高中物理机械波

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1、机械波：机械振动在介质中的传播机械波的形成:介质中各质点间存在相互作用的弹力;后一质点受到前一质点的带动，总是要重复前方质点的运动。后一质点总比前一质点滞后O能否比较各 质点此时的 速度大小？V由此可推知各质点 的速度方向二.形成机械波的条件：波源、弹性介质问：质点本身有没有随波迁移？质点做什么运动?没有!传出去的是什么?机械振动的运动形式能量和信息问：在机械波的传播中,存在着哪两种运动?机械振动质点的振动：机械振动（周期性非匀变速运动）波的传播:匀速直线运动=一个周期内波推进的距离是一个波长J问：由波的形成可推知机械波波速取决于什么?机械波波速仅取决于介质三、机械波的分类1、横波：质点振动方

2、向与波的传播方向垂直。如：绳波在横波中，凸起部分的最高点叫做波峰,凹下部分的最低点叫做波谷2、纵波：质点振动方向与波的传播方向在同一直线上。如：弹簧波、声波演示弹簧波在纵波中，质点分布最密的部分叫密部,质点分布最疏的部分叫疏部。密部 疏部11 mini 1111横薯勰波可以同时存在，例如地震波既有横波又注意：横波只能在固气中传播。体中传播，而纵波可以在固、液、坐加鉤诜城旅翎匍間类别 运动 现象 运动 成因振动 单个质点的周期性运动质点受到指向平衡位置的回复力作用波动所有质点共同的周期性运动介质中质点受到相邻质点的带动联系1 振动是波动的起因，波动是振动的传播2.有波动一定有振动,有振动不一定有

3、波动书P 261 2 3例1关于振动和波的关系，下列说法正确的是 (DEH )A. 如果波源停止振动，在介质中传播的波也立即停 止B. 发声体在振动时，一定会产生声波C波动的过程是介质质点由近及远的传播过程D波动的过程是质点的振动形式及能量由近及远的 传播过程如果没有机械振动，一定没有机械波F只要物体做机械振动，一定有机械波产生G.机械波的传播速度与振源的振动速度一样H机械波的频率与振源的频率一样例2关于横波与纵波的说法中，正确的是（C ）A. 振源上下振动形成的波是横波振源左右振动形成的波是纵波C. 振源振动方向与波的传播方向互相垂直形成的是横波在固体中传播的波一定是横波例备埶瞬在传播曹中的

4、特点，以下说法正确A.后振动的质点总是跟着重复前一个带动它振动的质B. 振动质点的频率随波的传播而降低C. 介质中的各个质点只在自己的平衡位置附近做振动D. 机械波的传播必须有介质E. 介质中的质点随波迁移F. 波源的振动能量随波传递G. 波源的能量随振动质点的迁移而随波传递、振动图象x = A sin(6)Z + %)1)2)3)4)51、物理意义：描述二腿在备时刻离开平衡位置的位移 2、由图可以读出：该质点在任一时刻的位移x振幅A周期T加速度a的方向：总指向平衡位置 比较速度v的大小）速度v的方向：看下一时刻所处的位置 （在其上，V方向向上；在其下，V方向向下）注意：图象上的纵坐标表示位移

5、，并不表示质占在空间的实际位 置。二、波的图象1、物理意义：描述某时刻各个质点偏离平衡位置的位移横波的图象与波形相似。对Ml波形疏密相间的波形波的图象正弦（或余弦）图象2、由图可以得出？1 ）振幅A波长 22）该时刻任一质点的位移xX3）该时刻任一质点加速度a的方向：指向平衡位置4）该时刻任一质点速度v的方向： 亠方起看该质点的前一质点的位置,（在其上，v方向向上；在其下，v方向向下）注意：波不一定沿x轴正方向传播，不指定波的传播方向，波可能沿x轴正方向或负方向传播。意波的双向性方法二:看下一时刻的波的图象VV SQ=2. 6m,画出S开始振动t=0. 04S时的波形二(2)画出在Q刚开始振动

6、时刻的波形_ 0.04=40.010.84P12 = vT = 0.8/n= _0.829(3)若以Q点开始振动的时刻作为计时的零点，则在下图的振动图像中能正确描述,P、Q两点振动情况的是(AD )A、甲是Q点的振动图像B、乙是Q点的振动图像C、丙是P点的振动图像D、丁是P点的振动图像波的多解问题欢向性经过nT或传了冰后的欢形Ct段丿不变例9. 一列横波在x上传播，t时刻与t +0. 4s时刻在x轴上0-6m区间内的波形图如图中同一条图线所示，由图可知 （B C ）A.该波最大波速为10m/sB. 质点振动周期的最大值为0. 4sC. 在t +0. 2s时，x=6m的质点位移为零D.若波沿x轴

7、正方向传播，各质点刚开始振动时的方向向上解:nT =0.4s T=0.4/n (s)2=4m v=2/ T=10n (m/s)例10列简谐波沿一直线传播，当直线上某 质点a向上运动到达最大位移时，点右方相 距0.15m的b点恰经平衡位置向上运动，则这 列波的波长可能是(ACDA. 0. 6mB 0. 3mb(n )2 = 0.1 5 77i43(n )2 = 0.1 5 77i4C. 0. 2mD 0. 12m例11、如图所示，实线是一列简谐波在某一时 刻的波形图线，虚线是0.2s后它的波形图，这 列波可能的传播速度是多少？向左传椿：卩=兰=(20n+15)m/s f0.2()例4、如图,根水

8、平长绳上的a、b两点相距14m,b点在a点的右方，波长入 14m。当一列简谐 横波沿此长绳向右传播时，若a点的位移达到正 极大时，b点的位移为零，且向下运动，经过a3/4 后 14m1.0s后，a点的位移第一次为零，且向下运动， 而b点的位移达到负极大，则这列简谐波的波速 等于多少？T/4= 1. Os所以 v=k/T=(14/3)m/s 例4原题：如图，一根水平长绳上的a、b两点，相距为 14m, b点在a点的右方,-波长入 1 4 m。 当一列简谐 横波沿此长绳向右传播时，若a点的位移达到正极大时, b点的位移为零，且向下运动，经过1.0s后，a点的位移 第一次为零，且向下运动，而b点的位

9、移达到负极大， 则这列简谐波的波速等于多少？ab变化一：若把原题中“波长X 1 4 m”的条件取消， 则波速可能等于多少？解答：考虑空间上的周期性，(n+3/4)入二14mT/4= 1. Os,故波速：v= X /T=14/ (4n+3) m/s5=0、1、2, 3例4原题：如图，一根水平长绳上的a、b两点，相距为 14m, b点在a点的右方，波长X 1 4 m。当一列简谐 横波沿此长绳向右传播时，若a点的位移达到正极大时, b点的位移为零，且向下运动，经过1.0s后，a点的位移 第一決為零，且向下运动，而b点的位移达到负极大， 则这列简谐波的波速等于多少？ab变化二：若把原题中“a点的位移第

10、一次为零”改为“a点的位移为零”呢？解答：考虑时间上的周期性，即：(n+1/4) T=1s ,3 A /4=14m,故波速：7二 X /T=14 (4n+1) /3 m/s例4原题：如图，一根水平长绳上的a、b两点，相距为 14m, b点在a点的右方，波长入1 4m。当一列简谐 横波沿此长绳向右传播时，若a点的位移达到正极大时, b点的位移为零，且向下运动，经过1.00s后，a点的位 移第一次为零，且向下运动，而b点的位移达到负极大, 则这列简谐波的波速等于多少？ab变化三：若把原题中“a点的位移第一次为零”改为“a 点的位移为零”，并取消“波长入1 4 m”的条件呢?解答:a、b间距离为（j

11、t+3/4）入=14m（n=o、1、2）回到平衡位置经过的时间为（k+1/4） T=1s （ k=o、1、2）所以v= X /T=14 (4 k +1 ) / (4 n +3) m/s例4原题：如图，一根水平长绳上的a、b两点，相距为 14m, b点在a点的右方，波长入 1 4 m。当一列简谐 横波沿此长绳向右传播时，若a点的位移达到正极大时, b点的位移为零，且向下运动，经过1.00s后，a点的位 移第一次为零，且向下运动，而b点的位移达到负极大, 则这列简谐波的波速等于多少？ab变化四：若取消原题中“向右”、“號长入1 4m” 和“第一次”的条件，b(2)当波向左传播时(n+1/4丿k=1

12、4m 5=0、1、2丿 fk+l/4J T=ls fk=0. 1、2、3丿 v=k/T=14 (4k+1) / f4n+l) m/s（1）当波向右传播时，同变化三小结：波的多解形成的原因 波的空间周期性同一列波中，相距为波长整数倍的质点，运动情况（x、v、a）相同 波的时间周期性波在传播过程中，在t时刻与VMT时刻的振动情况 相同。即经过整数倍周期，波的图象相同。波传播的双向性对于传播方向不确定的波，应分两种不同方向进 行分析。两质点间关系不确定形成多解例5、如图，一列横波在直线上传播，直线上有A、B两点相距为d,某一时刻A、B均处于平衡位置,且A、B仅有一个波峰，经过时间匕B质点第一次到达波峰，则该波的波速可能是多少?432 = d T 2 二 2d2向右：T = 4tv = -=.(1)T 4t2 d.(3)2 dV =T 2t(3)向左：t T T At42 dv - 一 = 一T 4t(2)向左:v =? = ir r = 4?4 九_ dT 6t向左：T = -t3A 3dv =T 2t.(5)例如图是一列沿X轴正向传播的简谐横波在 传播方向上相距3m的两质点P和Q的振动图像, 其实线是P点的振动图像，虚线是Q点的振动图 像，若P质点离波源比Q质点近，则该波的最大 波长为 4 m,若Q质点离波源比P点近,则 该波的最大波长是 12 m0