高中物理选修34第二章机械波ppt课件

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1、第四章 机械波1机机械械波波形成形成特点特点特性特性条件条件条件条件：同时存在振源和介质：同时存在振源和介质：同时存在振源和介质：同时存在振源和介质分类分类：横波与纵波：横波与纵波 质点振动方向与波的传播方质点振动方向与波的传播方质点振动方向与波的传播方质点振动方向与波的传播方向关系向关系向关系向关系 绳波、声波绳波、声波机械波机械波机械波机械波向外传播是振动形式，介质中各质点不随向外传播是振动形式，介质中各质点不随向外传播是振动形式，介质中各质点不随向外传播是振动形式，介质中各质点不随波发生迁移波发生迁移波发生迁移波发生迁移波在传播振动形式的同时也传递能量。波在传播振动形式的同时也传递能量。

2、波在传播振动形式的同时也传递能量。波在传播振动形式的同时也传递能量。波的波的波的波的反射、反射、折射折射折射折射 惠更斯原理惠更斯原理波的叠加波的叠加波的干涉波的干涉多普勒效应多普勒效应波的叠加原理波的叠加原理、波的干涉、衍射波的干涉、衍射描述描述物理量物理量：v=f =x x/t图像图像：表示方法、物理意义、图象应用、与振表示方法、物理意义、图象应用、与振动图象的区别动图象的区别波的衍射波的衍射机形成特点特性条件：同时存在振源和介质分类：横波与纵波 22.2.产生条件：同时存在波源和介质产生条件：同时存在波源和介质波源波源保持持续振动的物体（保持持续振动的物体（内因内因）1.1.形形成成：机

3、机械械振振动动在在介介质质中中的的传传播播，形形成成机械波机械波介质介质借以传播波的物质（借以传播波的物质（外因外因）横波横波：V V振振V V传传 波峰、波谷波峰、波谷纵波纵波：V V振振V V传传 疏部、密部疏部、密部3.3.波的分类：波的分类：一、机械波的形成和传播特点一、机械波的形成和传播特点2.产生条件：同时存在波源和介质波源保持持续振动的物体34 4、机机械械波波传传播播的的特特点点(1)(1)机械波传播时，介质中各质点只是在机械波传播时，介质中各质点只是在各各自的平衡位置附近振动自的平衡位置附近振动，质点本身并不随，质点本身并不随波迁移。波迁移。(3)(3)沿着波的传播方向，后一

4、质点沿着波的传播方向，后一质点落后并重落后并重 复复前一质点的振动前一质点的振动 。(2)(2)各质点都做受迫振动，振动周期和波源各质点都做受迫振动，振动周期和波源的振动周期相同。各质点的的振动周期相同。各质点的起振方向起振方向与振与振源的起振方向相同。源的起振方向相同。(4)(4)波传播的是波传播的是振动的形式，振动的形式，同时也能传递同时也能传递能量能量和和信息信息。(5)(5)在同一种均匀介质中，质点的振动是在同一种均匀介质中，质点的振动是变变速速的，波的传播是的，波的传播是匀速匀速的。的。4、机械波传播的特点(1)机械波传播时，介质中各质点只是在各4二、机械波的描述二、机械波的描述1

5、1、波长：对平衡位置的、波长：对平衡位置的位移总是相同位移总是相同的两个的两个相邻相邻质质点间的距离点间的距离波长波长波长波长（一）描述波（一）描述波的特征的特征的的物理量物理量 相距相距相距相距的整数倍的两个质点振动步调总是一致的整数倍的两个质点振动步调总是一致的整数倍的两个质点振动步调总是一致的整数倍的两个质点振动步调总是一致 相距相距相距相距/2/2/2/2的奇数倍的两个质点振动步调总是相反的奇数倍的两个质点振动步调总是相反的奇数倍的两个质点振动步调总是相反的奇数倍的两个质点振动步调总是相反 每经过一个波长的距离，出现一个振动情况完全每经过一个波长的距离，出现一个振动情况完全每经过一个波

6、长的距离，出现一个振动情况完全每经过一个波长的距离，出现一个振动情况完全相同的质点，因此波长描述了波传播过程中的相同的质点，因此波长描述了波传播过程中的相同的质点，因此波长描述了波传播过程中的相同的质点，因此波长描述了波传播过程中的空间上空间上空间上空间上的周期性（的周期性（的周期性（的周期性（重复性重复性重复性重复性）。）。）。）。说明：说明：波长波长波长波长二、机械波的描述1、波长：对平衡位置的位移总是相同的两个相邻5说明：说明：（1 1）机械波的波速由介质决定，周期（或频率）机械波的波速由介质决定，周期（或频率）由振源决定。由振源决定。（2 2）上述关系式对其他形式的波也成立。）上述关系

7、式对其他形式的波也成立。4 4、波长、周期（频率）和波速的关系、波长、周期（频率）和波速的关系波的周期波的周期T T 等于等于 波源振动的周期波源振动的周期，也等于，也等于各质点的各质点的振动周期振动周期。2 2、波的周期（或频率）：、波的周期（或频率）：振源的振动形式在介质中的传播速度。振源的振动形式在介质中的传播速度。3 3、波速、波速V V：说明：（1）机械波的波速由介质决定，周期（或频率）由振源决定6Y位移位移2.纵坐标表示纵坐标表示X平衡位置平衡位置（二）波的图象（二）波的图象1.横坐标表示横坐标表示在波在波传播方向上传播方向上各质点的各质点的平衡位置平衡位置某时刻某时刻各质点偏离平

8、衡位置的各质点偏离平衡位置的位移位移Y位移2.纵坐标表示X平衡位置（二）波的图象1.横坐标表示在73.物理意义：物理意义：4.图象信息：图象信息：反映反映某一时刻某一时刻各个质点各个质点偏离平衡位置的偏离平衡位置的位移规律位移规律（1）该时刻各质点的）该时刻各质点的位移位移x、振幅振幅A、以及该波的、以及该波的波长波长（2）已知波速的大小可求周期）已知波速的大小可求周期（3）若知道波的）若知道波的传播传播方向，可方向，可判断判断各质点的振动方向各质点的振动方向（4）已知波速的大小和方向，可画）已知波速的大小和方向，可画其他其他时刻的波形图时刻的波形图3.物理意义：4.图象信息：反映某一时刻各个

9、质点偏离8确定质点确定质点确定质点确定质点运动方向运动方向运动方向运动方向形象形象形象形象记忆记忆记忆记忆图线图线图线图线变化变化变化变化物理意义物理意义物理意义物理意义y/m x/m x/m t t/s图线图线图线图线研究内容研究内容研究内容研究内容研究对象研究对象研究对象研究对象波动图象波动图象波动图象波动图象振动图象振动图象振动图象振动图象 单一振动质点单一振动质点沿波传播方向的所有质点沿波传播方向的所有质点一质点的位移随时间的变化规律一质点的位移随时间的变化规律某时刻所有质点的空间分布规律某时刻所有质点的空间分布规律表示表示各质点各质点在在某时刻某时刻的位移的位移表示表示一个质点一个质

10、点在在各时刻各时刻的位移的位移随时间推移随时间推移图象延伸图象延伸，但已有，但已有的图象形状不变的图象形状不变随时间推移图象沿传播方向随时间推移图象沿传播方向平移平移比喻为一质点的比喻为一质点的“传记记录卡传记记录卡”比喻为一个质点的比喻为一个质点的“录录像像带带”比喻为无数质点某一时刻比喻为无数质点某一时刻的的“特写镜头特写镜头”比喻为无数质点某一时刻比喻为无数质点某一时刻拍摄的拍摄的“照片照片”根据下一时刻的位移来判断根据下一时刻的位移来判断根据根据“质点带动原理质点带动原理”来判断来判断确定质点运动方向图线变化物理意义y/m x/m研究内容研究9定义定义：波可以绕过障碍：波可以绕过障碍

11、物继续传播的现象物继续传播的现象 缝缝、孔孔的的宽宽度度或或障障碍碍物物的的尺尺寸寸跟跟波波长长相相差差不不多多，或或者比波长更小，者比波长更小，S S障障波波发生明显衍射的条件：发生明显衍射的条件：2.2.波的衍射波的衍射：定义：波可以绕过障碍 缝、孔的宽度或障碍物的尺寸跟波长相差不103.3.波的干涉波的干涉：定义：频率相同的两列波叠加，使某些定义：频率相同的两列波叠加，使某些区域的振动加强，某些区域的振动减弱，区域的振动加强，某些区域的振动减弱，而且振动加强和振动减弱的区域相互隔而且振动加强和振动减弱的区域相互隔开的现象叫做波的干涉开的现象叫做波的干涉产生稳定干涉的条件：产生稳定干涉的条

12、件：频率相同、相位差恒定。频率相同、相位差恒定。3.波的干涉：定义：频率相同的两列波叠加，使某些区域的振动加11波的干涉图样平面图：波的干涉图样平面图：波的干涉图样平面图：12振动加强振动加强振动加强振动加强振动加强振动加强振动加强振动加强振动减弱振动减弱振动减弱振动减弱振动减弱振动减弱加强减弱点的分析：加强减弱点的分析：振动加强振动加强振动加强振动加强振动减弱振动减弱振动减弱加强13若两个波源的若两个波源的振动步调相同振动步调相同 ：（1 1）加强区：波程差为波长的整数倍）加强区：波程差为波长的整数倍 r=rr=r2 2-r-r1 1=k =k （k=0,1k=0,1，22，）（2 2）减弱

13、区：波程差为半波长的奇数倍：）减弱区：波程差为半波长的奇数倍：r=rr=r2 2-r-r1 1=(2k+1)/2=(2k+1)/2（k=0,1k=0,1，22，）加强点和减弱点满足的条件：加强点和减弱点满足的条件：若两个波源的若两个波源的振动步调相反振动步调相反：（1 1）减弱区：波程差为波长的整数倍）减弱区：波程差为波长的整数倍 r=rr=r2 2-r-r1 1=n =n （n=0,1n=0,1，22，）（2 2）加强区：波程差为半波长的奇数倍：）加强区：波程差为半波长的奇数倍：r=rr=r2 2-r-r1 1=(2n+1)/2=(2n+1)/2（n=0,1n=0,1，22，）若两个波源的振

14、动步调相同：加强点和减弱点满足的条件：若两个144、多普勒效应、多普勒效应v定定义义：由由由由于于于于波波波波源源源源和和和和观观观观察察察察者者者者互互互互相相相相靠靠靠靠近近近近或或或或者者者者互互互互相相相相远远远远离离离离时时时时，使使使使观观观观察察察察者者者者接接接接收收收收到到到到的的的的波波波波频频频频率率率率发发发发生生生生变变变变化化化化的的的的现现现现象象象象叫叫叫叫做做做做多多多多普普普普勒效应。勒效应。勒效应。勒效应。v相对运动与频率的关系：相对运动与频率的关系：v多普勒效应多普勒效应的应用的应用：观察者观察者与与波源波源间相对运动间相对运动接收的频率接收的频率与与波

15、源波源 发出的频率发出的频率关系关系相对静止相对静止相对靠近相对靠近相对远离相对远离等于等于大于大于小于小于4、多普勒效应定义：由于波源和观察者互相靠近或者互相远离时，15惠 更 斯C.Huygens荷兰物理学家荷兰物理学家(1629-1695)四四、惠更斯原理、惠更斯原理 介质中任一波面上的各介质中任一波面上的各点，点，都可以看做发射子波都可以看做发射子波的波源。其后任意时刻，这的波源。其后任意时刻，这些子波在波前进方向的包络些子波在波前进方向的包络面就是新的波面。面就是新的波面。惠更斯原理惠更斯原理的应用：的应用：惠 更 斯C.Huygens荷兰物理学家(1629-169516 1 1、如

16、右图所示为一横波在某一时刻的波、如右图所示为一横波在某一时刻的波形图。已知形图。已知F F质点此时的运动方向如图所示，质点此时的运动方向如图所示，则则 （）A A：波向右传播：波向右传播B B：质点：质点H H与质点与质点F F的的 的运动方向相同的运动方向相同C C：质点：质点C C比质点比质点B B先回到平衡位置先回到平衡位置 D D：质点：质点C C在此时的加速度为零在此时的加速度为零 C典型例题：典型例题：H 1、如右图所示为一横波在某一时刻的波形图。已知F质172 2、如图所示，是某一向左传播的横渡在某时、如图所示，是某一向左传播的横渡在某时刻的图像，从该时刻开始的一段极短时间内，刻

17、的图像，从该时刻开始的一段极短时间内，这列波中质点这列波中质点A A、B B的速度及加速度的大小变化的速度及加速度的大小变化情况是情况是()A Av vA A变小，变小，a aA A变大变大 B Bv vA A变大，变大，a aA A变小变小 C Cv vB B变小，变小，a aB B变大变大 D Dv vB B变大，变大，a aB B 变小变小AD 2、如图所示，是某一向左传播的横渡在某时刻的图像，从该时刻开183 3关于简谐波说法正确的是（关于简谐波说法正确的是（）A A两个振动情况完全相同的质点之间的距离两个振动情况完全相同的质点之间的距离是一个波长是一个波长B B相邻相邻波峰波峰和和波

18、谷之间的距离波谷之间的距离是半个是半个波长波长 C C波动在一周期内向前传播的距离等于波长波动在一周期内向前传播的距离等于波长D D在一个周期内质点所走过的路程等于一个在一个周期内质点所走过的路程等于一个波长波长C C3关于简谐波说法正确的是（）C194.4.关于关于v=fv=f和和v=/Tv=/T说法正确的是（说法正确的是（）A.A.它们适用于一切波（包括电磁波、光波）它们适用于一切波（包括电磁波、光波）B.B.同一列波在传播过程中，从一种介质进入另同一列波在传播过程中，从一种介质进入另一种介质时一种介质时f f保持不变保持不变C.C.由由v=fv=f可以看出，波速与频率成正比可以看出，波速

19、与频率成正比D.D.由两式得出由两式得出不同的不同的波在同一种介质中传播波在同一种介质中传播 时，波长和频率成反比，与周期成正比时，波长和频率成反比，与周期成正比 E.E.波速反映了介质中质点振动的快慢波速反映了介质中质点振动的快慢F.F.波速反映了振动在介质中传播的快慢波速反映了振动在介质中传播的快慢ABDABDF F4.关于v=f和v=/T说法正确的是（）AB205 5、下列说法正确的是（、下列说法正确的是（）A.A.衍射是一切波特有的现象衍射是一切波特有的现象B.B.对同一列波，障碍物或孔越小衍射越明显对同一列波，障碍物或孔越小衍射越明显C.C.听到回声是声波的衍射现象听到回声是声波的衍

20、射现象D.D.听到回声是共鸣现象听到回声是共鸣现象A BA B5、下列说法正确的是（）A B216 6、如图所示，一列简谐横波沿、如图所示，一列简谐横波沿x x轴正方向传轴正方向传播，从波传到播，从波传到x=5mx=5m的的M M点时开始计时，已知点时开始计时，已知P P点相继出现两个波峰的时间间隔为点相继出现两个波峰的时间间隔为0.4s0.4s，下，下面说法中正确的是面说法中正确的是()A A这列波的波长是这列波的波长是4m 4m B B这列波的传播速度是这列波的传播速度是10m/s10m/sC C质点质点Q Q（x=9mx=9m）经过）经过0.5s0.5s才第一次到达波峰才第一次到达波峰D

21、 DM M点以后各质点开始振动时的方向都是向下点以后各质点开始振动时的方向都是向下ABD 6、如图所示，一列简谐横波沿x轴正方向传播，从波传到x=5m227 7、一列简谐横、一列简谐横波波沿沿x x轴负方向传播，图甲是轴负方向传播，图甲是t=t=1 1s s时的波形图，图乙是波中某振动质元位移随时间时的波形图，图乙是波中某振动质元位移随时间变化的振动图线变化的振动图线(两图用同一时间起点两图用同一时间起点)，则图乙，则图乙可能是图甲中哪个质元的振动图线可能是图甲中哪个质元的振动图线 ()()A.A.x x=0=0处的质元处的质元 B.B.x x=1 1m m处的质元处的质元 C.C.x x=2

22、m=2m处的质元处的质元 D.D.x x=3m=3m处的质元处的质元A 7、一列简谐横波沿x轴负方向传播，图甲是t=1s时的波形图，238 8、如图所示，、如图所示，A A是波源，各相邻质点间的距离皆为是波源，各相邻质点间的距离皆为1 1m m，当，当t=0t=0时，时，A A开始向上振动，经开始向上振动，经0.1s0.1s到最大位移处，到最大位移处，此时波传到此时波传到C C质点，则质点，则()A.A.波的传播速度是波的传播速度是10m/s10m/s，周期为，周期为0.4s0.4sB B波的频率是波的频率是2.5Hz2.5Hz，波长是，波长是4m4mC C再经再经0.2s0.2s，波传播到，

23、波传播到G G点，点，F F点在最大位移处点在最大位移处D D波传播到波传播到J J点时，其历时点时，其历时0.45s0.45s，质点，质点H H 在最大在最大位移处位移处D 8、如图所示，A是波源，各相邻质点间的距离皆为1m，当t=024波可能向右传，也可能向左传，又因为波可能向右传，也可能向左传，又因为波可能向右传，也可能向左传，又因为波可能向右传，也可能向左传，又因为t t t t小于一个周小于一个周小于一个周小于一个周期，所期，所期，所期，所0.05s=1/4T0.05s=1/4T0.05s=1/4T0.05s=1/4T或或或或0.05s=3/4T0.05s=3/4T0.05s=3/4

24、T0.05s=3/4T解析：由图可知波长解析：由图可知波长解析：由图可知波长解析：由图可知波长=4m=4m=4m=4m，振幅等于，振幅等于，振幅等于，振幅等于0.2m0.2m0.2m0.2m所以频率所以频率所以频率所以频率f=5Hzf=5Hzf=5Hzf=5Hz或或或或15Hz15Hz15Hz15Hz，由，由，由，由v=fv=fv=fv=f可知可知可知可知v=20m/sv=20m/sv=20m/sv=20m/s或或或或60m/s60m/s60m/s60m/sA DA D9 9一列简谐横波沿一列简谐横波沿x x轴传播，轴传播，t=0t=0时刻的波形如时刻的波形如图实线所示，经过图实线所示，经过t

25、=0.05st=0.05s后的波形如图虚线所后的波形如图虚线所示。已知示。已知tt小于一个周期，则（小于一个周期，则（）A A这列波的波长是这列波的波长是4m4mB B这列波的振幅是这列波的振幅是0.4m0.4mC C这列波的波速一定是这列波的波速一定是20m/s20m/sD D这列波的频率可能是这列波的频率可能是15Hz15Hz波可能向右传，也可能向左传，又因为t小于一个周期，所0.02510101010.如图示，一列向右如图示，一列向右如图示，一列向右如图示，一列向右传播的简谐横波，波速传播的简谐横波，波速传播的简谐横波，波速传播的简谐横波，波速的大小为的大小为的大小为的大小为0.6m/s

26、0.6m/s0.6m/s0.6m/s，P P P P质质质质点横坐标点横坐标点横坐标点横坐标x xp p p p=0.96m=0.96m=0.96m=0.96m，从，从，从，从图中状态开始计时，求：图中状态开始计时，求：图中状态开始计时，求：图中状态开始计时，求：Y/cmX/m00.060.18Pv解析：解析：解析：解析：(1)P(1)P(1)P(1)P点第一次达到波谷点第一次达到波谷点第一次达到波谷点第一次达到波谷的时间的时间的时间的时间,就是初始时刻就是初始时刻就是初始时刻就是初始时刻x x x x坐标为坐标为坐标为坐标为0.18m0.18m0.18m0.18m处的质点的振动状态传处的质点

27、的振动状态传处的质点的振动状态传处的质点的振动状态传到到到到P P P P点所用的时间点所用的时间点所用的时间点所用的时间.(2)P(2)P(2)P(2)P点第二次达到波峰的时间等于初始时刻点第二次达到波峰的时间等于初始时刻点第二次达到波峰的时间等于初始时刻点第二次达到波峰的时间等于初始时刻x x x x坐标为坐标为坐标为坐标为0.06m0.06m0.06m0.06m处的质点的振动状态传到处的质点的振动状态传到处的质点的振动状态传到处的质点的振动状态传到P P P P点所用的时间与一个点所用的时间与一个点所用的时间与一个点所用的时间与一个周期之和周期之和周期之和周期之和.（1 1 1 1）经过

28、多长时间，）经过多长时间，）经过多长时间，）经过多长时间，P P P P质点第一次到达波谷？（质点第一次到达波谷？（质点第一次到达波谷？（质点第一次到达波谷？（2 2 2 2）经过多长时间，经过多长时间，经过多长时间，经过多长时间，P P P P质点第二次达到波峰？质点第二次达到波峰？质点第二次达到波峰？质点第二次达到波峰？10.如图示，一列向右传播的简谐横波，波速的大小为0.6m/26专题讲座专题讲座专题一专题一 已知波的传播方向已知波的传播方向(或质点的振动方向或质点的振动方向)判断质点的振动方向判断质点的振动方向(或波的传播方向或波的传播方向)1.1.已知波的传播方向判断质点的振动方向已

29、知波的传播方向判断质点的振动方向【例例1 1】一列波形图如图所示一列波形图如图所示,波沿波沿x x轴正方向传播轴正方向传播,则则P P点和点和 Q Q点的振动方向向哪？点的振动方向向哪？解法一解法一,特殊点法特殊点法：在质点在质点P P靠近波源一方附近靠近波源一方附近(不超过不超过 )图象上找图象上找 另另一一点点P P,若若P P在在P P上上 方方,则则P P向向上上运运动动,若若P P 在在P P下下方方,则则P P向向下下运运动动.(即即“顺顺着着波波的的传传播播方方向向,下下山山抬抬头头,上上山山低低头头”).如如图图所所示示,所所以以P P点点向向上上 振振,Q Q点向下振点向下振

30、.专题讲座27 解法二解法二,微平移法：微平移法：做出经微小时间做出经微小时间t t(t t )后的波形后的波形,就可知就可知各各 质点经过质点经过t t时间到达的位置时间到达的位置,各质点的振动方各质点的振动方向即可确定向即可确定,如图乙所示如图乙所示,所以也同样能得到所以也同样能得到P P点是点是 在向上振在向上振,Q Q点在向下振点在向下振.答案答案 见解析见解析 解法二,微平移法：282.2.已知质点的振动方向判断波的传播方向已知质点的振动方向判断波的传播方向【例例2 2】一一列列简简谐谐横横波波沿沿x x轴轴传传播播,波波速速为为1 10 0 m m/s s,t t=0 0时时刻刻的

31、的波波形形如如图图所所示示,图图中中质质点点M M此此时时正正 经过平衡位置沿经过平衡位置沿y y轴正方向运动轴正方向运动.(1)(1)判断波的传播方向判断波的传播方向.(2)(2)求质点求质点M M从从t t=0=0到到t t=0.5 s=0.5 s时刻通过的路程时刻通过的路程.(3)(3)在图乙中画出在图乙中画出t t=0.5 s=0.5 s时刻的波形图时刻的波形图.2.已知质点的振动方向判断波的传播方向29 解析解析 (1)(1)波的传播方向向左波的传播方向向左.(2)(2)由题意可知由题意可知,v v=10 m/s,=10 m/s,=4 m,=4 m,A A=10 cm=10 cm 所

32、以所以T T=0.4 s=0.4 s t t=T T 解得解得s s=410 cm=50 cm=410 cm=50 cm (3)(3)t t=0.5 s=0.5 s时刻的波形如下图所示时刻的波形如下图所示 答案答案 (1)(1)向左向左 (2)50 cm (3)(2)50 cm (3)见解析见解析 解析 (1)波的传播方向向左.30 点评点评 1 1.波波的的传传播播方方向向和和波波上上质质点点的的振振动动方方向向可可以以相相 互互 判判 断断,常常用用的的方方法法有有质质点点带带动动法法、微微平平移移 法、上下坡法等法、上下坡法等.2 2.每每一一个个质质点点的的起起振振方方向向都都跟跟波波

33、源源的的起起振振方方向向 相同相同.3 3.对对于于起起始始时时刻刻在在平平衡衡位位置置或或最最大大位位移移处处的的质质 点点,t t时时间间内内的的路路程程为为 s s=n n4 4A A(n n为为完完成成全全振振 动的次数动的次数,n n=,=,A A为振幅为振幅)点评 31专题二专题二 波动的多解问题波动的多解问题【例例3 3】一列横波在一列横波在x x轴上传播轴上传播,在在x x=0=0与与x x=1 cm=1 cm的的 两点的振动图线分别如图中实线与虚线所示两点的振动图线分别如图中实线与虚线所示.由此可以得出由此可以得出 ()()A.A.波长一定是波长一定是4 cm4 cm B.B

34、.波的周期一定是波的周期一定是4 s4 s C.C.波的振幅一定是波的振幅一定是2 cm2 cm D.D.波的传播速度一定是波的传播速度一定是1 cm/s1 cm/s专题二 波动的多解问题32 解解析析 这这一一类类题题是是已已知知两两个个质质点点的的振振动动情情况况,找找 波长波长、波速的多解波速的多解.解题方法是：解题方法是：(1)(1)读出周期读出周期 (2 2)判判断断传传播播方方向向,如如果果题题干干没没有有给给出出,则则假假设设向向 右传播、假设向左传播右传播、假设向左传播 (3 3)找找两两个个质质点点之之间间的的距距离离与与波波长长之之间间的的关关系系,画画 出出 x x=0

35、0与与x x=1 1 c cm m 的的两两点点间间最最简简单单的的波波形形图图 此此 题题 中中,若若 波波 向向 右右 传传 播播,则则 两两 者者 间间 距距 满满 足足 (n n+)=1 cm.)=1 cm.若波向左传播若波向左传播,则两者间距满足则两者间距满足(n n+)=1 cm.)=1 cm.则可以求出波长的多解则可以求出波长的多解.(4)(4)然后利用然后利用v v=求波速求波速.答案答案 BC 解析 这一类题是已知两个质点的振动情况,找33 点评点评 以以上上这这类类问问题题属属于于波波的的多多解解问问题题,有有传传播播方方向向不不 确确定定性性出出现现的的多多解解,有有两两

36、质质点点间间位位置置关关系系不不确确定定 性性出出现现多多解解,有有传传播播距距离离与与波波长长关关系系不不确确定定性性出出 现现多多解解,还还有有间间隔隔时时间间与与周周期期关关系系不不确确定定出出现现多多 解解.在在处处理理这这类类问问题题时时,要要始始终终抓抓住住质质点点周周期期性性 及及其其与与波波的的传传播播之之间间的的联联系系,并并要要灵灵活活地地用用周周期期 数数来来表表示示波波的的传传播播时时间间,用用波波长长数数来来表表示示波波的的传传 播距离播距离,才便于分析、表达解决问题才便于分析、表达解决问题.点评34专题三专题三 振动和波动的综合振动和波动的综合【例例4 4】在某介质

37、中形成一列向在某介质中形成一列向 右传播的简谐波右传播的简谐波,t t=0=0时刻的波时刻的波 形如图所示且刚好传到质点形如图所示且刚好传到质点 B B,再经过再经过t t1 1=0.6 s,=0.6 s,质点质点P P也也 开始起振开始起振.(1)(1)求该列波的周期求该列波的周期T T.(2)(2)从从t t=0=0时刻起经时间时刻起经时间t t2 2质点质点P P第一次达到波第一次达到波 峰峰,求求t t=t t2 2时刻质点时刻质点O O对平衡位置的位移对平衡位置的位移y y0 0及及 t t2 2时间内质点时间内质点O O所经过的路程所经过的路程s s0 0.专题三 振动和波动的综合

38、35 解析解析 (1)(1)波速波速v v=m/s=10 m/s=m/s=10 m/s 由由v v=,=,得得T T=0.2 s=0.2 s (2)(2)由由t t=0=0至质点至质点P P第一次到达波峰止，经历的第一次到达波峰止，经历的 时间时间 t t2 2=t t1 1+T T=0.75 s=(3+)=0.75 s=(3+)T T 而而t t=0 0时时质质点点 O O的的振振动动方方向向竖竖直直向向上上(沿沿y y轴轴正正方方 向向),故故 经经 t t2 2时时 间间,质质 点点 O O振振动动到到波波谷谷,即即y y0 0=-2 cm -2 cm s s0 0=n n44A A=(

39、3+)4A=0.3 m=(3+)4A=0.3 m 答案答案 (1)0.2 s (2)-2 cm 0.3 m(1)0.2 s (2)-2 cm 0.3 m 解析 (1)波速v=m/s=10 m/36【例例5 5】如如图图所所示示,甲甲图图是是一一列列横横波波某某一一时时刻刻的的图图 象象,乙乙图图是是离离O O点点3 3 c cm m处处的的质质点点从从这这一一时时刻刻开开始始 的的振振动动图图象象,则则下下述述正正确确的的是是 ()A.3 cm A.3 cm处的这个质点处的这个质点t t=0=0时向时向y y正方向运动正方向运动 B.B.这列波沿负这列波沿负x x方向传播方向传播 C.C.质点

40、的振动周期为质点的振动周期为8 s8 s D.D.波速为波速为50 m/s50 m/s 答案答案 AB【例5】如图所示,甲图是一列横波某一时刻的图37 点评点评 这这类类问问题题是是波波动动与与振振动动相相结结合合的的问问题题,综综合合性性比比 较强较强,解题方法如下：解题方法如下：(1 1)先先分分别别从从波波动动图图象象和和振振动动图图象象中中读读出出波波长长和和 周期周期,然后求出波速然后求出波速 (2)(2)利用质点的振动判断出波的传播方向利用质点的振动判断出波的传播方向 在在机机械械振振动动、机机械械波波这这一一章章中中,高高考考的的出出题题以以这这 几几个个典典型型习习题题为为主主

41、,因因为为这这几几类类题题可可考考查查同同学学们们 综综合合、灵灵活活、多多变变诸诸多多能能力力,且且又又可可考考查查同同学学们们 的的理理解解、推推理理和和应应用用能能力力,所所以以无无论论是是高高二二的的教教 点评38素能提升素能提升1.1.图中实线和虚线分别是图中实线和虚线分别是x x轴上传播的一列简谐轴上传播的一列简谐 横波在横波在t t=0=0和和t t=0.03 s=0.03 s时刻的波形图时刻的波形图,x x=1.2 m=1.2 m处处 的质点在的质点在t t=0.03 s=0.03 s时刻向时刻向y y轴正方向运动轴正方向运动,则则 (A)A.A.该波的频率可能是该波的频率可能

42、是125 Hz125 Hz B.B.该波的波速可能是该波的波速可能是10 m/s10 m/s C.C.t t=0=0时时x x=1.4 m=1.4 m处质点的加速度方向沿处质点的加速度方向沿y y轴正方向轴正方向 D.D.各质点在各质点在0.03 s0.03 s内随波迁移内随波迁移0.9 m0.9 m素能提升392.2.一列简谐横波沿直线由一列简谐横波沿直线由a a向向b b传播传播,相距相距10.5 m10.5 m的的a a、b b两处的质点振动图象如图中两处的质点振动图象如图中a a、b b所示所示(D )A.A.该波的振幅可能是该波的振幅可能是20 cm20 cm B.B.该波的波长可能

43、是该波的波长可能是8.4 m8.4 m C.C.该波的波速可能是该波的波速可能是10.5 m/s10.5 m/s D.D.该波由该波由a a传播到传播到b b可能历时可能历时7 s7 s2.一列简谐横波沿直线由a向b传播,相距10.5 m的a、b403.3.一列简谐横波沿一列简谐横波沿x x轴传播轴传播,周期为周期为T T.t t=0=0时刻的波形如图时刻的波形如图8 8所示所示.此时平衡位此时平衡位 置位于置位于x x=3 m=3 m处的质点正在向上运动处的质点正在向上运动,若若a a、b b两两 质点平衡位置的坐标分别为质点平衡位置的坐标分别为x xa a=2.5 m,=2.5 m,x x

44、b b=5.5 m,=5.5 m,则则 (C )A.A.当当a a质点处在波峰时质点处在波峰时,b b质点恰在波谷质点恰在波谷 B.B.t t=T T/4/4时时,a a质点正在向质点正在向y y轴负方向运动轴负方向运动 C.C.t t=3=3T T/4/4时时,b b质点正在向质点正在向y y轴负方向运动轴负方向运动 D.D.在某一时刻在某一时刻,a a、b b两质点的位移和速度可能两质点的位移和速度可能 相同相同3.一列简谐横波沿x轴传播,414.4.一列简谐横波在一列简谐横波在x x轴上传播轴上传播,某时刻的波形如图某时刻的波形如图9 9 所示所示,a a、b b、c c为三个质元为三个

45、质元,a a正向上运动正向上运动.由此可由此可 知知 (AC)A.A.该波沿该波沿x x轴正方向传播轴正方向传播 B.B.c c正向上运动正向上运动 C.C.该时刻以后该时刻以后,b b比比c c先到达平衡位置先到达平衡位置 D.D.该时刻以后该时刻以后,b b比比c c先到达平衡位置最远处先到达平衡位置最远处图图94.一列简谐横波在x轴上传播,某时刻的波形如图9图942易错点实例分析易错点实例分析34.34.因不明确机械振动与机械波之间的联系和区别因不明确机械振动与机械波之间的联系和区别 而出错而出错是是【试题回放试题回放】一列简谐横波沿一列简谐横波沿x x轴正方向传播轴正方向传播,如图所示波传如图所示波传 播到播到x x=5 m=5 m的的M M点时的波形图点时的波形图,图乙是质点图乙是质点N N(x x=3 m)=3 m)从此时刻开始计时的振动图象从此时刻开始计时的振动图象,Q Q是位于是位于x x=10 m=10 m处的处的质点质点,则则:(1)(1)Q Q点开始振动时点开始振动时,振动方向如何？振动方向如何？(2)(2)经过多长时间经过多长时间,Q Q点第一次到达波峰？点第一次到达波峰？易错点实例分析43