【導與練】高考物理一輪復習 第11章第2單元 機械波課件 新人教

一、機械波1．產生條件：(1)

；(2)

．2．特點(1)機械波傳播的只是振動的

和

，質點只在各自的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

的振動周期和頻率相同．(3)各質點開始振動(即起振)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

，位移為

.波源介質形式能量遷移波源相同4A03．機械波的分類(1)橫波：質點的振動方向與波的傳播方向

的波，有

(凸起的最高處)和

(凹下的最低處)．(2)縱波：質點的振動方向與波的傳播方向在

的波，有

和

．4．波長、波速、頻率及其關系(1)波長在波動中，對平衡位置的

總是相等的兩個相鄰質點間的距離，用λ表示．(2)波速波在介質中的傳播速度．由

本身的性質決定．(3)周期和頻率由

決定，各個質點的振動周期(或頻率)等于

的振動周期或頻率．(4)波長、波速和頻率的關系①公式關系：v＝

.②適用條件：對機械波、電磁波均適用．垂直波峰波谷同一條直線上密部疏部位移介質波源波源λf(1)由于質點間的彈力作用，先振動的質點要對相鄰的后振動的質點做正功，后者對前者做負功，因而離波源近的質點把機械能傳遞給離波源遠的質點．(2)橫波是固體的形狀發(fā)生了變化而產生彈力作用所致，橫波只能通過固體傳播；物體的各部分由于經常受到壓縮和拉長，固體內固然要產生彈力，液體和氣體也要產生彈力，所以縱波在這三種狀態(tài)的介質中都能傳播．二、波的圖象1．坐標軸：取各質點平衡位置的連線作為x軸，表示質點分布順序；取過波源質點的振動方向作為y軸，表示質點的

．2．意義：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．3．形狀：

．位移平衡位置正弦(或余弦)曲線1．如圖所示，圖甲為一列簡諧橫波在t＝20s時的波形圖，圖乙是這列波中P點的振動圖象，那么該波的傳播速度和傳播方向是()A．v＝25cm/s，向左傳播B．v＝50cm/s，向左傳播C．v＝25cm/s，向右傳播D．v＝50cm/s，向右傳播解析：由P點的振動圖線判斷出在t＝20s時P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T＝2s，λ＝100cm，則v＝λ/T＝50cm/s.故選項B是正確的．答案：B2．甲、乙兩列同類機械橫波在同一種介質中傳播，其圖象如圖所示，以下說法中正確的是()A．甲波的傳播速度比乙波大B．甲波的傳播速度比乙波小C．甲波的頻率比乙波小D．甲波的頻率比乙波大解析：同一類機械波在同一介質中傳播，波速相等，與波長及波的頻率無關，故A、B均錯；從圖象可讀出，甲的波長小于乙的波長，即λ甲＜λ乙，而甲、乙兩列波波速相等，據(jù)v＝λf知f甲＞f乙，所以D對C錯．答案：D3．(2010年高考上海單科)一列簡諧橫波以1m/s的速率沿繩子由A向B傳播，質點A、B間的水平距離x＝3m，如圖甲所示．若t＝0時，質點A剛從平衡位置開始向上振動，其振動圖像如圖乙所示．則B點的振動圖象為下面四個圖中的()答案：B

4．(2012年六安模模擬)如圖所示為為一列簡諧諧橫波的圖圖象，波速速為0.2m/s，以下結結論正確的的是()A．振源振振動的頻率率為0.4HzB．若質點點a比質點b先回到平衡衡位置，則則波沿x軸正方向傳傳播C．圖示時時刻質點a、b、c所受回復力力大小之比比為2∶1∶3D．經過0.5s質點a、b、c通過的路程程為75cm答案：C對波長、波波速及頻率率概念的理理解1．對波長長的理解(1)在波波的傳播方方向上，兩兩個相鄰的的振動步調調總是相同同的質點間間的距離．．(2)質點點振動一個個周期，波波傳播的距距離．(3)在橫橫波中兩個個相鄰的波波峰(或兩兩個相鄰的的波谷)之之間的距離離；在縱波波中兩個相相鄰的密部部(或兩個個相鄰的疏疏部)之間間的距離．．2．對波速速的理解(1)波在在均勻介質質中勻速傳傳播，波速速就是指波波在介質中中的傳播速速度．(2)波速速的大小完完全由介質質決定，與與波的頻率率無關．(3)在同同種介質中中，縱波和和橫波的傳傳播速度是是不同的．．[例1](2012年合肥肥模擬)下下列關于簡簡諧運動和和簡諧機械械波的說法法正確的是是()A．彈簧振振子的周期期與振幅有有關B．橫波在在介質中的的傳播速度度由波源決決定C．在波傳傳播方向上上的某個質質點的振動動速度就是是波的傳播播速度D．單位時時間內經過過媒質中一一點的完全全波的個數(shù)數(shù)就是這列列簡諧波的的頻率[思路點撥撥][自主解答答]彈簧振子的的周期由振振子質量和和彈簧的勁勁度系數(shù)決決定，與振振幅無關，，A項錯誤誤；波的傳傳播速度由由介質決定定，與波源源無關，B項錯誤；；質點的振振動速度與與波速無關關，C項錯錯誤；波傳傳播時每振振動一次向向前傳播一一個完整的的波形，D項正確．．[答案]D1．下列關關于簡諧運運動和簡諧諧波的說法法，正確的的是()A．媒質中中質點振動動的周期不不一定和相相應的波的的周期相等等B．媒質中中質點振動動的速度一一定和相應應的波的波波速相等C．波的傳傳播方向一一定和媒質質中質點振振動的方向向一致D．橫波的的波峰與波波谷在振動動方向上的的距離一定定是質點振振幅的兩倍倍解析：波傳播過程程中每個質質點都在前前面質點的的驅動力作作用下做受受迫振動，，A錯誤．．波速是波波在介質中中傳播的速速度，在同同種均勻介介質中波速速是個常量量；質點振振動速度隨隨質點振動動所處位置置不斷變化化，B、C錯誤．波波峰、波谷谷分別是平平衡位置上上方、下方方最大位移移處，而振振幅是振動動中偏離平平衡位置的的最大距離離，D正確確．答案：D對波動圖象象的理解和和應用1．振動圖圖象與波動動圖象的比比較2.橫波的的傳播方向向與質點的的振動方向向的互判方方法(1)上下下坡法沿著波的傳傳播速度方方向看，“上波”的質點向下下振動，“下坡”的點向上振振動，簡稱稱“上坡下，下下坡上”．(如圖所示示)(2)同側側法在波的圖象象上的某一一點，沿y軸方向畫出出一個箭頭頭表示質點點振動方向向，并設想想在同一點點沿x軸方向畫個個箭頭表示示波的傳播播方向，那那么，這兩兩個箭頭總總是在曲線線的同側．．(如圖所所示)[例2](2012年巢湖湖模擬)一一列簡揩橫橫波，某時時刻的圖象象如圖甲所所示，從該該時刻開始始計時，質質點A的振動圖象象如圖乙所所示，則()A．波沿x軸正方向傳傳播B．波速是是20m/sC．經過ΔΔt＝0.4s，質點點A通過的路程程是4mD．質點P比質點Q先回到平衡衡位置[思路點撥撥]由質點A的振動圖象象確定該時時刻質點A的振動方向向，從而確確實該波的的傳播方向向，從波動動圖象中讀讀出波長，，再從振動動圖象中讀讀出周期，，即可算出出波速．[答案]C2．(2012年池池州模擬擬)一列簡諧諧橫波在在某一時時刻的波波形圖如如圖甲所所示，圖圖中P、Q兩質點的的橫坐標標分別為為x＝1.5m和和x＝4.5m．．P點的振動動圖象如如圖乙所所示．在下圖所所示的四四幅圖中中，Q點的振動動圖象可可能是()答案：C波的多解解問題1．傳播播方向不不確定出出現(xiàn)多解解波總是由由波源出出發(fā)，并并由近及及遠地向向前傳播播，波在在介質中中傳播時時，介質質中的各各個質點點的振動動情況可可以根據(jù)據(jù)波的傳傳播方向向確定．．反之亦亦然，但但是，如如果題中中的已知知條件不不能確定定波的傳傳播方向向或者不不能確定定質點的的振動方方向，則則需要分分情況進進行討論論，此時時就會出出現(xiàn)多解解現(xiàn)象．．2．兩質質點間位位置關系系不確定定出現(xiàn)多多解在波的傳傳播方向向上，如如果兩個個質點間間的距離離不確定定或相位位之間關關系不確確定，就就會形成成多解，，若不能能聯(lián)想到到所有可可能的情情況，就就會出現(xiàn)現(xiàn)漏解，，做這類類題時，，應根據(jù)據(jù)題意在在兩質點點間先畫畫出最短短的波形形圖，然然后再分分別分析析．3．傳播播距離與與波長關關系不確確定出現(xiàn)現(xiàn)多解在波的傳傳播方向向上，相相隔一個個波長的的質點振振動的步步調是完完全相同同的；但但如果題題目中沒沒有給定定波的傳傳播距離離Δx與波長λ之間的大大小關系系，就會會出現(xiàn)多多解現(xiàn)象象．4．間隔隔時間與與周期關關系不確確定出現(xiàn)現(xiàn)多解在波向前前傳播的的過程中中，質點點在各自自平衡位位置附近近做簡諧諧運動．．由于簡簡諧運動動具有周周期性而而出現(xiàn)多多解．即：若某某一時刻刻t各振動質質點形成成一波形形，經過過時間ΔΔt＝nT(n＝0,1,2…)，各振振動質點點將回到到原來狀狀態(tài)，則則t＋Δt＝t＋nT時刻的波波形與t時刻的波波形重合合．5．波的的對稱性性出現(xiàn)多多解波源的振振動，要要帶動它它左、右右相鄰各各質點的的振動，，波向左左、右兩兩方向傳傳播，對對稱性是是指波在在介質中中向左、、右同時時傳播時時，關于于波源對對稱的左左、右兩兩質點振振動情況況完全相相同．在處理這這類問題題時，要要始終抓抓住質點點周期性性運動及及其與波波的傳播播之間的的聯(lián)系，，并要靈靈活地用用周期數(shù)數(shù)來表示示波的傳傳播時間間，用波波長個數(shù)數(shù)來表示示波的傳傳播距離離，才便便于分析析、表達達和解決決問題．．在研究波波動多解解問題時時，常用用“平移法”來分析多多解性，，平移圖圖象時要要注意“去整留零零”的辦法，，即當ΔΔx＝nλ＋x時，可采采取去整整nλ留零x的方法，，只需平平移x即可．[例3]如圖圖所示，，a、b是一列橫橫波上的的兩個質質點，它它們在x軸上的距距離s＝30m，波波沿x軸正方向向傳播，，當a振動到最最高點時時b恰好經過過平衡位位置；經經過3s，波波傳播了了30m，并并且a經過平衡位置置，b恰好到達最高高點，則下列列說法不正確確的是()A．這列波的的速度一定是是10m/sB．這列波的的周期一定是是3sC．這列波的的波長可能是是24mD．這列波的的頻率可能是是1.25Hz[答案]B3．一列簡諧諧橫波沿直線線傳播，該直直線上的a、b兩點相距4.42m，，下圖中實、、虛兩條曲線線分別表示平平衡位置在a、b兩點處質點的的振動曲線．．從圖示可知知()A．此列波的的頻率一定是是1HzB．此列波的的波長一定是是0.1mC．此列波的的傳播速度可可能是34m/sD．a點一定比b點距波源近答案：C1．(2011年年高考北京理理綜)介質中有一列列簡諧機械波波傳播，對于于其中某個振振動質點()A．它的振動動速度等于波波的傳播速度度B．它的振動動方向一定垂垂直于波的傳傳播方向C．它在一個個周期內走過過的路程等于于一個波長D．它的振動動頻率等于波波源的振動頻頻率解析：機械波在傳播播過程中，振振動質點并不不隨波遷移，，只是在各自自的平衡位置置附近做簡諧諧運動，選項項A、C錯誤誤．機械波可可能是橫波，，也可能是縱縱波，故振動動質點的振動動方向不一定定垂直于波的的傳播方向，，選項B錯誤誤．振動質點點的振動是由由波源的振動動引起的是受受迫振動，故故質點的振動動頻率等于波波源的振動頻頻率，選項D正確．答案：D2．(2012年年合肥模擬)一簡諧橫波沿沿x軸方向傳播，，已知t＝0.1s時的波形如如圖甲所示，，圖乙是x＝4m處的的質點的振動動圖象，則下下列說法不正正確的是()A．簡諧橫波波是沿x軸負方向傳播播B．簡諧橫波波的波速為10m/sC．在t＝0.5s時，x＝2m處的的質點到達平平衡位置，沿沿y軸負方向運動動D．經過0.4s，x＝2m處的的質點經過的的路程為20m解析：t＝0.1s時x＝4m處的的質點的振動動方向沿y軸正方向，所所以簡諧橫波波是沿x軸負方向傳播播，A項正確確；根據(jù)圖象象可知波長λ＝4m，周周期T＝0.4s，所以波速速為10m/s，B項項正確；在t＝0.1s時，x＝2m處的的質點在平衡衡位置，沿y軸負方向運動動，所以再過過一個周期又又回到原位置置，C項正確確；經過0.4s，x＝2m處的的質點經過的的路程為4A＝20cm，D項錯誤誤．答案：D3.(2011年年高考四川理理綜)如圖為一列沿沿x軸負方向傳播播的簡諧橫波波在t＝0時的波形形圖，當Q點在t＝0時的振動動狀態(tài)傳到P點時，則()A．1cm<x<3cm范范圍內的質點點