機械振動和機械波知識點總結

1、 移的變化情況判斷質點P的運動方向。口訣法：沿波的傳播方向看，“上山低頭，下山抬頭”其中“低頭”表示質點向下運動，“抬頭”表示質點向上運動。故P向上振動。說明：波動圖象和振動圖象的形狀相似，都是正弦或余弦曲線，其物理意義有本質的區(qū)別，但它們之間又有聯系，因為參與波動的質點都在各自的平衡位置附近振動，質點振動的周期也等于波動的周期?！纠?】如圖611所示，一列在x軸上傳播的橫波t0時刻的圖線用實線表示，經At=0.2s時，其圖線用虛線表示。已知此波的波長為2m,則以下說法正確的是：（）若波向右傳播，則最大周期為2s若波向左傳播，則最大周期為2s若波向左傳播，則最小波速是9m/sD.若波速是19m

2、/s，則波的圖611傳播方向向左分析:首先題目中沒有給出波的傳播方向，因而應分為兩種情況討論。例如波向右傳播，圖中實線所示橫波經過0.2s傳播的距離可以為0.2m,（0.2+入）m,（0.2+2入）m，其波形圖均為圖中虛線所示。因而不論求周期最小值還是求周期的最大值，都可以先寫出通式再討論求解。TOC o 1-5 h z解答：如果波向右傳播，傳播的距離為（0.2+n入）m（n=1,2,3），則傳播速度為s0.22n九v=m/s，取n=0時對應最小的波速為1m/s,根據周期T二，得最大的周期,t0.2v為2s。因此選項A是正確的；如果波向左傳播，傳播的距離為（nX0.2）m（n=1,2,3），則

3、傳播速度為s2n0.2九vm/s，取n=1時對應最小的波速為9m/s，根據周期T=，得最大的周,t0.2v期為|s。因此選項C是正確的，B是錯誤的；在向左傳播的波速表達式中，當取n=2時,計算得波速為19m/s,因此選項D是正確的。說明：1.在已知兩個時刻波形圖研究波的傳播問題時，因為波的傳播方向有兩種可能,一般存在兩組合理的解。又由于波的傳播在時間和空間上的周期性，每組解又有多種可能性。為此，這類問題的解題思路一般為：先根據波的圖象寫出波的傳播距離的通式，再根據波速公式列出波速或時間的通式，最后由題目給出的限制條件，選擇出符合條件的解。2.本題還可以直接考慮：例如對選項A：因為波長一定，若周

4、期最大，則波速必最小,波在相同時間內（0.2s）傳播距離必最短，即為0.2m。由此可知最小波速為1m/s，從而依據波速公式可求出最大周期為2s。其它各選項同理考慮。這樣做的主要依據是波是勻速向前傳播的，緊抓波速、傳播距離、傳播時間三者的關系，其實波速公式也是這三者關系的一個體現?！纠?0】繩中有列正弦橫波，沿x軸傳播，圖中612中a、b是繩上兩點，它們在xy0 xab軸方向上的距離小于一個波長。a、b兩點的振動圖象如圖613所示。試在圖612上a、b之間畫出t=1.0s時的波形圖。分析：首先我們先由振動圖象確定t=1.0s時a、b兩質點在波形圖上的位置以及振動方向，然后在一列已經畫好的常規(guī)波形

5、圖上按題意截取所需波形既可。因為題中沒給波的傳播方向，所以要分兩種情況討論。解答：由振動圖象可知：t=1.0s時，質點a處于正向最大位移處（波峰處），質點b處于平衡位置且向下振動。先畫出一列沿x軸正方向傳播的波形圖，如圖614所示。在圖左側波峰處標出a點。b點在a的右測，到a點距離小于1個波長的平衡位置，即可能是bb2兩種情況。而振動方向向下的點只有b2。題中所求沿x軸正方向傳播的波在a、b之間的波形圖即為圖614中ab2段所示。畫到原題圖上時波形如圖615甲（實線）所示。圖6-14同理可以畫出波沿x軸負方向傳播在a、b之間的波形圖，如圖615乙（虛線）所示。說明：1.分析解決本題的關鍵是要搞

6、清楚振動圖象和波動圖象的區(qū)別和聯系。振動圖象詳細描述了質點位移隨時間的變化，但要找該質點在波中的位置，就必須關心所畫波形圖對應哪個時刻，進而由振動圖象找到在這個時刻該質點的位置及振動方向。如果已知質點的振動方向、機械波的傳播方向和機械波的波形中的任意兩個，就可以對第三個進行判斷，這也是貫穿整個機械波這部分內容的基本思路和方法。值得注意的是：如果已知質點的振動方向、波的傳播方向，再判斷機械波的波形時，由于機械波傳播的周期性，可能造成波形的多解。例如本題中沒有圖6-14同理可以畫出波沿x軸負方向傳播在a、b之間的波形圖，如圖615乙（虛線）所示。說明：1.分析解決本題的關鍵是要搞清楚振動圖象和波動

7、圖象的區(qū)別和聯系。振動圖象詳細描述了質點位移隨時間的變化，但要找該質點在波中的位置，就必須關心所畫波形圖對應哪個時刻，進而由振動圖象找到在這個時刻該質點的位置及振動方向。如果已知質點的振動方向、機械波的傳播方向和機械波的波形中的任意兩個，就可以對第三個進行判斷，這也是貫穿整個機械波這部分內容的基本思路和方法。值得注意的是：如果已知質點的振動方向、波的傳播方向，再判斷機械波的波形時，由于機械波傳播的周期性，可能造成波形的多解。例如本題中沒有“a、b在x軸方向上的距離小于一個波長”這個條件,就會造成多解現象。本題還可以利用“同側法”來畫圖。“同側法”是來判斷質點的振動方向、機械波的傳播方向和機械波

8、的波形三者關系的方法。其結論是：質點的振動方向、機械波的傳播方向必在質點所在波形圖線的同一側。例如圖616（甲）所示是一列沿x軸正方向傳播的簡諧波圖象,若其上M點的振動方向向下，則該點的振動方向與波的傳播方向在M點所在圖線的同側；如圖616（乙）圖所示，若其上M點的振動方向向上，則該點的振動方向與波的傳播方向在M點所在圖線的兩側。依據“同側法”的判定，質點M的振動方向向下。對于本題中沿x軸正方向傳播的情況，因為質點b振動方向向下，波沿x軸正方向傳播，為保證波傳播方向、質點振動方向在該點圖線的“同側”，波形圖只能是圖617中實線所示。圖線若為虛線所示，則波傳播方向、質點振動方向在該點圖線的“兩側

9、”。播的情況。有時我們還可以用圖像平移法畫圖。【例19】從一條弦線的兩端，各發(fā)生一如圖624所示的脈沖橫波，它們均沿弦線傳播，速度相等，傳播方向相反。已知這兩個脈沖的寬度均為L，當左邊脈沖的前端到達弦中的a點時，右邊脈沖的前端正好到達與a相距L/2的b點。請畫出此時弦線上的脈沖波形。分析：依據波的疊加原理：當左邊的脈沖波前端向右傳播到a點，而右邊的脈沖前端向左傳到b點，此時，兩列脈沖波有半個波長是重疊的。在重疊的區(qū)域內，即在a、b之間，當左脈沖引起質點振動的位移方向向下時，而右脈沖引起質點振動的位移方向向上，或反之，但位圖625移大小相等，疊加結果相互抵消，此時弦線上出現的波形如圖625所示。

10、說明：此題是依據波的疊加原理而求解的?！隘B加”的核心是位移的疊加，即在疊加區(qū)域內每一質點的振動位置由合位移決定。質點振動速度由合速度決定?！纠?0】如圖626所示，SS2是振動情況完全相同的兩個機械波波源，振幅為A,a、b、c三點分別位于S、S2連線的中垂線上，且ab=bco某時刻aS是兩列波的波峰相遇點，c是兩列波的波谷相遇點，則（）:A、a處質點的位移始終為2AB、c處質點的位移始終為一2A；abcTOC o 1-5 h zC、b處質點的振幅為2AD、c處質點的振幅為2As2圖6-26分析：因為兩個波源的頻率相同，振動情況也相同，而a、b、2c三點分別到兩個波源的距離之差均為0，依判斷條件

11、可知該三個點的振動都是加強的，即各點振動的振幅均為兩波振幅之和2Ao解答：選項CD是正確的。說明：對于穩(wěn)定的干涉現象中的振動始終加強的點，應理解為兩列波傳到該點的振動位移及振動方向完全一致，使得該點的振動劇烈，表現為該質點振動的振幅始終最大，而不是位移最大。如本題中的a點此時刻在波峰處，但過1/4周期該點會振動到平衡位置；b點位于ac中點，該時刻它位于平衡位置，但過1/4周期該點會振動到波峰位置。所以a、b、c所在這條線為振動加強區(qū)域。對于穩(wěn)定的干涉現象中的振動始終減弱的點，應理解為兩列波傳到該點的振動位移及振動方向相反，使得該點的振動減弱，表現為該質點振動的振幅始終最小，而不是位移最小?！纠?/p>

12、22】關于多普勒效應的敘述，下列說法正確的是（）產生多普勒效應的原因是波源頻率發(fā)生了變化產生多普勒效應的原因是觀察者和波源之間發(fā)生了相對運動甲乙兩車相向行駛，兩車均鳴笛，且發(fā)出的笛聲頻率相同，乙車中的某旅客聽到的甲車笛聲頻率低于他聽到的乙車笛聲頻率波源靜止時，不論觀察者是靜止的還是運動的，對波長“感覺”的結果是相等的【例23】根據多普勒效應，我們知道當波源與觀察者相互接近時，觀察者接收到的頻率增大；如果二者遠離，觀察者接收到的頻率減小。由實驗知道遙遠的星系所生成的光譜都呈現“紅移”，即譜線都向紅色部分移動了一段距離，由此現象可知（）A、宇宙在膨脹B、宇宙在收縮C、宇宙部分靜止不動D、宇宙只發(fā)出紅光光譜【例24】聲納（水聲測位移）向水中發(fā)出的超聲波，遇到障礙物（如魚群、潛艇、礁石等）后被反射，測出發(fā)出超聲波到接收到反射波的時間及方向，即可算出障礙物的方位，；雷達則