第2讲机械波

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1、第2讲机械波知识檢理知识点n机械波、横波和纵波1. 机械波的形成和传播(1) 产生条件 有波源。 有能传播振动的介质，如空气、水、绳子等。(2) 传播特点 传播振动形式、能量和信息。 质点不随波迂移。介质中各质点振动频率、振幅、起振方向等都与波源相同。2.机械波的分类分类质点振动方向和波的传播方向的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波速、波长和频率(周期)的关系(1)波长仏 在波动中振动情况总是相同的两个相邻质点间的距离。(2) 频率/：在波动中，介质中各质点的振动频率都是相同的，都等于波源的振动频率。(3) 波速0、

2、波长久和频率周期T的关系：公式：Q = T=f 机械波的波速大小由介质本身的性质决定，与机械波的频率无关。知识点昌横波的图像1坐标轴：横轴表示各质点的平衡位置，纵轴表示该时刻各质 点的位移。如图。2. 物理意义：表示在波的传播方向上，某时刻各质点离开平 衡位置的位移。知识点目波的特有现象1. 波的叠加观察两列波的叠加过程可知：几列波相遇时，每列波都能够保持各自的状态继续传播而 不互相干扰，只是在重叠的区域里，质点同时参与这几列波引起的振动，质点的位移等于这 几列波单独传播时引起的位移的矢量和。2.波的干涉和衍射波的干涉波的衍射条件两列波的频率必须相同明显条件：障碍物或孔的尺寸比 波长小或相差不

3、多现象形成加强区和减弱区相互隔开 的稳定的干涉图样波能够绕过障碍物或孔继续向 前传播知识虑回多普勒效应1 .定义：由于波源和观察者之间有相对运动，使观察者感受到波的频率发生变化的现象。2. 实质：波源频率不变，观察者接收到的频率发生变化。3. 规律(1)波源与观察者如果相互靠近，观察者接收到的频率增大;(2) 波源与观察者如果相互远离，观察者接收到的频率减小。(3) 波源和观察者如果相对静止，观察者接收到的频率等于波源的频率。考点一 波的传播与图像1波的传播过程中的特点(1) 振源经过一个周期T完成一次全振动，波恰好向前传播一个波长的距离，所以有v=T(2) 质点振动“T(波传播说)时，波形不

4、变。(3) 在波的传播方向上，当两质点平衡位置间的距离为说(“=1,2,3)时，它们的振动步调 总相同；当两质点平衡位置间的距离为(2+1)2( = 0,1,2,3)时，它们的振动步调总相反。(4) 波源质点的起振方向决定了它后面的质点的起振方向，各质点的起振方向与波源的起 振方向相同。2波的传播方向与质点振动方向的互判方法内容图像“上下 坡”法沿波的传播方向，“上坡”时质点向 下振动，“下坡”时质点向上振动“同侧” 法波形图上某点表示传播方向和振动 方向的箭头在图线同侧“微平 移”法将波形沿传播方向进行微小的平移， 再由对应同一X坐标的两波形曲线上 的点来判断振动方向EH1 (2020全国卷

5、III)如图，一列简谐横波平行于X轴传播，图中的实线和虚线分别为t=0和t=0.1 s时的波形图。已知平衡位置在x=6 m处的质点，在0到0.1 s时间内运动方向 不变。这列简谐波的周期为s,波速为m/s,传播方向沿x轴(填“正方向”或“负方向”)。1一列简谐横波沿兀轴正方向传播，下图是某时刻波的图像,下列说法不正确的是IA. 各质点的振幅均为2 cmB. q、c质点的振动方向相同C. b质点具有正向最大速度D. 质点具有正向最大加速度2下图是某时刻横波的波形图，则()A. 若质点a向下运动，则波是从左向右传播的B. 若质点b向上运动，则波是从左向右传播的C. 若波从右向左传播,则质点c向下运

6、动D. 若波从左向右传播,则质点d向上运动考点二振动图像与波动图像的综合应用1.振动图像和波动图像的比较振动图像波动图像图像物理意义表示同 质点在各时刻的位 移表示某时刻各质点的位移图像信息(1) 某一质点振动周期(2) 某一质点振幅(3) 某一质点在各时刻的位移(4) 某一质点在各时刻速度、 加速度的方向(1) 波长、振幅(2) 任意一质点在该时刻的位移(3) 任意一质点在该时刻加速度的 方向(4) 传播方向、振动方向的互判图像变化随时间推移，图像延续，但已 有形状不变随时间推移，图像沿传播方向平 移一个完整 曲线占横 坐标的距离表示个周期表示 个波长2.“一分、一看、二找”巧解波的图像与振

7、动图像综合类问题._分清振动图像与波的图像。此问题最简单，只一分 一4要看清横坐标即可，横坐标为戈则为波的图像,丿横坐标为f则为振动图像看清横、纵坐标的单位口尤其要注意单位前的 数量级找准波的图像对应的时刻找准振动图像对应的质点r(多选)(2019全国卷I)一简谐横波沿兀轴正方向传播，在t=|时寸刻，该波的波形图 如图(a)所示，P、Q是介质中的两个质点。图(b)表示介质中某质点的振动图像。下列说法正 确的是()ABCDE质点Q的振动图像与图(b)相同在t=0时刻，质点P的速率比质点Q的大在t=0时刻，质点P的加速度的大小比质点Q的大1.(多选)取向上为质点振动的正方向 ,得到如图所示的两个图

8、像 ,其中图甲是一列波的波形 图,/是介质中的一个质点，图乙是介质中另一个质点的振动图像为振动中的某一个时刻关 于图甲中 A 质点在该时刻的运动方向和图乙中 B 时刻质点的运动方向 ,下列说法正确的是A.A质点向下运动B.A 质点向上运动C.B 时刻质点向下运动D.B 时刻质点向上运动平衡位置在坐标原点的质点的振动图像如图(b)所示 在t=0时刻，质点P与其平衡位置的距离比质点Q的大考点三 机械波传播过程中的多解问题 1波动问题多解的主要因素(1) 周期性 时间周期性：时间间隔t与周期T的关系不明确。 空间周期性：波传播的距离Ax与波长久的关系不明确。(2) 双向性 传播方向双向性：波的传播方

9、向不确定。 振动方向双向性：质点振动方向不确定。2解决波的多解问题的思路一般采用从特殊到一般的思维方法，即找出一个周期内满足条件的关系At或Ax,若此 关系为时间，则t=T+At(“=0,l,2,)；若此关系为距离，则x=+Ax(n = 0,l,2,)周期性师 简谐横波沿x轴传播，M、N是x轴上两质点，如图甲是质点N的振动图像。图乙中实线是t=3 s时刻的波形图像，质点M位于x=8 m处，虚线是再过At时间后的波形图像。(1) 波速大小和方向(2) 时间 At。（1）写出这列波的波速表达式；（2）若波速大小为74 m/s,波速方向如何?1. （多选）（2018全国卷III）一列简谐横波沿兀轴正

10、方向传播，在t=0和t=0.20 s时的波形 分别如图中实线和虚线所示。已知该波的周期T020 s。下列说法正确的是（）八 y/emA. 波速为0.40 m/sB. 波长为0.08 mC. x=0.08 m的质点在t=0.70 s时位于波谷D. 兀=0.08 m的质点在t=0.12 s时位于波谷E. 若此波传入另一介质中其波速变为0.80 m/s，则它在该介质中的波长为0.32 m2列横波沿x轴正方向传播a b、c、d为介质中的沿波传播方向上四个质点的平衡位置. 某时刻的波形如图甲所示，此后，若经过3周期开始计时，则图乙描述的是（）4九y甲乙A. a处质点的振动图像B.b处质点的振动图像C.c

11、处质点的振动图像D.d处质点的振动图像3.（多选）如图所示，有一列传播的简谐横波,x=0与x= 1 cm处的两个质点的振动图像分别如图中 实线与虚线所示这列波的（）A.波长一定是4 cm B.周期一定是4 sC.振幅一定是2 cm D.传播速度一定是1 cm/s4.（多选）一列简谐横波沿x轴正方向传播，在t=0和t=0.20 s时的波形分别如图中实线和虚线所 示已知该波的周期T0.20 s.下列说法正确的是（）n v/cmA. 波速为0.40 m/sB. 波长为0.08 mC. x=0.08 m的质点在t=0.70 s时位于波谷D. x=0.08 m的质点在t=0.12 s时位于波谷考点四波的

12、衍射、干涉和多普勒效应1. 波的干涉中振动加强点和减弱点的判断某质点的振动是加强还是减弱，取决于该点到两相干波源的距离之差A厂。（1）当两波源振动步调一致时：若Ar=n（n=O、1、2），则振动加强；若Ar=（2n+1）2（n = 0、1、2），则振动减弱；（2）当两波源振动步调相反时：若Ar=（2n+1）2（n = 0、1、2）,则振动加强；若Ar=n3（n=0、1、2）,则振动减弱。2. 多普勒效应的成因分析（1）接收频率：观察者接收到的频率等于观察者在单位时间内接收到的完全波的个数。（2）当波源与观察者相互靠近时，观察者接收到的频率变大，当波源与观察者相互远离时, 观察者接收到的频率变小

13、。（多选）如图甲所示，一位男同学站立不动吹口哨，一位女同学坐在秋千上来回摆动, 据图乙，下列关于女同学的感受的说法正确的是（2.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女同学在点C向右运动时，她感觉哨声音调不变D女同学在点C向左运动时，她感觉哨声音调变低E. 女同学从B向D运动过程中，她感觉哨声音调变高 3图中S、S2是两个相干波源，它们发出的波相互叠加，实线表示波峰,虚线表示波谷则对a、b、c三点振动情况的判断正确的是（）A. b处的振动永远互相减弱B. a处永远是波峰与波峰相遇点C. b处在该时刻是波谷与波谷相遇D. c处的振

14、动永远互相减弱第2讲机械波知识檢理知识点n机械波、横波和纵波1. 机械波的形成和传播(1) 产生条件 有波源。 有能传播振动的介质，如空气、水、绳子等。(2) 传播特点 传播振动形式、能量和信息。 质点不随波迂移。介质中各质点振动频率、振幅、起振方向等都与波源相同。2.机械波的分类分类质点振动方向和波的传播方向的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波速、波长和频率(周期)的关系(1)波长仏 在波动中振动情况总是相同的两个相邻质点间的距离。(2) 频率/：在波动中，介质中各质点的振动频率都是相同的，都等于波源的振动频率。(3) 波速0、波长久和频率周期T的关系：公式：Q = T=f 机械波的波速大小由介质本身的性质决定，与机械波的频率无关。知识点昌横波的图像1坐标轴：横轴表示各质点的平衡位置，纵轴表示该时刻各质 点的位移。如图。2. 物理意义：表示在波的传播方向上，某时刻各质点离开平 衡位置的位移。知识点目波的特有现象1. 波的叠加观察两列波的叠加过程可知：几列波相遇时，每列波都能够保持各自的状态继续传播而 不互相干扰，