1、自主學(xué)習(xí) 1產(chǎn)生條件：(1) ；(2) ,波源,介質(zhì),2特點(diǎn) (1)機(jī)械波傳播的只是振動(dòng)的 和 質(zhì)點(diǎn)只在各自的平衡位置附近做受迫運(yùn)動(dòng)，并不隨波 (2)介質(zhì)中各質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)相同，振動(dòng)周期和頻率都與 的振動(dòng)周期和頻率相同 (3)各質(zhì)點(diǎn)開始振動(dòng)(即起振)的方向均 (4)一個(gè)周期內(nèi)，質(zhì)點(diǎn)完成一次全振動(dòng)，通過的路程為 ，位移為 .,形式,能量,遷移,波源,相同,4A,0,3機(jī)械波的分類 (1)橫波：質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)方向與波的傳播方向 的波，有 (凸部)和 (凹部) (2)縱波：質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)方向與波的傳播方向在 的波，有 和 ,垂直,波峰,波谷,同一條直,線上,密部,疏部,4波長(zhǎng)、波速、頻率及其關(guān)系 (1)波長(zhǎng) 在波的

2、傳播方向上，相對(duì)平衡位置的 總是相等的兩個(gè)相鄰的質(zhì)點(diǎn)間的距離，用表示 (2)波速 波在介質(zhì)中的傳播速度由 本身的性質(zhì)決定 (3)頻率 由 決定，等于 的振動(dòng)頻率 (4)波長(zhǎng)、波速和頻率的關(guān)系 公式關(guān)系：v 適用條件：對(duì)機(jī)械波、電磁波均適用,位移,介質(zhì),波源,波源,f.,【特別提醒】(1)由于質(zhì)點(diǎn)間的彈力作用，先振動(dòng)的質(zhì)點(diǎn)要對(duì)相鄰的后振動(dòng)的質(zhì)點(diǎn)做正功，后者對(duì)前者做負(fù)功，因而離波源近的質(zhì)點(diǎn)把機(jī)械能傳遞給離波源遠(yuǎn)的質(zhì)點(diǎn) (2)橫波是固體的形狀發(fā)生了變化而產(chǎn)生彈力作用所致，橫波只能通過固體傳播；物體的各部分由于經(jīng)常受到壓縮和拉長(zhǎng)，固體內(nèi)固然要產(chǎn)生彈力、液體和氣體也要產(chǎn)生彈力，所以縱波在這三種狀態(tài)的介質(zhì)

3、中都能傳播,深化拓展 1對(duì)波速、波長(zhǎng)、頻率的理解 (1)波的頻率是介質(zhì)中各質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)頻率，質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)是一種受迫振動(dòng)，驅(qū)動(dòng)力來源于波源，所以波的頻率由波源決定，是波源的頻率 (2)波速是介質(zhì)對(duì)波的傳播速度介質(zhì)能傳播波是因?yàn)榻橘|(zhì)中各質(zhì)點(diǎn)間有彈力的作用，彈力越大，相對(duì)運(yùn)動(dòng)的反應(yīng)越靈敏，則波的傳播速度越大通常情況下，固體對(duì)機(jī)械波的傳播速度較大，氣體對(duì)機(jī)械波的傳播速度較小所以，介質(zhì)對(duì)機(jī)械波的傳播速度由介質(zhì)決定，與振動(dòng)頻率無關(guān),(3)波長(zhǎng)是質(zhì)點(diǎn)完成一次全振動(dòng)傳播的距離，所以波長(zhǎng)與波速和周期有關(guān)，即波長(zhǎng)由波源和介質(zhì)共同決定 由以上分析知，波從一種介質(zhì)進(jìn)入另一種介質(zhì)，頻率不會(huì)發(fā)生變化，但波速和波長(zhǎng)將發(fā)生改變

4、波長(zhǎng)描述波在空間上的周期性，相距為波長(zhǎng)整數(shù)倍的質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)情況完全相同；周期描述波在時(shí)間上的周期性，在波傳播過程中，經(jīng)過整數(shù)倍周期時(shí)，波的圖象相同，同一質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)情況相同,點(diǎn)拔：根據(jù)波的時(shí)間周期性和空間周期性可以得到如下結(jié)論：波傳播的距離是波長(zhǎng)的多少倍，則傳播這段距離所用時(shí)間是周期的多少倍，用公式表示為： .,2波速和質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)速率,針對(duì)訓(xùn)練 簡(jiǎn)諧機(jī)械波在給定的介質(zhì)中傳播時(shí)，下列說法正確的是 () A振幅越大，則波傳播的速度越大 B振幅越大，則波傳播的速度越小 C在一個(gè)周期內(nèi)，振動(dòng)質(zhì)點(diǎn)走過的路程等于一個(gè)波長(zhǎng) D振動(dòng)的頻率越高，則波傳播一個(gè)波長(zhǎng)的距離所用的時(shí)間越短,解析：波的傳播速度由介質(zhì)決定，與振幅

5、、頻率無關(guān)，故A、B均錯(cuò)誤；一個(gè)周期內(nèi)，波傳播距離等于一個(gè)波長(zhǎng)，質(zhì)點(diǎn)走過的路程等于4A，C錯(cuò)誤；波傳播一個(gè)波長(zhǎng)所用時(shí)間等于一個(gè)周期，D正確 答案：D,自主學(xué)習(xí) 波的圖象 1坐標(biāo)軸：取各質(zhì)點(diǎn)平衡位置的連線作為x軸，表示質(zhì)點(diǎn)分布的順序；取過波源質(zhì)點(diǎn)的 方向作為y軸，表示質(zhì)點(diǎn) 2意義：在波的傳播方向上，介質(zhì)中質(zhì)點(diǎn)在某一時(shí)刻相對(duì)各自 的位移,振動(dòng),位移,平衡位置,3波的圖象的應(yīng)用 (1)可直接得到在該時(shí)刻各質(zhì)點(diǎn)離開平衡位置的位移的大小和方向，從而可確定不同質(zhì)點(diǎn)加速度的大小關(guān)系，以及各質(zhì)點(diǎn)的加速度方向 (2)可直接讀出各質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)的振幅 (3)若已知波的傳播方向，可確定各質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向 (4)可以由某時(shí)刻

6、的波形圖畫出另一時(shí)刻的波形圖 【特別提醒】(1)有機(jī)械波時(shí)一定有機(jī)械振動(dòng)，反之不一定成立 (2)波源停止振動(dòng)時(shí)，機(jī)械波不會(huì)立即停止傳播,深化拓展 橫波的傳播方向與質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向的互判方法 1上下坡法 沿波的傳播速度方向看，“上坡”的質(zhì)點(diǎn)向下振動(dòng)，“下坡”的質(zhì)點(diǎn)向上振動(dòng)，簡(jiǎn)稱“上坡下，下坡上”(如圖所示),2同側(cè)法 在波的圖象上的某一點(diǎn)，沿y軸方向畫出一個(gè)箭頭表示質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)方向，并設(shè)想在同一點(diǎn)沿x軸方向畫個(gè)箭頭表示波的傳播方向，那么這兩個(gè)箭頭總是在曲線的同側(cè)(如圖所示),3逆向描跡法 逆著波的傳播方向用筆描波形曲線，筆頭向上動(dòng)，質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向向上，筆頭向下動(dòng)，質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向就向下，如圖所示,針對(duì)訓(xùn)

7、練 如圖所示，為一列簡(jiǎn)諧橫波在某一時(shí)刻的波的圖象，A、B、C是介質(zhì)中的三個(gè)質(zhì)點(diǎn)已知波是向x正方向傳播的，波速為v20m/s，下列說法中正確的是 () A這列波的波長(zhǎng)是10cm B質(zhì)點(diǎn)A的振幅為零 C質(zhì)點(diǎn)B此刻向y軸正方向運(yùn)動(dòng) D質(zhì)點(diǎn)C再經(jīng)過0.15s通過平衡位置 答案：CD,規(guī)律方法 掌握波形成的基本特征：后一質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)總是落后于帶動(dòng)它的前一質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)，每個(gè)質(zhì)點(diǎn)的起振方向與振源的起振方向相同振源簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)一個(gè)周期，波向前傳播一個(gè)波長(zhǎng)，波的振動(dòng)周期和頻率與振源的振動(dòng)周期和頻率相同,【例1】如圖甲所示，沿x軸方向的一條細(xì)繩上有O、a、b、c四點(diǎn)，且Oaab、bc5ab，質(zhì)點(diǎn)O在垂直于x軸方向上做簡(jiǎn)諧

8、運(yùn)動(dòng)，沿x軸傳播形成橫波t10時(shí)刻，O點(diǎn)開始向上運(yùn)動(dòng)，經(jīng)t20.2s，O點(diǎn)第一次到達(dá)上方最大位移處，這時(shí)a點(diǎn)才開始往上運(yùn)動(dòng)由此可以判斷，在t32.6s時(shí)刻，質(zhì)點(diǎn)b和c的運(yùn)動(dòng)情況是 (),Ab點(diǎn)位于x軸下方 Bc點(diǎn)位于x軸上方 Cb點(diǎn)正向下運(yùn)動(dòng) Dc點(diǎn)正向下運(yùn)動(dòng) 分析根據(jù)題目可知O點(diǎn)的振動(dòng)情況和a點(diǎn)的起振情況，質(zhì)點(diǎn)的起振方向、周期及 內(nèi)波傳播的情況，進(jìn)而作出波形圖象即可解答問題,解析設(shè)x軸上每一個(gè)小格長(zhǎng)為l，經(jīng)t20.2s，O點(diǎn)第一次到達(dá)上方最大位移處，這時(shí)a點(diǎn)才開始向上運(yùn)動(dòng)，說明振源O點(diǎn)的起振方向向上，且t2 ，得T4t20.8s，由 l，得4l.在t32.6s T時(shí)刻，波形如圖乙所示所以b點(diǎn)

9、位于x軸下方，瞬時(shí)速度為零；c點(diǎn)位于x軸上，向下有最大速度 答案AD 總結(jié)提升本題利用機(jī)械波的形成特點(diǎn)，結(jié)合振源的振動(dòng)情況畫出某時(shí)刻的波形，從而判斷機(jī)械波上各點(diǎn)在該時(shí)刻的運(yùn)動(dòng)情況,一列沿x軸正向傳播的簡(jiǎn)諧橫波，其振幅為2cm，波速為30cm/s，在傳播過程中，介質(zhì)中相距30cm的兩質(zhì)點(diǎn)a、b某時(shí)刻均在x軸上方距離x軸1cm的位置，此時(shí)兩質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)方向相反，如圖所示則下列說法正確的是(),A從此時(shí)刻起，經(jīng)過1秒鐘a質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到b位置處 B此時(shí)a、b兩質(zhì)點(diǎn)加速度大小相等、方向相反 Cb質(zhì)點(diǎn)可能比a質(zhì)點(diǎn)先回到平衡位置 Da質(zhì)點(diǎn)速度最大時(shí)，b質(zhì)點(diǎn)速度為0 解析：波傳播時(shí)質(zhì)點(diǎn)并不遷移，故選項(xiàng)A錯(cuò)；此時(shí)兩質(zhì)點(diǎn)

10、的位移相同，故加速度相同，選項(xiàng)B錯(cuò)；此時(shí)兩質(zhì)點(diǎn)的速度方向相反，但不能確定其具體方向，也就不能確定哪個(gè)先回到平衡位置，選項(xiàng)C對(duì)；假設(shè)此時(shí)a向下運(yùn)動(dòng)，b向上運(yùn)動(dòng)由于a運(yùn)動(dòng)越來越快，b越來越慢，故a運(yùn)動(dòng)到平衡位置即速度最大時(shí)，b還沒有到達(dá)最大位移處，速度不為零，選項(xiàng)D錯(cuò) 答案：C,規(guī)律方法 由波的傳播方向和某時(shí)刻的波形圖畫出另一時(shí)刻的波形圖(或已知某一時(shí)刻的波形圖和另一時(shí)刻的波形圖，求出波的傳播方向)的方法主要有： (1)平移法：將時(shí)間差換算成與周期的關(guān)系，或?qū)鞑ゾ嚯x換算成與波長(zhǎng)的關(guān)系，再進(jìn)行平移平移時(shí)注意“去整留零” (2)特殊點(diǎn)法：取相距 的兩個(gè)特殊點(diǎn)，一般是波峰和平衡位置或波谷與平衡位置，由

11、此確定它們經(jīng)過一段時(shí)間后的位置，再將波形圖補(bǔ)充完整,【例2】沿x軸方向放置的一條水平繩，其中點(diǎn)為坐標(biāo)原點(diǎn)O，繩O處的質(zhì)點(diǎn)做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)，振動(dòng)圖象如圖甲所示振動(dòng)在繩上產(chǎn)生的簡(jiǎn)諧波分別沿x軸的正負(fù)方向傳播，波速為1m/s.若0.3s時(shí)質(zhì)點(diǎn)O立即停止振動(dòng)，則當(dāng)振源停止振動(dòng)后再經(jīng)0.1s時(shí)的波形圖是圖乙中的(),分析根據(jù)質(zhì)點(diǎn)O的振動(dòng)圖象可判斷出波的周期T0.4s，質(zhì)點(diǎn)的起振方向(向上)，結(jié)合波速可求出波長(zhǎng)0.4s，畫出0.3s內(nèi)的波形圖，將波形沿傳播方向平移s0.1m即可.,解析由振動(dòng)圖象可知，波的周期T0.4s，波長(zhǎng)vT10.4m0.4m，振動(dòng)0.3s后，波向前傳播的距離xvt10.3m0.3m，波剛開

12、始振動(dòng)時(shí)波源由平衡位置向上振動(dòng)，可以推知0.3s時(shí)的波形如圖丙所示，再經(jīng)0.1s，波形以波源為分界點(diǎn)分別將波向左右平移0.1m. 答案B,總結(jié)提升本題可采用“特殊點(diǎn)法”，振源經(jīng) T自平衡位置運(yùn)動(dòng)至波谷處，波向x軸正方向及x軸負(fù)方向形成的波就可依次確定，且波只向前分別傳播了 .此后波源停止振動(dòng)，波形不變，只會(huì)向兩邊傳播出去,一列簡(jiǎn)諧橫波沿x軸正向傳播，t0時(shí)刻的波形圖如圖所示，傳播速度是1m/s.已知g10m/s2.則： (1)它的周期為多少？ (2)在圖中畫出t5s時(shí)的波形圖(至少一個(gè)波長(zhǎng))在哪些時(shí)刻x1m處的質(zhì)點(diǎn)處于波峰？ (3)如果該列波是一單擺振動(dòng)產(chǎn)生的，則單擺的擺長(zhǎng)是多少？,解析：(1

13、)由圖可知：2m T/v所以T2s (2)t5s時(shí)的波形如下圖中虛線所示t(2k )s(k0,1,2,3)時(shí)x1m處質(zhì)點(diǎn)處于波峰,答案：(1)2s(2)見解析圖(2k )s(k0,1,2,3) (3)1m,規(guī)律方法 振動(dòng)圖象與波動(dòng)圖象的比較,【例3】(2009寧夏銀川抽樣測(cè)試)如圖所示，甲為某一質(zhì)點(diǎn)在t1.0s時(shí)刻的圖象，乙為參與波動(dòng)的某一質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)圖象 (1)兩圖中AA，OC各表示什么物理量？量值各是多少？ (2)說明兩圖中OAB段圖線的意義 (3)畫出再經(jīng)過0.25s后的波動(dòng)圖象和振動(dòng)圖象,解析(1)甲圖中AA是質(zhì)點(diǎn)A的振幅和它在t1.0s對(duì)平衡位置的位移，量值為0.2m，方向與正方向相反

14、；OC表示波長(zhǎng)，量值為4m；乙圖中AA為某一質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)的振幅，也是該質(zhì)點(diǎn)在t0.25s相對(duì)平衡位置的位移，量值為0.2m，方向與正方向相反，OC表示該質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)周期，量值為1.0s. (2)甲圖中OAB段圖線表示O和B之間的各質(zhì)點(diǎn)在t1.0s時(shí)相對(duì)平衡位置的位移，OA間各質(zhì)點(diǎn)在t1.0s時(shí)向平衡位置振動(dòng)，AB間各質(zhì)點(diǎn)正遠(yuǎn)離平衡位置振動(dòng)，乙圖中OAB段圖線表示某一質(zhì)點(diǎn)在t00.5s內(nèi)振動(dòng)位移隨時(shí)間的變化情況，在00.25s內(nèi)該質(zhì)點(diǎn)正遠(yuǎn)離平衡位置振動(dòng)，在0.25s0.5s內(nèi)正向著平衡位置振動(dòng),(3)再經(jīng)過0.25s后，波向右平移xvt ，振動(dòng)圖象在此基礎(chǔ)上延伸 ，圖象分別如圖甲、乙所示,答案見解析

15、總結(jié)提升解決兩種圖象結(jié)合的問題的基本思路： (1)首先識(shí)別哪一個(gè)是波的圖象，哪一個(gè)是振動(dòng)圖象，兩者間的聯(lián)系紐帶是周期與振幅 (2)再?gòu)恼駝?dòng)圖象中找出某一質(zhì)點(diǎn)在波的圖象中的那一時(shí)刻的振動(dòng)方向，然后再確定波的傳播方向及其他問題 解決此類題的關(guān)鍵是搞清振動(dòng)圖象與波動(dòng)圖象的區(qū)別與聯(lián)系,(2009全國(guó))一列簡(jiǎn)諧橫波在某一時(shí)刻的波形圖如圖1所示，圖中P、Q兩質(zhì)點(diǎn)的橫坐標(biāo)分別為x1.5m和x4.5m.P點(diǎn)的振動(dòng)圖象如圖2所示 在下列四幅圖中，Q點(diǎn)的振動(dòng)圖象可能是(),解析：本題考查簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)質(zhì)點(diǎn)的位移圖象和波的圖象兩個(gè)知識(shí)點(diǎn)，意在考查考生對(duì)兩個(gè)圖象的識(shí)別及綜合分析能力由波形圖可知該波的波長(zhǎng)為4m，P、Q兩點(diǎn)間

16、相距 個(gè)波長(zhǎng)，由P點(diǎn)振動(dòng)圖象可知，t0時(shí)刻，P點(diǎn)通過平衡位置向上運(yùn)動(dòng)，若波沿x軸正方向傳播，則Q點(diǎn)應(yīng)在正向的最大位移處，B正確；若波沿x軸負(fù)方向傳播，則Q點(diǎn)應(yīng)在負(fù)向最大位移處，C正確 答案：BC,規(guī)律方法 波的多解問題 (1)傳播方向不確定出現(xiàn)多解 波總是由波源出發(fā)，并由近及遠(yuǎn)地向前傳播波在介質(zhì)中傳播時(shí)，介質(zhì)中的各個(gè)質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)情況可以根據(jù)波的傳播方向確定反之亦然，但是，如果題中的已知條件不能確定波的傳播方向或者不能確定質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向，則需要分情況進(jìn)行討論，此時(shí)就會(huì)出現(xiàn)多解現(xiàn)象,(2)兩質(zhì)點(diǎn)間位置關(guān)系不確定出現(xiàn)多解 在波的傳播方向上，如果兩個(gè)質(zhì)點(diǎn)間的距離不確定或相位之間關(guān)系不確定，就會(huì)形成多解，

17、而不能聯(lián)想到所有可能的情況，就會(huì)出現(xiàn)漏解做這類題時(shí)，應(yīng)根據(jù)題意在兩質(zhì)點(diǎn)間先畫出最短的波形圖，然后再分別分析 (3)傳播距離與波長(zhǎng)關(guān)系不確定出現(xiàn)多解 在波的傳播方向上，相隔一個(gè)波長(zhǎng)的質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)的步調(diào)是完全相同的；但如果題目中沒有給定波的傳播距離x與波長(zhǎng)之間的大小關(guān)系，就會(huì)出現(xiàn)多解現(xiàn)象,(4)間隔時(shí)間與周期關(guān)系不確定出現(xiàn)多解 在波向前傳播的過程中，質(zhì)點(diǎn)在各自平衡位置兩側(cè)做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)由于簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)具有周期性而出現(xiàn)多解 即若某一時(shí)刻t各振動(dòng)質(zhì)點(diǎn)形成一波形，經(jīng)過時(shí)間tnT(n0,1,2，)，各振動(dòng)質(zhì)點(diǎn)將回到原來狀態(tài)，則tttnT時(shí)刻的波形與t時(shí)刻的波形重合 在處理這類問題時(shí)，要始終抓住質(zhì)點(diǎn)周期性運(yùn)動(dòng)及其與波的

18、傳播之間的聯(lián)系，并要靈活地用周期數(shù)來表示波的傳播時(shí)間，用波長(zhǎng)個(gè)數(shù)來表示波的傳播距離，才便于分析、表達(dá)和解決問題,【例4】一列橫波在x軸上傳播，t10和t20.005s時(shí)的波形，如圖所示的實(shí)線和虛線，求： (1)設(shè)周期大于(t2t1)，求波速 (2)設(shè)周期小于(t2t1)，并且波速為6000m/s，求波的傳播方向,解析當(dāng)波傳播時(shí)間小于周期時(shí)，波沿傳播方向前進(jìn)的距離小于一個(gè)波長(zhǎng)，當(dāng)波傳播的時(shí)間大于周期時(shí)，波沿傳播方向前進(jìn)的距離大于波長(zhǎng)，這時(shí)從波形的變化上看出的傳播距離加上幾個(gè)波長(zhǎng)才是實(shí)際傳播的距離 (1)因t(t2t1)T，所以波傳播的距離可以直接由圖讀出 若波向右傳播，則在0.005s內(nèi)傳播了2m，故波速為,若波向左傳播，則在0.005s內(nèi)傳