機(jī)械波的產(chǎn)生和傳播

1、第一節(jié)機(jī)械波的產(chǎn)生和傳播1(3分)下列振動(dòng)是簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的有()A手拍乒乓球的運(yùn)動(dòng)B彈簧的下端懸掛一個(gè)鋼球，上端固定組成的振動(dòng)系統(tǒng)C搖擺的樹(shù)枝D從高處下落到光滑水泥地面上的小鋼球的運(yùn)動(dòng)【解析】手拍乒乓球，球原來(lái)靜止的位置為平衡位置，球向上和向下運(yùn)動(dòng)過(guò)程中受重力，不是簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)，A錯(cuò)；B為彈簧振子，為簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)，B對(duì)；C中樹(shù)枝搖擺，受樹(shù)的彈力，但彈力的變化無(wú)規(guī)律，C錯(cuò)；D既不是機(jī)械振動(dòng)，也不是簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)，D錯(cuò)【答案】B2(3分)一個(gè)質(zhì)點(diǎn)在平衡位置O點(diǎn)附近做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)，如圖211所示若從質(zhì)點(diǎn)經(jīng)過(guò)O點(diǎn)開(kāi)始計(jì)時(shí)，經(jīng)過(guò)3 s質(zhì)點(diǎn)第一次經(jīng)過(guò)M點(diǎn)，再繼續(xù)運(yùn)動(dòng)，又經(jīng)過(guò)2 s，它第二次經(jīng)過(guò)M點(diǎn)，則該質(zhì)點(diǎn)第三次經(jīng)過(guò)M點(diǎn)還需的

2、時(shí)間是()圖211A8 sB4 sC14 sD. s【解析】設(shè)圖中a、b兩點(diǎn)為質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)過(guò)程中的最大位移處，若開(kāi)始計(jì)時(shí)時(shí)刻質(zhì)點(diǎn)從O點(diǎn)向右運(yùn)動(dòng)，OM的運(yùn)動(dòng)過(guò)程歷時(shí)3 s，MbM的過(guò)程歷時(shí)2 s，則有4 s，T16 s，質(zhì)點(diǎn)第三次經(jīng)過(guò)M點(diǎn)所需時(shí)間tT2 s14 s，故C正確若開(kāi)始計(jì)時(shí)時(shí)刻質(zhì)點(diǎn)從OaOM運(yùn)動(dòng)歷時(shí)3 s，MbM歷時(shí)2 s，顯然4 s，T s，質(zhì)點(diǎn)第三次再經(jīng)過(guò)M所需要的時(shí)間tT2 s，得t s2 s s，故D正確【答案】CD3(4分)一物體在某行星表面受到的萬(wàn)有引力是它在地球表面受到的萬(wàn)有引力的，在地球上走得很準(zhǔn)的擺鐘搬到此行星上后，此鐘的分針走一整圈所經(jīng)歷的時(shí)間實(shí)際上是()A小時(shí) B小時(shí)

3、C2小時(shí) D4小時(shí)【解析】由題意知，g星g地，又由T2 知，T，故，所以此鐘分針走一整圈所經(jīng)歷的時(shí)間在地球上為1小時(shí)，在該行星上則為2小時(shí)，故應(yīng)選C.【答案】C課 標(biāo) 導(dǎo) 思1認(rèn)識(shí)機(jī)械波，知道形成機(jī)械波的兩個(gè)條件2理解機(jī)械波的傳播，確認(rèn)波是傳播振動(dòng)形式和傳遞能量的一種方式3知道什么是橫波和縱波，以及波峰和波谷、密部和疏部. 學(xué)生P18一、機(jī)械波的產(chǎn)生1機(jī)械波機(jī)械振動(dòng)在介質(zhì)中的傳播2形成條件機(jī)械振動(dòng)的波源和傳播振動(dòng)的介質(zhì)二、機(jī)械波的傳播機(jī)械波并沒(méi)有攜帶介質(zhì)本身與它一起傳播，波傳播的只是一種振動(dòng)形式，是傳遞能量的一種形式，同時(shí)也能傳遞信息三、橫波和縱波定義標(biāo)識(shí)性物理量實(shí)物圖形橫波質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向與波

4、的傳播方向垂直的波波峰：橫波中凸起的最高處波谷：橫波中凹下的最低處.縱波質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向與波的傳播方向在同一直線(xiàn)上的波.密部：縱波中質(zhì)點(diǎn)分布最緊密的部分疏部：縱波中質(zhì)點(diǎn)分布最稀疏的部分. 學(xué)生P18一、機(jī)械波的形成與特點(diǎn)1機(jī)械波的形成(1)實(shí)質(zhì)：介質(zhì)質(zhì)點(diǎn)間存在相互作用力，介質(zhì)中前面的質(zhì)點(diǎn)帶動(dòng)后面的質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)(2)質(zhì)點(diǎn)間的作用：相鄰的質(zhì)點(diǎn)相互做功，同時(shí)將振動(dòng)形式與振源能量向外傳播(3)介質(zhì)質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)：從振源開(kāi)始，每一個(gè)質(zhì)點(diǎn)都由前面的質(zhì)點(diǎn)帶動(dòng)做受迫振動(dòng)2機(jī)械波的傳播特點(diǎn)振幅：像繩波這種一維(只在某個(gè)方向上傳播)機(jī)械波，若不計(jì)能量損失，各質(zhì)點(diǎn)的振幅相同周期：介質(zhì)中各質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)的周期均與波源的振動(dòng)周期相同質(zhì)

5、點(diǎn)的振動(dòng)：各質(zhì)點(diǎn)只在自己的平衡位置附近振動(dòng)，并不隨波遷移，且離波源越遠(yuǎn)，質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)越滯后，但每個(gè)質(zhì)點(diǎn)的起振方向均與波源的起振方向相同能量的傳播：由于相鄰的質(zhì)點(diǎn)相互做功，所以波在傳播振動(dòng)形式的同時(shí)，也傳遞著能量和信息3橫波的“波峰”和“波谷”、縱波的“密部”和“疏部”的形成原因由于機(jī)械波在傳播時(shí)，總是由先振動(dòng)的質(zhì)點(diǎn)帶動(dòng)比它后振動(dòng)的質(zhì)點(diǎn)，介質(zhì)中不同質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)步調(diào)不一致，這樣就會(huì)形成凸、凹相間或疏、密相間的波，并向前傳播二、機(jī)械波的相關(guān)問(wèn)題分析1機(jī)械波的形成常見(jiàn)問(wèn)題(1)步調(diào)由于機(jī)械波在傳播時(shí)，總是由先開(kāi)始振動(dòng)的質(zhì)點(diǎn)帶動(dòng)比它晚振動(dòng)的質(zhì)點(diǎn)，介質(zhì)中不同質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)步調(diào)不一致，這樣才形成了凸凹相間或疏密相間

6、的波，并向前傳播(2)起振方向介質(zhì)中最先振動(dòng)的質(zhì)點(diǎn)是波源，所以介質(zhì)中所有質(zhì)點(diǎn)在起振時(shí)都與波源的起振方向一致，即波源開(kāi)始時(shí)向哪一方向振動(dòng)，其他質(zhì)點(diǎn)開(kāi)始振動(dòng)時(shí)也要向該方向振動(dòng)(3)平面波對(duì)稱(chēng)性如果波源的振動(dòng)形式在同一種均勻介質(zhì)中向不同的方向傳播，那么沿各個(gè)方向傳播的波形關(guān)于波源對(duì)稱(chēng)，包括波的形狀和關(guān)于波源對(duì)稱(chēng)質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向等，如向水中投入一塊小石子，激起的水波是一組以小石子為圓心的同心圓(4)對(duì)稱(chēng)點(diǎn)的利用利用這種對(duì)稱(chēng)性，在處理問(wèn)題時(shí)我們可以將部分波形或某個(gè)質(zhì)點(diǎn)“移”到它的對(duì)稱(chēng)點(diǎn)進(jìn)行分析比較如圖212，O點(diǎn)為波源，左右波形關(guān)于O對(duì)稱(chēng)，P的振動(dòng)始終與P相同，如果需要比較P、Q兩點(diǎn)振動(dòng)情況，我們可以比較

7、P、Q兩點(diǎn)的振動(dòng)情況圖2122機(jī)械波的形成條件波源和介質(zhì)是形成機(jī)械波的兩個(gè)充要條件，兩個(gè)條件同時(shí)滿(mǎn)足才能形成機(jī)械波，如果只有波源，只是提供了機(jī)械波的“源泉”，但不能向外傳播，不能形成機(jī)械波；如果只有介質(zhì)，只是提供了機(jī)械波賴(lài)以傳播的物質(zhì)，但沒(méi)有源泉，機(jī)械波也不能形成三、振動(dòng)與波動(dòng)的關(guān)系振動(dòng)波動(dòng)運(yùn)動(dòng)現(xiàn)象單個(gè)質(zhì)點(diǎn)所表現(xiàn)出的周而復(fù)始的運(yùn)動(dòng)現(xiàn)象質(zhì)點(diǎn)群聯(lián)合起來(lái)表現(xiàn)出的周而復(fù)始的運(yùn)動(dòng)現(xiàn)象運(yùn)動(dòng)成因質(zhì)點(diǎn)由于某種原因離開(kāi)平衡位置，同時(shí)受到指向平衡位置的力回復(fù)力的作用被前一質(zhì)點(diǎn)的帶動(dòng)能量變化振動(dòng)系統(tǒng)的動(dòng)能和勢(shì)能相互轉(zhuǎn)化波源的能量隨振動(dòng)形式由近及遠(yuǎn)地傳播【特別提醒】(1)振動(dòng)是波的起因，波是振動(dòng)的傳播.(2)有波動(dòng)一

8、定有振動(dòng)，有振動(dòng)不一定有波動(dòng).(3)波動(dòng)的周期等于質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)的周期.一、波的形成和傳播如圖213(a)中有一條均勻的繩，0、1、2、3、4、是繩上一系列等間隔的點(diǎn)現(xiàn)有一列橫波沿此繩傳播某時(shí)刻，繩上9、10、11、12四點(diǎn)的位置和運(yùn)動(dòng)方向如圖(b)所示(其他點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)情況未畫(huà)出)，其中點(diǎn)12的位移為零，向上運(yùn)動(dòng)，點(diǎn)9的位移達(dá)到最大值試在圖(c)中畫(huà)出再經(jīng)過(guò)周期時(shí)點(diǎn)3、4、5、6的位置和運(yùn)動(dòng)方向，其他點(diǎn)不必畫(huà)圖(c)的橫、縱坐標(biāo)與圖(a)、(b)完全相同圖213【導(dǎo)析】由圖(b)可以畫(huà)出此時(shí)3、4、5、6所在處的繩波的形狀然后再根據(jù)振動(dòng)和波的關(guān)系，可畫(huà)出個(gè)周期時(shí)3、4、5、6所在處的繩波波形，從而確定

9、四個(gè)質(zhì)點(diǎn)的位置【解析】由題中給出9、10、11、12四點(diǎn)的位置和運(yùn)動(dòng)方向，可畫(huà)出其他各點(diǎn)的位置和運(yùn)動(dòng)方向，如圖所示，圖中MN為各點(diǎn)的平衡位置所在直線(xiàn)，根據(jù)各點(diǎn)此時(shí)的運(yùn)動(dòng)方向，即可求出再過(guò)T繩波的形狀如圖虛線(xiàn)所示的波形故再過(guò)T,3、4、5、6四質(zhì)點(diǎn)的位置和運(yùn)動(dòng)方向如圖所示【答案】見(jiàn)解析解決這類(lèi)問(wèn)題應(yīng)先確定特殊點(diǎn)的位置，即此時(shí)刻處在平衡位置或最大位移處的質(zhì)點(diǎn)，如題中的點(diǎn)3和點(diǎn)6，這些點(diǎn)的位置確定后，其他點(diǎn)的情況根據(jù)波的形成和傳播規(guī)律即可求得. 1圖214甲所示，是某繩波形成過(guò)程的示意圖質(zhì)點(diǎn)1在外力作用下沿直線(xiàn)方向做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)，帶動(dòng)2、3、4各個(gè)質(zhì)點(diǎn)依次上下振動(dòng)，把振動(dòng)從繩的左端傳到右端已知t0時(shí)，質(zhì)

10、點(diǎn)1開(kāi)始向上運(yùn)動(dòng)，t時(shí)，1到達(dá)最上方，5開(kāi)始向上運(yùn)動(dòng)問(wèn)：(1)t時(shí)，質(zhì)點(diǎn)8、12、16的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)(是否運(yùn)動(dòng)、運(yùn)動(dòng)方向)如何？(2)t時(shí)，質(zhì)點(diǎn)8、12、16的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)如何？(3)tT時(shí)，質(zhì)點(diǎn)8、12、16的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)如何？圖214【解析】各質(zhì)點(diǎn)在各時(shí)刻的情況如圖所示(1)由乙圖可知，t時(shí)，質(zhì)點(diǎn)8未達(dá)到波峰，正在向上振動(dòng)，質(zhì)點(diǎn)12、16未振動(dòng)(2)由丙圖可知，t時(shí)，質(zhì)點(diǎn)8正在向下振動(dòng)，質(zhì)點(diǎn)12向上振動(dòng)，質(zhì)點(diǎn)16未振動(dòng)(3)由丁圖可知，tT時(shí)，質(zhì)點(diǎn)8、12正在向下振動(dòng)，質(zhì)點(diǎn)16向上振動(dòng)【答案】見(jiàn)解析二、對(duì)橫波和縱波的認(rèn)識(shí)關(guān)于橫波和縱波，下列說(shuō)法正確的是()A振源上下振動(dòng)形成的波是橫波B振源水平振動(dòng)形成

11、的波是縱波C波沿水平方向傳播，質(zhì)點(diǎn)上下振動(dòng)，這類(lèi)波是橫波D質(zhì)點(diǎn)沿水平方向振動(dòng)，波沿水平方向傳播，這類(lèi)波是縱波【導(dǎo)析】根據(jù)橫波和縱波的定義分析、判斷【解析】根據(jù)縱波與橫波的概念，質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)方向與波傳播方向垂直者為橫波，同一直線(xiàn)者為縱波，并不是上下振動(dòng)與水平振動(dòng)的問(wèn)題所以A、B兩項(xiàng)錯(cuò)誤，C正確對(duì)于D，水平方向傳播、水平方向振動(dòng)還不足以說(shuō)明是同一直線(xiàn)，則D項(xiàng)錯(cuò)誤故選C.【答案】C橫波和縱波是根據(jù)質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)方向和波的傳播方向的關(guān)系定義的，并非沿水平方向傳播的就一定是橫波，沿豎直方向傳播的一定是縱波. 2關(guān)于橫波和縱波，下列說(shuō)法正確的是()A質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向和波的傳播方向垂直的波叫做橫波B質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)方向跟波的傳

12、播方向在同一直線(xiàn)上的波叫做縱波C橫波有波峰和波谷，縱波有密部和疏部D地震波是橫波，聲波是縱波【解析】該題考查縱波和橫波的概念由定義知，A、B、C正確聲波是縱波，但地震波中既有橫波，又有縱波，故D不正確【答案】ABC三、波的傳播方向和質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)方向的判斷一列橫波在某時(shí)刻的波形圖如圖215所示，此時(shí)F質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向向下，則下列說(shuō)法正確的是()圖215A波水平向右傳播B質(zhì)點(diǎn)H與質(zhì)點(diǎn)F的運(yùn)動(dòng)方向相同C質(zhì)點(diǎn)C比質(zhì)點(diǎn)B先回到平衡位置D此時(shí)刻質(zhì)點(diǎn)C的加速度為零【導(dǎo)析】根據(jù)橫波形成和傳播過(guò)程中質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)方向和波的傳播方向的關(guān)系進(jìn)行判斷【解析】由于質(zhì)點(diǎn)F要追隨和它鄰近的并且離波源稍近的質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)，又知道質(zhì)點(diǎn)F的運(yùn)動(dòng)方

13、向是向下的，則與它鄰近的離波源稍近的質(zhì)點(diǎn)的位置應(yīng)在它的下方，對(duì)照?qǐng)D象可以判定出波源應(yīng)在質(zhì)點(diǎn)F的右方，故波是向左傳播的，所以選項(xiàng)A是錯(cuò)誤的；與質(zhì)點(diǎn)H鄰近的并且離波源稍近的質(zhì)點(diǎn)I的位置在質(zhì)點(diǎn)H的上方，則質(zhì)點(diǎn)H的運(yùn)動(dòng)方向是向上的，所以選項(xiàng)B也是錯(cuò)誤的；用同樣的方法可以判斷質(zhì)點(diǎn)C要向下運(yùn)動(dòng)，直接回到平衡位置，而質(zhì)點(diǎn)B先向上運(yùn)動(dòng)到達(dá)最大位移處后再回到平衡位置，這樣質(zhì)點(diǎn)C要比質(zhì)點(diǎn)B先回到平衡位置，故選項(xiàng)C是正確的；質(zhì)點(diǎn)C處在最大位移處，其加速度最大，故選項(xiàng)D也是錯(cuò)誤的故選C.【答案】C明確波的傳播過(guò)程中質(zhì)點(diǎn)間的帶動(dòng)作用，以及質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)方向，判斷出波的傳播方向，是解決此類(lèi)問(wèn)題的關(guān)鍵. 1關(guān)于一列機(jī)械波，下列

14、說(shuō)法中正確的是()A波動(dòng)的產(chǎn)生需要兩個(gè)條件，即波源和傳播波的介質(zhì)B波動(dòng)過(guò)程是質(zhì)點(diǎn)由近向遠(yuǎn)傳遞的過(guò)程C波動(dòng)過(guò)程是能量傳遞的過(guò)程，同時(shí)也可以傳遞信息D波動(dòng)過(guò)程中質(zhì)點(diǎn)本身隨波遷移【解析】波動(dòng)過(guò)程中，質(zhì)點(diǎn)不隨波遷移，只在各自的平衡位置附近振動(dòng)【答案】AC2關(guān)于振動(dòng)和波的關(guān)系，下列說(shuō)法中正確的是()A振動(dòng)是波的成因，波是振動(dòng)的傳播B振動(dòng)是單個(gè)質(zhì)點(diǎn)呈現(xiàn)的運(yùn)動(dòng)現(xiàn)象，波是許多質(zhì)點(diǎn)聯(lián)系起來(lái)呈現(xiàn)的運(yùn)動(dòng)現(xiàn)象C波的傳播速度就是質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)的速度D波源停止振動(dòng)時(shí)，波立即停止傳播【解析】機(jī)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(diǎn)依次帶動(dòng)由近及遠(yuǎn)傳播而形成波，所以選項(xiàng)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(diǎn)振動(dòng)的速度和方向都隨時(shí)間周期性地發(fā)生變化，選項(xiàng)C錯(cuò)誤波源一旦將振動(dòng)傳給了介質(zhì)，振動(dòng)就會(huì)在介質(zhì)中向遠(yuǎn)處傳播；當(dāng)波源停止振動(dòng)時(shí)，介質(zhì)仍然繼續(xù)傳播波源振動(dòng)的運(yùn)動(dòng)形式，不會(huì)隨波源停止振動(dòng)而停止傳播，即波不會(huì)停止傳播，選項(xiàng)D錯(cuò)誤故本題應(yīng)選A、B項(xiàng)【答案】AB3在敲響古剎里的大鐘時(shí)，有的同學(xué)發(fā)現(xiàn)，剛停止對(duì)大鐘撞擊后，大鐘仍“余音末絕”，分析其原因是()A大鐘的回聲B大鐘在繼續(xù)振動(dòng)C人的聽(tīng)覺(jué)發(fā)生“暫留”的緣故D大鐘雖停止振動(dòng)，但空氣仍在振動(dòng)【解析】停止撞鐘后，