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1、第2 讲机械波一、机械波1定义：_在介质中的传播叫做机械波2形成条件机械振动机械振动介质(1)有发生_的波源(2)有传播_3分类垂直波峰波谷同一直线密部疏部(1)横波：质点的振动方向与波的传播方向相互_的波，有_(凸部)和_(凹部)(2)纵波：质点的振动方向与波的传播方向在_上的波，有_和_4传播特点形式能量迁移波源4A(1)机械波传播的只是振动的_和_，质点只在各自的平衡位置附近做简谐运动，并不随波_(2)介质中各质点的振幅相同，振动周期和频率都与_的振动周期和频率相同(3) 一个周期内，质点完成一次全振动，通过的路程为_，位移为零二、波长、波速和波的图象1波长、波速、频率及其关系(1)波长
2、：在波动中，_总是相同的两个相邻质点间的距离振动相位介质本身波源(2)波速 v：波在介质中的传播速度，由_的性质决定f(3)频率 f：由_决定，等于波源的振动频率(4)波长、波速和频率的关系：v_.2波的图象平衡位置位移各质点(1)坐标轴：横轴表示各质点的_，纵轴表示该时刻各质点的_(2)意义：表示在波的传播方向上，某时刻_离开平衡位置的位移(3)图象：图象类型振动图象波的图象研究对象一振动质点沿波传播方向上所有质点研究内容一质点的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物理意义表示某质点各个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
3、点位移 (4)各时刻速度、加速度方向 (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一完整曲线占横坐标距离表示一个周期表示一个波长(4) 振动图象与波动图象的比较【基础检测】1(2013 年北京卷)一列沿 x 轴正方向传播的简谐机械横波，波速为 4 m/s.某时刻波形如图 12-2-1 所示，下列说法正确的是()图12-2-1A这列波的振幅为 4 cmB这列波的周期
4、为 1 sC此时 x4 m 处质点沿 y 轴负方向运动D此时 x4 m 处质点的加速度为 0答案：D三、波的干涉和衍射现象 多普勒效应1波的干涉相同加强区减弱区(1)条件：两列波的频率必须_(2)现象：形成_和_相互隔开的稳定的干涉图样2波的衍谢小相差不多绕过障碍物(1)条件：障碍物或孔的尺寸比波长_或_(2)现象：波能够_或孔继续向前传播3多普勒效应相对运动频率不变变化(1)条件：声源和观察者之间有_(2)现象：观察者感到_发生变化(3)实质：声源频率_，观察者接收到的频率_【基础检测】2下列物理现象：在春天里一次闪电过后，有时雷声轰鸣不绝；“闻其声而不见其人”；学生围绕振动的音叉转一圈会听
5、到忽强忽弱的声音；当正在鸣笛的火车向着我们疾)驶而来时，我们听到汽笛声的音调变高分别属于波的(A反射、衍射、干涉、多普勒效应B折射、衍射、多普勒效应、干涉C反射、折射、干涉、多普勒效应D衍射、折射、干涉、多普勒效应答案：A考点1 波的传播规律和波动图象的应用重点归纳1从波动图象可以获取的信息(如图12-2-2 所示)图12-2-2(1)直接读取振幅 A 和波长，以及该时刻各质点的位移(2)确定某时刻各质点加速度的方向，并能比较其大小(3)结合波的传播方向可确定各质点的振动方向或由各质点的振动方向确定波的传播方向典例剖析例1：(多选，2016 年湖北龙泉中学、宜昌一中联考)一列简谐横波沿 x 轴
6、正方向传播，t0 时刻的波形如图 12-2-3 中实线所示，t0.1 s 时刻的波形如图中虚线所示波源不在坐标原点 O，P 是传播介质中离坐标原点 xP2.5 m 处的一个质点则以下说法正确的是()图12-2-3A质点 P 的振幅为 0.1 mB波的频率可能为 7.5 HzC波的传播速度可能为 50 m/sD在 t0.1 s 时刻与 P 相距 5 m 处的质点一定沿 x 轴正方向运动E在 t0.1 s 时刻与 P 相距 5 m 处的质点可能是向上振动，也可能是向下振动思维点拨：解答本类题目，要熟悉波的传播规律，注意波的传播方向和传播距离或所用的时间答案：ACE备考策略：(1)熟悉波的传播规律；
7、(2)由波形图求出波长，根据波的传播方向求出周期及波速大小通式(3)要抓住波的周期性，确定周期与时间(或者传播距离与波长)的关系【考点练透】1(多选，2016 年云南师范大学附属中学月考)如图 12-2-4所示，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( )图12-2-4A 波的周期为 2.4 sB波速为 10 m/sC在 t0.9 s 时，P 点沿 y 轴正方向运动D从 t0.6 s 起的 0.4 s 内，P 点经过的路程为 0.4 mE在 t0.5 s 时，Q 点到达波峰位置答案：BDE考点2 波的干涉、衍
8、射、多普勒效应重点归纳波的干涉现象中加强点、减弱点的两种判断方法(1)公式法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r.当两波源振动步调一致时若rn(n0,1,2，)，则振动加强；当两波源振动步调相反时若rn(n0,1,2，)，则振动减弱(2)图象法在某时刻波的干涉的波形图上，波峰与波峰(或波谷与波谷)的交点，一定是加强点，而波峰与波谷的交点一定是减弱点，各加强点或减弱点各自连接而成以两波源为中心向外辐射的连线，形成加强线和减弱线，两种线互相间隔，加强点与减弱点之间各质点的振幅介于加强点与减弱点的振幅之间典例剖析例2：(多选，2014 年大纲卷)两列振动方向相同、振幅分别为
9、A1 和 A2 的相干简谐横波相遇下列说法正确的是()A波峰与波谷相遇处质点的振幅为|A1A2|B波峰与波峰相遇处质点离开平衡位置的位移始终为 A1A2C波峰与波谷相遇处质点的位移总是小于波峰与波峰相遇处质点的位移D波峰与波峰相遇处质点的振幅一定大于波峰与波谷相遇处质点的振幅解析：空间某一质点的位移等于两列波同时在该点引起位移的矢量和，对于相干波源在某一点是加强点，说明两列波在该点振动方向始终一致，但该质点的位移不是始终不变的，选项B 错误；波峰和波谷相遇处的点是减弱点，两列波在该点振动方向始终相反，但其合位移不一定总小于加强点的位移，选项C 错误；加强点处的质点的振幅为A1A2，减弱点处的质
10、点的振幅为|A1A2|，选项 A、D 正确答案：AD【考点练透】2(2013 年山东卷)如图 12-2-5 所示，在某一均匀介质中，A、B 是振动情况完全相同的两个波源，其简谐运动表达式均为x0.1sin(20t) m，介质中 P 点与 A、B 两波源间的距离分别为4 m 和 5 m，两波源形成的简谐横波分别沿 AP、BP 方向传播，波速都是 10 m/s.图12-2-5(1)求简谐横波的波长(2)P 点的振动_(填“加强”或“减弱”)项目内容图象“上下”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
11、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易错点 波的传播方向与质点振动方向的互判1互判方法2.求解波动图象与振动图象综合类问题可采用“一分、一看、二找”的方法(1)分清振动图象与波动图象，看清横坐标(2)看清横、纵坐标的单位，尤其要注意单位前的数量级(3)找准波动图象对应的时刻(4)找准振动图象对应的质点例3：(多选，2014 年新课标卷)如图12-2-6甲所示为一列简谐横波在 t2 s 时的波形图，图乙为介质中平衡位置在x1.5 m处的质点的振动图象，P是平衡位置为x2 m的质点下列说法正确的是()图12-2-6A波速为 0.5 m/sB波的传播方向
12、向右C02 s 时间内，P 运动的路程为 8 cmD02 s 时间内，P 向 y 轴正方向运动E当 t7 s 时，P 恰好回到平衡位置答案：ACE备考策略：解答本类题目，要正确理解振动和波的传播之间的关系，理解波动图象和振动图象的含义，能从图象中获取周期、波长等信息，从而判断质点振动方向和判断传播方向.【触类旁通】(多选，2014 年新课标卷)如图 12-2-7 甲所示为一列简谐横波在 t0.10 s 时刻的波形图，P 是平衡位置在 x1.0 m 处的质点，Q 是平衡位置在 x4.0 m 处的质点；图乙为质点 Q 的振动图象下列说法正确的是()图12-2-7A在 t0.10 s 时，质点 Q 向 y 轴正方向运动B在 t0.25 s 时，质点 P 的加速度方向与 y 轴正方向相同C从 t0.10 s 到 t0.25 s，该波沿 x 轴负方向传播了 6 mD从 t0.10 s 到 t0.25 s，质点 P 通过的路程为 30 cmE质点 Q 简谐运动的表达式为 y0.10sin 10t(国际单位制)
