/、多或者小于 波长波的干涉口率相同的两列波叠 队使某些区域的振 动加强，某些区域的 旋动减弱，而且加强 和减弱的区域相间分 布的现象振动强弱相 间的区域.某些区域总是加强，某些区域总是减弱两列波的频率相 同干涉和衍射是波特有的现象相同点热点题型突破：题型1、对波的图象的理解及应用【例1】

11、如图所示是一列简谐波在t = 0时的波形图，介质中的质点 P沿y轴方向做简谐运动的表达式为y= 10sin 5兀t cm.关于这列简谐波，下列说法中正确的是 （）A .这列简谐波的振幅为 20 cm10*1; 小B.这列简谐波的周期为5.0 s1大 6TO卜一=一要sC.这列简谐波在该介质中的传播速度为25 cm/sD.这列简谐波沿 x轴正向传播解析：本题主要考查考生对波形图的正确认识.由图可知，质点偏离平衡位置的最大距离即振幅为 10 cm, A错；由该质点P振动的表达式可知这列简谐横2兀2兀波的周期为 T= 3=5兀5=0.4 s, B错；由题图可知，该波的波长为入=4 m,波速v= T=

12、 0.4 m/s = 10 m/s , C错；由质点P做简谐运动的表达式可知，t = 0时刻质点P正在向上运动，由此可判断波沿 x轴正向传播，D正确.答 案：D发散1、如图所示，一列简谐横波沿X轴正方向传播，实线和虚线分别表示t 1=0和t 2= 0.5 s（T0.5 s）时的波形.能正确反映t 3=7.5 s时波形的是（）题型2、波的图象与振动图象的综合应用Q的振动图【例2】 如图甲为一列简谐横波在t =0.10 s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，图乙为质点象，则（）A. t = 0.15 s时，质点Q的加速度达到正向最大B. t = 0.

13、15 s时，质点P的运动方向沿y轴负方向C.从t = 0.10 s到t =0.25 s ,该波沿x轴正方向传播了 6 mD.从t = 0.10 s到t =0.25 s ,质点P通过的路程为30 cm解析：A选项，由乙图象看出，t = 0.15 s时，质点Q位于负方向的最大位移处，而简谐运动的加速度大小与位移成正比， 方向与位移方向相反，所以加速 度为正向最大值；B选项中，由乙图象看出，简谐运动的周期为 T = 0.20 s, t = 0.10 s时，质点Q的速度方向沿y轴负方向，由甲图可以看出，波的传播方向应该沿x轴负方向，因甲图是t = 0.10 s 的波形，所以t = 0.15 s 时,

14、T入经历了 0.05 s =4的时间，图中的波形向x轴负方向平移了 4 =2 m的距离，如图所示，因波向 x轴负方向传播，则此时 P点的运动方向沿y轴负方向；D选项中，由图甲可以看出，由于 t =0.10 s时刻质点P不处于平衡位置，故从t = 0.10 s至U t =0.25 s质点 P通过的路程不为 30 cm, 发散2、一列横波沿x轴正向传播，a、b、c、d为介质中沿波传播方向上四个D. d处质点的振动图象质点的平衡位置. 某时刻的波形如图3所示，此后，若经过 4扁期开始计时,则图描述的是()A . a处质点的振动图象B. b处质点的振动图象C. c处质点的振动图象题型3、波的特有现象S、S产生的波在同一种均匀介质中相遇.图振动加强【例3】 如图表示两个相干波源 中实线表示波峰，虚线表示波谷，分别为ae和bd的中点，则：(1)在 a、b、c、d、e、f 六点中,的点是 .振动减弱的点是(2)若两