2016屆高三物理一輪復習 機械波

1、【想一想】【想一想】用手握住較長軟繩的一端連續(xù)上下抖動，形成一列簡諧橫用手握住較長軟繩的一端連續(xù)上下抖動，形成一列簡諧橫波某一時刻的波形如圖所示繩上波某一時刻的波形如圖所示繩上a、b兩質點均處于波峰位置試兩質點均處于波峰位置試思考以下幾個問題：思考以下幾個問題：(1)a、b兩點之間的距離與波長的關系是什么？這兩點振動開始時兩點之間的距離與波長的關系是什么？這兩點振動開始時刻相差多長時間？刻相差多長時間？(2)a、b兩點中，哪個點完成全振動次數多？多幾次？兩點中，哪個點完成全振動次數多？多幾次？第第2 2單元機械波單元機械波基礎探究基礎探究機械波的形成和傳播機械波的形成和傳播提示：提示：(1)a

2、、b兩點之間的距離為一個波長，兩點之間的距離為一個波長， a、b兩點振動開始時兩點振動開始時刻相差一個周期刻相差一個周期(2)波動先傳播到波動先傳播到a點，點，b點完成全振動次數比點完成全振動次數比a點少一次點少一次. 【填一填】【填一填】1產生條件：產生條件：(1) ；(2) 2特點特點(1)機械波傳播的只是振動的機械波傳播的只是振動的和和 ，質點只在各自的，質點只在各自的平衡位置附近做受迫運動，并不隨波平衡位置附近做受迫運動，并不隨波 (2)介質中各質點的振幅相同，振動周期和頻率都與介質中各質點的振幅相同，振動周期和頻率都與波源波源的振動周的振動周期和頻率相同期和頻率相同(3)各質點開始振

3、動各質點開始振動(即起振即起振)的方向均的方向均 (4)一個周期內，質點完成一次全振動，通過的路程為一個周期內，質點完成一次全振動，通過的路程為，位移為位移為 .3機械波的分類機械波的分類(1)橫波：質點的振動方向與波的傳播方向相互橫波：質點的振動方向與波的傳播方向相互 的波的波(2)縱波：質點的振動方向與波的傳播方向在縱波：質點的振動方向與波的傳播方向在 的波，有的波，有 和和 波源波源介質介質形式形式能量能量遷移遷移相同相同4A0垂直垂直同一直線上同一直線上密部密部疏部疏部4波長、波速、頻率及其關系波長、波速、頻率及其關系(1)波長波長在波動中，振動相位總是相同的兩個相鄰質點間的距離，通常

4、用在波動中，振動相位總是相同的兩個相鄰質點間的距離，通常用表示表示(2)波速波速波在介質中的傳播速度由波在介質中的傳播速度由本身的性質決定本身的性質決定(3)周期和頻率周期和頻率由由決定，各個質點的振動周期決定，各個質點的振動周期(或頻率或頻率)等于等于的的振動周期或頻率振動周期或頻率(4)波長、波速和頻率的關系波長、波速和頻率的關系公式關系：公式關系：v .適用條件：對機械波、電磁波均適用適用條件：對機械波、電磁波均適用介質介質波源波源波源波源f【想一想】【想一想】一列簡諧橫波沿一列簡諧橫波沿x軸正向傳播，傳到軸正向傳播，傳到M點時波形如圖所示，再經點時波形如圖所示，再經0.6 s，N點開始

5、振動，則該波的振幅點開始振動，則該波的振幅A和頻率和頻率f分別為多少？分別為多少？波的圖象波的圖象【填一填】【填一填】1坐標軸坐標軸：取各質點平衡位置的連線作為：取各質點平衡位置的連線作為x軸，表示質點分布順軸，表示質點分布順序；取過波源質點的振動方向作為序；取過波源質點的振動方向作為y軸，表示質點的軸，表示質點的 2意義意義：在波的傳播方向上，介質中質點在某一時刻相對各自：在波的傳播方向上，介質中質點在某一時刻相對各自 的位移的位移3形狀形狀： 位移位移平衡位置平衡位置正弦正弦(或余弦或余弦)曲線曲線基礎自測基礎自測1關于振動和波的關系，下列說法中不正確的是關于振動和波的關系，下列說法中不正

6、確的是()A振動是波的成因，波是振動的傳播振動是波的成因，波是振動的傳播B振動是單個質點呈現的運動現象，波是許多質點聯合起來呈振動是單個質點呈現的運動現象，波是許多質點聯合起來呈現的運動現象現的運動現象C波的傳播速度和質點振動的速度無關波的傳播速度和質點振動的速度無關D波源停止振動時，波立即停止傳播波源停止振動時，波立即停止傳播解析：解析：機械波的產生條件是有波源和介質由于介質中的質點依機械波的產生條件是有波源和介質由于介質中的質點依次帶動由近及遠傳播而形成波，所以選項次帶動由近及遠傳播而形成波，所以選項A和和B正確波的傳播速度是正確波的傳播速度是波形由波源向外伸展的速度，在均勻介質中其速度大

7、小不變；而質點波形由波源向外伸展的速度，在均勻介質中其速度大小不變；而質點振動的速度和方向都隨時間周期性地發(fā)生變化選項振動的速度和方向都隨時間周期性地發(fā)生變化選項C正確波源一正確波源一旦將振動傳給了介質，振動就會在介質中向遠處傳播；當波源停止振旦將振動傳給了介質，振動就會在介質中向遠處傳播；當波源停止振動時，介質仍然繼續(xù)傳播波源振動的運動形式，不會隨波源停止振動動時，介質仍然繼續(xù)傳播波源振動的運動形式，不會隨波源停止振動而停止傳播，即波不會停止傳播選項而停止傳播，即波不會停止傳播選項D錯誤錯誤答案：答案：D2一列簡諧橫波在一列簡諧橫波在t0時的波形圖如圖所示介質中時的波形圖如圖所示介質中x2

8、m處的處的質點質點P沿沿y軸方向做簡諧運動的表達式為軸方向做簡諧運動的表達式為y10sin(5t)cm.關于這列簡諧關于這列簡諧波，下列說法正確的是波，下列說法正確的是()A周期為周期為4.0 sB振幅為振幅為20 cmC傳播方向沿傳播方向沿x軸方向軸方向 D傳播速度為傳播速度為20 m/s答案：答案：C3如圖所示，圖甲為一列簡諧橫波在如圖所示，圖甲為一列簡諧橫波在t20 s時的波形圖，圖乙是時的波形圖，圖乙是這列波中這列波中P點的振動圖象，那么該波的傳播速度和傳播方向是點的振動圖象，那么該波的傳播速度和傳播方向是()Av25 cm/s，向左傳播，向左傳播Bv50 cm/s，向左傳播，向左傳播

9、Cv25 cm/s，向右傳播，向右傳播 Dv50 cm/s，向右傳播，向右傳播解析：解析：由由P點的振動圖線判斷出在點的振動圖線判斷出在t20 s時時P點在平衡位置且向上點在平衡位置且向上振動，再由波形圖判斷出波是向左傳播的，由題圖判斷出振動，再由波形圖判斷出波是向左傳播的，由題圖判斷出T2 s，100 cm，則，則v/T50 cm/s.故選項故選項B是正確的是正確的答案：答案：B4. 一列簡諧橫波沿直線傳播，該直線上的一列簡諧橫波沿直線傳播，該直線上的a、b兩點相距兩點相距4.42 m，下圖中實、虛兩條曲線分別表示平衡位置在下圖中實、虛兩條曲線分別表示平衡位置在a、b兩點處質點的振動曲兩點處

10、質點的振動曲線從圖示可知線從圖示可知()A此列波的頻率一定是此列波的頻率一定是1 HzB此列波的波長一定是此列波的波長一定是0.1 mC此列波的傳播速度可能是此列波的傳播速度可能是34 m/sDa點一定比點一定比b點距波源近點距波源近答案：答案：C【互動探究】【互動探究】1如何理解波長？質點振動一個周期的路程等于波長嗎？如何理解波長？質點振動一個周期的路程等于波長嗎？2波速、波長、頻率的大小關系是什么？它們各自取決于什么波速、波長、頻率的大小關系是什么？它們各自取決于什么因素？因素？對波長、波速及頻率概念的理解對波長、波速及頻率概念的理解【核心突破】【核心突破】1對波長的理解對波長的理解(1)

11、在波的傳播方向上，兩個相鄰的振動步調總是相同的質點間的在波的傳播方向上，兩個相鄰的振動步調總是相同的質點間的距離距離(2)質點振動一個周期，波傳播的距離質點振動一個周期，波傳播的距離(3)在橫波中兩個相鄰的波峰在橫波中兩個相鄰的波峰(或兩個相鄰的波谷或兩個相鄰的波谷)之間的距離；在之間的距離；在縱波中兩個相鄰的密部縱波中兩個相鄰的密部(或兩個相鄰的疏部或兩個相鄰的疏部)之間的距離之間的距離2對波速的理解對波速的理解(1)波在均勻介質中勻速傳播，波速就是指波在介質中的傳播速波在均勻介質中勻速傳播，波速就是指波在介質中的傳播速度度(2)波速的大小完全由介質決定，與波的頻率無關波速的大小完全由介質決

12、定，與波的頻率無關(3)在同種介質中，縱波和橫波的傳播速度是不同的在同種介質中，縱波和橫波的傳播速度是不同的(4)波速與振速的區(qū)別波速與振速的區(qū)別波速：波源振動幾個周期，波形就向外平移幾個波長這個比波速：波源振動幾個周期，波形就向外平移幾個波長這個比值就表示了波形值就表示了波形(或能量或能量)向外平移的速度在同一種均勻介質中波動向外平移的速度在同一種均勻介質中波動的傳播是勻速的，與波動頻率無關的傳播是勻速的，與波動頻率無關振速：質點的振動速度波動中各質點都在平衡位置附近做周振速：質點的振動速度波動中各質點都在平衡位置附近做周期性振動，是變速運動，質點并不沿波的傳播方向隨波遷移期性振動，是變速運

13、動，質點并不沿波的傳播方向隨波遷移3對頻率的理解對頻率的理解(1)在波的傳播方向上，介質各質點都做受迫振動，其振動是由振在波的傳播方向上，介質各質點都做受迫振動，其振動是由振源的振動引起的，故各質點的振動頻率都等于振源的振動頻率源的振動引起的，故各質點的振動頻率都等于振源的振動頻率(2)當波從一種介質進入另一種介質時，波的頻率不變當波從一種介質進入另一種介質時，波的頻率不變【典例【典例1】振源振源S在在O點做豎直方向的簡諧運動，頻率為點做豎直方向的簡諧運動，頻率為10 Hz，t0時刻向右傳播的簡諧橫波如圖所示時刻向右傳播的簡諧橫波如圖所示(向左傳播的簡諧橫波圖中未畫向左傳播的簡諧橫波圖中未畫出

14、出)。則以下說法正確的是。則以下說法正確的是()At0時，時，x1 m處的質點振動方向向下處的質點振動方向向下Bt0時，時，x2 m處的質點振動方向向上處的質點振動方向向上Ct0.175 s時，時，x1 m處的質點處在波谷位置處的質點處在波谷位置Dt0.175 s時，時，x1 m處的質點處在波峰位置處的質點處在波峰位置自主解答自主解答t0時，時，x1 m處的質點振動方向向上，選項處的質點振動方向向上，選項A錯誤；錯誤；根據波動傳播的雙向性和對稱性，畫出向左傳播波的波形圖，根據波動傳播的雙向性和對稱性，畫出向左傳播波的波形圖，t0時，時，x2 m處的質點振動方向向下，選項處的質點振動方向向下，選

15、項B錯誤；波長為錯誤；波長為2 m，周期，周期T1/f0.1 s，波速，波速vf20 m/s.t0.175 s時，時，x1 m處的質點處在處的質點處在波谷位置，選項波谷位置，選項C正確，正確，D錯誤錯誤. 答案答案C1下列關于簡諧運動和簡諧波的說法，正確的是下列關于簡諧運動和簡諧波的說法，正確的是()A介質中質點振動的周期不一定和相應的波的周期相等介質中質點振動的周期不一定和相應的波的周期相等B介質中質點振動的速度一定和相應的波的波速相等介質中質點振動的速度一定和相應的波的波速相等C波的傳播方向一定和介質中質點振動的方向一致波的傳播方向一定和介質中質點振動的方向一致D橫波的波峰與波谷在振動方向

16、上的距離一定是質點振幅的兩橫波的波峰與波谷在振動方向上的距離一定是質點振幅的兩倍倍解析：解析：波傳播過程中每個質點都在前面質點的驅動力作用下做受波傳播過程中每個質點都在前面質點的驅動力作用下做受迫振動，迫振動，A錯誤波速是波在介質中傳播的速度，在同種均勻介質中錯誤波速是波在介質中傳播的速度，在同種均勻介質中波速是個常量；質點振動速度隨質點振動所處位置不斷變化，波速是個常量；質點振動速度隨質點振動所處位置不斷變化，B、C錯錯誤波峰、波谷分別是平衡位置上方、下方最大位移處，而振幅是振誤波峰、波谷分別是平衡位置上方、下方最大位移處，而振幅是振動中偏離平衡位置的最大距離，動中偏離平衡位置的最大距離，D

17、正確正確答案：答案：D【互動探究】【互動探究】1波動圖象和振動圖象的主要區(qū)別是什么？波動圖象和振動圖象的主要區(qū)別是什么？2怎樣由波的傳播方向判斷波中某質點的振動方向？或者由質怎樣由波的傳播方向判斷波中某質點的振動方向？或者由質點的振動方向判斷波的傳播方向？點的振動方向判斷波的傳播方向？波動圖象和振動圖象的綜合應用波動圖象和振動圖象的綜合應用【核心突破】【核心突破】1兩種圖象的比較兩種圖象的比較2.波的傳播方向與質點振動方向的互判方法波的傳播方向與質點振動方向的互判方法已知質點振動方向可判斷波的傳播方向，或已知波的傳播方向和已知質點振動方向可判斷波的傳播方向，或已知波的傳播方向和某時刻的圖象可判

18、斷介質質點的振動方向，常用的方法如下：某時刻的圖象可判斷介質質點的振動方向，常用的方法如下：當已知質點振動方向判斷波的傳播方向時，仍應用上述方法，只當已知質點振動方向判斷波的傳播方向時，仍應用上述方法，只不過是上述方向的逆向思維。不過是上述方向的逆向思維?！镜淅镜淅?】(2014年阜陽模擬年阜陽模擬)一列簡諧橫波，某時刻的圖象如一列簡諧橫波，某時刻的圖象如圖甲所示，從該時刻開始計時，質點圖甲所示，從該時刻開始計時，質點A的振動圖象如圖乙所示，則的振動圖象如圖乙所示，則()A波沿波沿x軸正方向傳播軸正方向傳播B波速是波速是20 m/sC經過經過t0.4 s，質點，質點A通過的路程是通過的路程是

19、4 mD質點質點P比質點比質點Q先回到平衡位置先回到平衡位置思路點撥思路點撥由質點由質點A的振動圖象確定該時刻質點的振動圖象確定該時刻質點A的振動方向，的振動方向，從而確實該波的傳播方向，從波動圖象中讀出波長，再從振動圖象中從而確實該波的傳播方向，從波動圖象中讀出波長，再從振動圖象中讀出周期，即可算出波速讀出周期，即可算出波速答案答案C2(2012年高考福建卷年高考福建卷)一列簡諧橫波沿一列簡諧橫波沿x軸傳播，軸傳播，t0時刻的波形時刻的波形如圖甲所示，此時質點如圖甲所示，此時質點P正沿正沿y軸負方向運動，其振動圖象如圖乙所示，軸負方向運動，其振動圖象如圖乙所示，則該波的傳播方向和波速分別是則

20、該波的傳播方向和波速分別是()A沿沿x軸負方向，軸負方向，60 m/sB沿沿x軸正方向，軸正方向，60 m/sC沿沿x軸負方向，軸負方向，30 m/s D沿沿x軸正方向，軸正方向，30 m/s答案：答案：A巧解波的多解問題巧解波的多解問題方法概述方法概述造成波動問題多解的主要因素造成波動問題多解的主要因素(1)周期性：周期性：時間周期性：時間間隔時間周期性：時間間隔t與周期與周期T的關系不明確的關系不明確空間周期性：波傳播距離空間周期性：波傳播距離x與波長與波長的關系不明確的關系不明確(2)雙向性：雙向性：傳播方向雙向性：波的傳播方向不確定傳播方向雙向性：波的傳播方向不確定振動方向雙向性：質點

21、振動方向不確定振動方向雙向性：質點振動方向不確定 (3)波形的隱含性形成多解：波形的隱含性形成多解：在波動問題中，往往只給出完整波形的一部分，或給出幾個特殊在波動問題中，往往只給出完整波形的一部分，或給出幾個特殊點，而其余信息均處于隱含狀態(tài)這樣，波形就有多種情況，形成波點，而其余信息均處于隱含狀態(tài)這樣，波形就有多種情況，形成波動問題的多解性動問題的多解性問題類型問題類型1如果題中的已知條件不能確定波的傳播方向或者不能確定質如果題中的已知條件不能確定波的傳播方向或者不能確定質點的振動方向，則需要分情況進行討論，此時就會出現多解現象點的振動方向，則需要分情況進行討論，此時就會出現多解現象2在波的傳

22、播方向上，如果兩個質點間的距離不確定或相位之在波的傳播方向上，如果兩個質點間的距離不確定或相位之間關系不確定，就會形成多解，若不能聯想到所有可能的情況，就會間關系不確定，就會形成多解，若不能聯想到所有可能的情況，就會出現漏解出現漏解3在波的傳播方向上，相隔一個波長的質點振動的步調是完全在波的傳播方向上，相隔一個波長的質點振動的步調是完全相同的；但如果題目中沒有給定波的傳播距離相同的；但如果題目中沒有給定波的傳播距離x與波長與波長之間的大小關之間的大小關系，就會出現多解現象系，就會出現多解現象4在波向前傳播的過程中，質點在各自平衡位置附近做簡諧運在波向前傳播的過程中，質點在各自平衡位置附近做簡諧運動