機械振動與機械波-機械波及其圖象

1、機械波及其圖象要點一 機械波1.如圖所示是同一機械波在兩種不同介質(zhì)中傳播的波動圖象,從圖中可以直接觀察到發(fā)生變化的物理量是( )A.波速 B.頻率 C.周期 D.波長答案 D要點二 波的圖象2.如圖所示,實線是沿x軸傳播的一列簡諧橫波在t=0時刻的波形圖,虛線是這列波在t=0.2 s時刻的波形圖.已知該波的波速是0.8 m/s,則下列說法正確的是 ( )A.這列波的波長是14 cmB.這列波的周期是0.125 sC.這列波可能是沿x軸正方向傳播的D.t=0時,x=4 cm處的質(zhì)點速度沿y軸負方向答案 D題型1 波動圖象問題中多解性討論【例1】一簡諧波在如圖所示的x軸上傳播,實線和虛線分別是t1

2、和t2時刻的波形圖,已知t2-t1=1.0 s.由圖判斷該列波可能的波速為多大?答案 (4n+1) m/s或(4n+3) m/s,其中n=0,1,2,題型2 波動圖象與振動圖象相結(jié)合的問題【例2】一列簡諧橫波,沿x軸正向傳播,位于原點的質(zhì)點的振動圖象如圖甲所示.則:(1)該振動的振幅是 cm.(2)振動的周期是 s.(3)在t等于周期時,位于原點的質(zhì)點離開平衡位置的位移是 cm.(4)圖乙為該波在某一時刻的波形圖,A點位于x=0.5 m處.該波的傳播速度是 m/s.(5)經(jīng)過周期后,A點離開平衡位置的位移是 cm.答案 (1)8 (2)0.2 (3)0 (4)10 (5)-8題型3 振動方向與

3、傳播方向的關(guān)系問題【例3】 一列簡諧波沿x軸正方向傳播,在t=0時刻的波形如圖所示,已知這列波在P點依次出現(xiàn)兩個波峰的時間間隔為0.4 s,求質(zhì)點Q何時第一次到達波峰?答案 0.7 s題型4 去整留零法【例4】如圖所示為一列沿x軸向右傳播的簡諧橫波在某時刻的波動圖象.已知此波的傳播速度大小為v=2 m/s.試畫出該時刻5 s前及5 s后的波動圖象.答案 解法一 因為波速v=2 m/s,從圖得=8 m,所以T=4 s,又因為此波向右傳播,故平衡位置坐標(biāo)為2 m、6 m的兩個特殊質(zhì)點的初始振動方向分別為沿y軸正向與沿y軸負向.經(jīng)過5 s(T),這兩個質(zhì)點分別位于正向最大位移與負向最大位移,由此便得

4、出5 s后的波形如下圖中實線所示.同樣的道理,只需設(shè)想各質(zhì)點逆向振動T,即得5 s前的波動圖象如下圖中虛線所示.解法二 因為波速v=2 m/s,所以由x=vt可得x=10 m,注意到去整后為.故將整個波形向右平移,即為5 s后的波動圖象.而將整個波形向左平移,即為5 s前的波動圖象.1.振源以原點O為平衡位置,沿y軸方向做簡諧運動,它激發(fā)的簡諧波在x軸上沿正、負兩個方向傳播,在某一時刻沿x軸正向傳播的波形如圖所示.在原點的左方有一質(zhì)元P,從圖示時刻開始,經(jīng)過1/8周期,質(zhì)元P所在的位置以及振動方向為 ( )A.x軸下方,向上運動 B.x軸下方,向下運動C.x軸上方,向上運動 D.x軸上方,向下

5、運動答案 A2.如圖所示為位于坐標(biāo)原點的波源A沿y軸方向做簡諧運動剛好完成一次全振動時的波的圖象,圖中B、C表示沿波傳播方向上介質(zhì)中的兩個質(zhì)點.若將該時刻設(shè)為t=0時刻,已知該波的波速為10 m/s,則下列說法中正確的是( )A.波源A開始振動時的運動方向沿y軸正方向B.在此后的第1 s內(nèi)回復(fù)力對波源A一直做正功C.從t=0時刻起0.6 s內(nèi)質(zhì)點C通過的路程為9 cmD.對波源A和質(zhì)點B、C在任何連續(xù)的4 s內(nèi),回復(fù)力對它們做的總功均為零答案 CD3.如圖一列簡諧波沿直線傳播,A、B、C是該直線上的三個質(zhì)點,如圖所示,某時刻波傳到B點,此時A點恰在波谷位置.已知A、B相距5 m,波長大于3 m,小于5 m,周期T= 0.1 s,振幅A=5 cm,再經(jīng)0.5 s,C點第一次到達波谷,則A、C相距多遠?自波開始傳播以來,A點共運動了多少路程?答案 24 m 1.25 m4.一列簡諧橫波沿水平直線向右傳播,M、N為介質(zhì)中相距為s的兩質(zhì)