1、第2講機械波 知識點一機械波的形成和傳播特點 想一想 波速與振速應(yīng)如何理解？兩者有什么關(guān)系？,記一記 1機械波的產(chǎn)生條件 (1)振源； (2) 。 2機械波的分類 機械波可分為和縱波兩種。前者質(zhì)點振動方向和波的傳播方向，后者質(zhì)點振動方向和波的傳播方向在同一直線上。,介質(zhì),橫波,垂直,3機械波的傳播 (1)在同一種均勻介質(zhì)中機械波的傳播是勻速的。波速、波 長和頻率(周期)之間滿足公式：v 。 (2)介質(zhì)質(zhì)點的運動是在各自的平衡位置附近，是變加速運動，介質(zhì)質(zhì)點并不隨波。 (3)機械波傳播的是、能量和信息。 (4)機械波的頻率由決定，而傳播速度由決定。,振動,遷移,振動形式,波源,介質(zhì),f,試一試

2、1關(guān)于振動和波的關(guān)系，下列說法中錯誤的是() A振動是波的成因，波是振動的傳播 B振動是單個質(zhì)點呈現(xiàn)的運動現(xiàn)像，波是許多質(zhì)點聯(lián)合起來呈現(xiàn)的運動現(xiàn)像 C波的傳播速度就是質(zhì)點振動的速度 D波源停止振動時，波并不會立即停止傳播,【解析】 機械波的產(chǎn)生條件是有波源和介質(zhì)。由于介質(zhì)中的質(zhì)點依次帶動由近及遠傳播而形成波，所以選項A和B正確。 波的傳播速度是波形由波源向外伸展的速度，在均勻介質(zhì)中其速度大小不變；而質(zhì)點振動的速度和方向都隨時間周期性地發(fā)生變化。選項C錯誤。 波源一旦將振動傳給了介質(zhì)，振動就會在介質(zhì)中向遠處傳播；當(dāng)波源停止振動時，介質(zhì)仍然繼續(xù)傳播波源振動的運動形式，不會隨波源停止振動而停止傳播，

3、即波不會停止傳播。選項D正確。 【答案】 C,知識點二波的圖像 記一記 1坐標(biāo)軸 x軸：各質(zhì)點的連線。 y軸：沿質(zhì)點振動方向，表示質(zhì)點的。 2波的圖像的物理意義 表示介質(zhì)中各質(zhì)點在某一時刻相對各自 的位移。 3波的圖像的形狀 簡諧波的圖像是 (或余弦)曲線，如圖所示。,平衡位置,位移,平衡位置,正弦,試一試 2下列關(guān)于波的圖像和振動圖像的說法中正確的是() A波的圖像表示某一時刻某質(zhì)點的位移 B振動圖像表示某一時刻各個質(zhì)點的位移 C波的圖像表示某一時刻各個質(zhì)點的位移 D振動圖像表示某一質(zhì)點在某一時刻的位移 【解析】 振動圖像表示某一質(zhì)點在各個時刻的位移，而波的圖像表示某一時刻各個質(zhì)點的位移，故

4、只有C正確。 【答案】 C,【例1】 一列簡諧波沿x軸正方向傳播， 在t0時波形如圖所示，已知波速為10 m/s。 則t0.1 s時正確的波形應(yīng)是圖中的(),【解題探究】 (1)根據(jù)題中條件可以確定哪些物理量？ 【提示】 由波形圖可以確定波長4.0 m，由此可以求出波的周期T。 (2)如何根據(jù)t0時刻的波形圖確定t0.1 s時刻的波形圖？ 【提示】 可以根據(jù)波速和時間計算出波沿x軸傳播的距離來確定波移動的距離。 【自主解答】_ 【答案】 C,【總結(jié)提升】 波的傳播方向與質(zhì)點的振動方向的判斷方法,變式訓(xùn)練1 (2013北京理綜)一列沿x軸正方向傳播的簡諧機械橫波，波速為4 m/s。某時刻波形如圖

5、所示，下列說法正確的是() A這列波的振幅為4 cm B這列波的周期為1 s C此時x4 m處質(zhì)點沿y軸負方向運動 D此時x4 m處質(zhì)點的加速度為0,【答案】 D,振動圖像與波的圖像的比較,【例2】 一列簡諧橫波沿x軸傳播，t0時刻的波形如圖甲所示，此時質(zhì)點P正沿y軸負方向運動，其振動圖像如圖乙所示，則該波的傳播方向和波速分別是() A沿x軸負方向，60 m/s B沿x軸正方向，60 m/s C沿x軸負方向，30 m/s D沿x軸正方向，30 m/s,【解題探究】 (1)如何確定波的傳播方向？ 【提示】 根據(jù)質(zhì)點振動方向與波的傳播方向同側(cè)垂直的方法可以確定波的傳播方向。 (2)如何計算波速的大

6、??？ 【提示】 由v可計算出波速。 【自主解答】_ 【答案】 A,【總結(jié)提升】 “一分、一看、二找”巧解波動圖像與振動圖像綜合類問題 (1)分清振動圖像與波動圖像。只要看清橫坐標(biāo)即可，橫坐標(biāo)為x則為波動圖像，橫坐標(biāo)為t則為振動圖像。 (2)看清橫、縱坐標(biāo)的單位。尤其要注意單位前的數(shù)量級。 (3)找準波動圖像對應(yīng)的時刻。 (4)找準振動圖像對應(yīng)的質(zhì)點。,變式訓(xùn)練2 (2013四川理綜)圖1是一列簡諧橫波在t1.25 s時的波形圖，已知c位置的質(zhì)點比a位置的晚0.5 s起振，則圖2所示振動圖像對應(yīng)的質(zhì)點可能位于() Aaxb Bbxc Ccxd Ddxe,【答案】 D,【例3】 一列簡諧橫波沿x軸

7、正方向傳播， t0時刻的波形如圖所示，介質(zhì)中質(zhì)點P、Q 分別位于x2 m、x4 m處。從t0時刻開 始計時，當(dāng)t15 s時質(zhì)點Q剛好第4次到達波峰。 (1)求波速； (2)寫出質(zhì)點P做簡諧運動的表達式(不要求推導(dǎo)過程)。 【解題探究】 (1)如何求出機械波的波速？,(2)如何寫出P點做簡諧運動的表達式？ 【提示】 根據(jù)簡諧運動的一般表達式y(tǒng)Asin(t)，分別確定振幅A、圓頻率、初相位，代入通式中即可。 【自主解答】_,【答案】 (1)1 m/s(2)y0.2sin 0.5t m,【總結(jié)提升】 波的多解問題的來源及對策 造成波動問題多解的主要因素有： (1)周期性。 時間周期性：時間間隔t與周

8、期T的關(guān)系不明確。 空間周期性：波傳播距離x與波長的關(guān)系不明確。 (2)雙向性。 傳播方向雙向性：波的傳播方向不確定。 振動方向雙向性：質(zhì)點振動方向不確定。,變式訓(xùn)練3 (2013重慶理綜)一列簡諧橫波沿直線傳播，某時刻該列波上正好經(jīng)過平衡位置的兩質(zhì)點相距6 m，且這兩質(zhì)點之間的波峰只有一個，則該簡諧波可能的波長為() A4 m、6 m和8 m B6 m、8 m和12 m C4 m、6 m和12 m D4 m、8 m和12 m,【解析】 根據(jù)題意，有以下三種情況符合要求：,cd6 m，即26 m ef6 m，即 36 m，34 m，故C正確，A、B、D錯誤。 【答案】 C,1利用發(fā)波水槽得到的

9、水面波形如圖甲、乙所示，則() A圖甲、乙均顯示了波的干涉現(xiàn)像 B圖甲、乙均顯示了波的衍射現(xiàn)像 C圖甲顯示了波的干涉現(xiàn)像，圖乙顯示了波的衍射現(xiàn)像 D圖甲顯示了波的衍射現(xiàn)像，圖乙顯示了波的干涉現(xiàn)像,【解析】 波繞過障礙物的現(xiàn)像叫做波的衍射現(xiàn)像，波的干涉現(xiàn)像是波的疊加產(chǎn)生的，干涉圖樣的特點是振動加強區(qū)與減弱區(qū)有規(guī)律分布，因此圖甲顯示了波的衍射現(xiàn)像，圖乙顯示了波的干涉現(xiàn)像，故D正確。 【答案】 D,2(2013福建理綜)如圖，t0時刻，波源在坐標(biāo)原點從平衡位置沿y軸正向開始振動，振動周期為0.4 s，在同一均勻介質(zhì)中形成沿x軸正、負兩方向傳播的簡諧橫波。下圖中能夠正確表示t0.6 s時波形的圖是()

10、 【解析】 介質(zhì)中各質(zhì)點開始振動的方向與振源起振的方向相同，C正確，A、B、D錯誤。 【答案】 C,3(2013課標(biāo))如圖，a、b、c、d是均勻媒質(zhì)中x軸上的四個質(zhì)點，相鄰兩點的間距依次為2 m、4 m和6 m。一列簡諧橫波以2 m/s的波速沿x軸正向傳播，在t0時刻到達質(zhì)點a處，質(zhì)點a由平衡位置開始豎直向下運動，t3 s時a第一次到達最高點。下列說法正確的是() A在t6 s時刻波恰好傳到質(zhì)點d處 B在t5 s時刻質(zhì)點c恰好到達最高點 C質(zhì)點b開始振動后，其振動周期為4 s D在4 st6 s的時間間隔內(nèi)質(zhì)點c向上運動 E當(dāng)質(zhì)點d向下運動時，質(zhì)點b一定向上運動,【答案】 ACD,4(2013

11、天津理綜)一列簡諧橫波沿直線 傳播，該直線上平衡位置相距9 m的a、b 兩質(zhì)點的振動圖像如圖所示，下列描述該 波的圖像可能正確的是(),【答案】 AC,5(2013上海單科)一列橫波沿水平繩傳播，繩的一端在t0時開始做周期為T的簡諧運動，經(jīng)過時間t(3T/4tT)，繩上某點位于平衡位置上方的最大位移處。則在2t時，該點位于平衡位置的() A上方，且向上運動B上方，且向下運動 C下方，且向上運動 D下方，且向下運動 【解析】 由題可知，TtT，所以平衡位置上方的最大位移處質(zhì)點再運動t時間到2t時刻。該質(zhì)點應(yīng)在平衡位置上 方，且向上運動，故只有A項正確。 【答案】 A,6(2013黃岡模擬)如圖甲

12、所示是t1.0 s 時沿x軸負方向傳播的簡諧橫波的圖像，已 知波速v1.0 m/s，則x1.0 m處的質(zhì)點的 振動圖像是圖乙中的(),【答案】 A,7如圖所示，一列簡諧波沿x軸傳播，實線為t10時的波形圖，此時P質(zhì)點向y軸負方向運動，虛線為t20.01 s時的波形圖。已知周期T0.01 s。 (1)波沿x軸_(選填“正”或“負”)方向傳播。 (2)求波速。,【答案】 (1)正(2)100 m/s,8(1)如圖所示是波遇到小孔或障礙物后的圖像，圖中每兩條實線間的距離表示一個波長，其中正確的圖像是(),(2)如圖所示是一列橫波上A、B兩質(zhì)點的振動圖像，該波由A傳向B，兩質(zhì)點沿波的傳播方向上的距離x

13、4.0 m，波長大于3.0 m，求這列波的波速。,【答案】 (1)B(2)40 m/s或8.0 m/s,9漁船常利用超聲波來探測遠處魚群 的方位。已知某超聲波頻率為1.0105 Hz， 某時刻該超聲波在水中傳播的波動圖像 如圖所示。 (1)從該時刻開始計時，畫出x7.5103 m處質(zhì)點做簡諧運動的振動圖像(至少一個周期)； (2)現(xiàn)測得超聲波信號從漁船到魚群往返一次所用時間為 4 s，求魚群與漁船間的距離(忽略船和魚群的運動)。,【答案】 (1)見解析(2)3 000 m,10一列簡諧橫波沿x方向傳播， 如圖所示，其中實線和虛線分別為 t0和t0.5 s兩時刻的波形圖，坐 標(biāo)為x8 m處的質(zhì)點

14、在t0時刻運 動方向沿y軸負方向。 (1)判斷這列波的傳播方向； (2)如果T0.5 s，求波速； (3)如果T0.5 s，求波速的所有可能值。,【答案】 (1)沿x軸正方向(2)4 m/s(3)4(4n1)m/s(n 1，2，3，),11(1)如圖，一列簡諧橫波沿x軸正方向 傳播，實線和虛線分別表示t10時和t2 0.5 s(T0.5 s)時的波形，能正確反映t3 7.5 s時波形的是圖(),(2)如圖為一簡諧波在t0時刻的波形圖，介質(zhì)中的質(zhì)點P做簡諧運動的表達式為y4sin 5t，求： 該波的速度； 畫出t0.3 s時的波形圖(至少畫出一個波長)。,0.3 s內(nèi)波沿x軸正向平移的距離xvt100.3 m3 m，將t0時的波形圖沿x軸正向平移3 m可得t0.3 s時的波形圖如圖所示。 【答案】 (1)D(2)10 m/s見解