第2章 第1節(jié)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13分以下振動(dòng)是簡諧運(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，球原來靜止的位置為平衡位置，球向上和向下運(yùn)動(dòng)過程中受重力，不是簡諧運(yùn)動(dòng)，A錯(cuò)；B為彈簧振子，為簡諧運(yùn)動(dòng)，B對；C中樹枝搖擺，受樹的彈力，但彈力的變化無規(guī)律，C錯(cuò)；D既不是機(jī)械振動(dòng)，也不是簡諧運(yùn)動(dòng)，D錯(cuò)【答案】B23分一個(gè)質(zhì)點(diǎn)在平衡位置O點(diǎn)附近做簡諧運(yùn)動(dòng)，如圖211所示假設(shè)從質(zhì)點(diǎn)經(jīng)過O點(diǎn)開場計(jì)時(shí)，經(jīng)過3 s質(zhì)點(diǎn)第一次經(jīng)過M點(diǎn)，再繼續(xù)運(yùn)動(dòng)，又經(jīng)過2 s，它第二次經(jīng)過M點(diǎn)，那么該質(zhì)點(diǎn)第三次經(jīng)過M點(diǎn)還需的時(shí)間是

2、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)過程中的最大位移處，假設(shè)開場計(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)過程歷時(shí)3 s，MbM的過程歷時(shí)2 s，那么有4 s，T16 s，質(zhì)點(diǎn)第三次經(jīng)過M點(diǎn)所需時(shí)間tT2 s14 s，故C正確假設(shè)開場計(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M所需要的時(shí)間tT2 s，得t s2 s s，故D正確【答案】CD34分一物體在某行星外表受到的萬有引力是它在地球外表受到的萬有引力的，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)C2小時(shí) D

3、4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)，在該行星上那么為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)方向與波的傳播方向

4、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上的波.密部：縱波中質(zhì)點(diǎn)分布最嚴(yán)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本質(zhì)：介質(zhì)質(zhì)點(diǎn)間存在互相作用力，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)互相做功，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)：從振源開場，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，假設(shè)不計(jì)能量損失，各質(zhì)點(diǎn)的振幅一樣周期：介質(zhì)中各質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)的周期均與波源的振動(dòng)周期一樣質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)：各質(zhì)點(diǎn)只在自己

5、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一樣能量的傳播：由于相鄰的質(zhì)點(diǎn)互相做功，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)問題分析1機(jī)械波的形成常見問題1步調(diào)由于機(jī)械波在傳播時(shí)，總是由先開場振動(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的波，并向前傳播2起振方向介質(zhì)中最先振動(dòng)

6、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，即波源開場時(shí)向哪一方向振動(dòng)，其他質(zhì)點(diǎn)開場振動(dòng)時(shí)也要向該方向振動(dòng)3平面波對稱性假如波源的振動(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)于波源對稱，包括波的形狀和關(guān)于波源對稱質(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對稱點(diǎn)的利用利用這種對稱性，在處理問題時(shí)我們可以將部分波形或某個(gè)質(zhì)點(diǎn)“移到它的對稱點(diǎn)進(jìn)展分析比較如圖212，O點(diǎn)為波源，左右波形關(guān)于O對稱，P的振動(dòng)始終與P一樣，假如需要比較P、Q兩點(diǎn)振動(dòng)情況，我們可以比較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

7、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)滿足才能形成機(jī)械波，假如只有波源，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；假如只有介質(zhì)，只是提供了機(jī)械波賴以傳播的物質(zhì)，但沒有源泉，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)群結(jié)合起來表現(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)由于某種原因分開平衡位置，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)能和勢能互相轉(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

8、動(dòng)的周期.一、波的形成和傳播如圖213a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)情況未畫出，其中點(diǎn)12的位移為零，向上運(yùn)動(dòng)，點(diǎn)9的位移到達(dá)最大值試在圖c中畫出再經(jīng)過周期時(shí)點(diǎn)3、4、5、6的位置和運(yùn)動(dòng)方向，其他點(diǎn)不必畫圖c的橫、縱坐標(biāo)與圖a、b完全一樣圖213【導(dǎo)析】由圖b可以畫出此時(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，可畫出個(gè)周期時(shí)3、4、5、6所在處的繩波波形，從而確定四個(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，可畫出其他各點(diǎn)

9、的位置和運(yùn)動(dòng)方向，如下圖，圖中MN為各點(diǎn)的平衡位置所在直線，根據(jù)各點(diǎn)此時(shí)的運(yùn)動(dòng)方向，即可求出再過T繩波的形狀如圖虛線所示的波形故再過T,3、4、5、6四質(zhì)點(diǎn)的位置和運(yùn)動(dòng)方向如下圖【答案】見解析解決這類問題應(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，是某繩波形成過程的示意圖質(zhì)點(diǎn)1在外力作用下沿直線方向做簡諧運(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t0時(shí)，質(zhì)點(diǎn)1開場向上運(yùn)動(dòng)，t時(shí)，1到達(dá)最上方，5開場向上運(yùn)動(dòng)問：1t時(shí)，質(zhì)點(diǎn)8、12、16的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)是否

10、運(yùn)動(dòng)、運(yùn)動(dòng)方向如何？2t時(shí)，質(zhì)點(diǎn)8、12、16的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)如何？3tT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)刻的情況如下圖1由乙圖可知，t時(shí)，質(zhì)點(diǎn)8未到達(dá)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】見解析二、對橫波和縱波的認(rèn)識(shí)關(guān)于橫波和縱波，以下說法正確的選項(xiàng)是A振源上下振動(dòng)形成的波是橫波B振源程度振動(dòng)形成的波是縱波C波沿程度方向傳播，質(zhì)點(diǎn)上下振動(dòng)，這類波是橫波D質(zhì)點(diǎn)沿程度方向振動(dòng)，波沿程度方向傳播，這類波是縱波【導(dǎo)析】根據(jù)橫波和

11、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，同一直線者為縱波，并不是上下振動(dòng)與程度振動(dòng)的問題所以A、B兩項(xiàng)錯(cuò)誤，C正確對于D，程度方向傳播、程度方向振動(dòng)還缺乏以說明是同一直線，那么D項(xiàng)錯(cuò)誤應(yīng)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，并非沿程度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，以下說法正確的選項(xiàng)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)方向跟波的傳播方向在同一直線上的波叫做縱波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】該題考察縱波和橫波的概念

12、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，那么以下說法正確的選項(xiàng)是圖215A波程度向右傳播B質(zhì)點(diǎn)H與質(zhì)點(diǎn)F的運(yùn)動(dòng)方向一樣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)橫波形成和傳播過程中質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)方向和波的傳播方向的關(guān)系進(jìn)展判斷【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)方向是向下的，那么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，對照圖象可以斷定出波源應(yīng)在質(zhì)點(diǎn)F的右方，故波是向左傳播的，所

13、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，那么質(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，應(yīng)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，應(yīng)選項(xiàng)D也是錯(cuò)誤的應(yīng)選C.【答案】C明確波的傳播過程中質(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，是解決此類問題的關(guān)鍵. 1關(guān)于一列機(jī)械波，以下說法中正確的選項(xiàng)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)過程是質(zhì)點(diǎn)由近向遠(yuǎn)傳遞的過程C波動(dòng)過程是能量傳遞

14、的過程，同時(shí)也可以傳遞信息D波動(dòng)過程中質(zhì)點(diǎn)本身隨波遷移【解析】波動(dòng)過程中，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，以下說法中正確的選項(xiàng)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)絡(luò)起來呈現(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波源停頓振動(dòng)時(shí)，波立即停頓傳播【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)波源停頓振動(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)隨波源停頓振動(dòng)而停頓傳播，即波不會(huì)停頓傳播，選項(xiàng)D錯(cuò)誤故此題應(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)，剛停頓對大鐘撞擊后，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人的聽覺發(fā)生“暫留的緣故D大鐘雖停頓振動(dòng)，但空氣仍在振動(dòng)【解析】停頓撞鐘后，大鐘的振動(dòng)不會(huì)立即