高中物理 選修1 第三章 機(jī)械波（2024人教版）

水波離開(kāi)了它產(chǎn)生的地方，而那里的水并不離開(kāi)，就像風(fēng)在田野里掀起的麥浪。我們看到，

麥浪滾滾地在田野里奔去，

但是麥子卻仍舊留在原來(lái)

的地方。

——達(dá).芬奇選修1第三章

機(jī)械波第一節(jié)波的形成演示1：人浪一、波的形成1、繪制橫波的形成（振源起振向上）?T

?T?TT演示2：橫波演示儀or繩波二、橫波和縱波1、橫波——質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)方向與波傳播方向相互垂直波峰波谷2、縱波——質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)方向與波傳播方向在同一直線上（演示彈簧波）密部疏部繩波彈簧波、聲波2、產(chǎn)生條件：波源、介質(zhì)．1、機(jī)械波是：機(jī)械振動(dòng)在介質(zhì)中的傳播3、機(jī)械波波傳播的是：振動(dòng)的形式能量和信息三、機(jī)械波(1)機(jī)械波傳播時(shí)，介質(zhì)中各質(zhì)點(diǎn)只在各自的平衡位置附近振動(dòng)，質(zhì)點(diǎn)本身并不隨波遷移。(2)各質(zhì)點(diǎn)都做受迫振動(dòng)，振動(dòng)周期和波源的振動(dòng)周期相同。每一個(gè)質(zhì)點(diǎn)的起振方向與振源的起振方向相同。四、機(jī)械波傳播的特點(diǎn)Y位移縱坐標(biāo)表示X平衡位置橫坐標(biāo)表示在波傳播方向上各質(zhì)點(diǎn)的平衡位置某時(shí)刻各質(zhì)點(diǎn)偏離平衡位置的位移一、波形圖像第二節(jié)波的描述如果波的圖像是正弦曲線，這樣的波叫作正弦波，也

叫簡(jiǎn)諧波（simpleharmonicwave）?？梢宰C明，介質(zhì)中有

正弦波傳播時(shí)，介質(zhì)的質(zhì)點(diǎn)在做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)

1、波長(zhǎng)：波長(zhǎng)波長(zhǎng)（2）相距λ的整數(shù)倍的兩個(gè)質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)步調(diào)相同（3）相距λ/2的奇數(shù)倍的兩個(gè)質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)步調(diào)相反說(shuō)明：波長(zhǎng)波長(zhǎng)振動(dòng)相位總是相同的兩個(gè)相鄰質(zhì)點(diǎn)間的距離（1）質(zhì)點(diǎn)做一次全振動(dòng)，波向前傳播一個(gè)波長(zhǎng)二、波長(zhǎng)、頻率和波速說(shuō)明：（1）機(jī)械波的周期（或頻率）由振源決定，波速由介質(zhì)決定。（2）上述關(guān)系式對(duì)其他形式的波也成立。4、波長(zhǎng)、周期（頻率）和波速的關(guān)系波的周期T

等于波源振動(dòng)的T

也等于各質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)T。2、波的周期（或頻率）：波在介質(zhì)中的傳播速度。3、波速V：圖象信息：（1）振幅A、波長(zhǎng)λ、該時(shí)刻各質(zhì)點(diǎn)的位移x（2）若知波速大小可求T（3）若知道波速方向，可判斷各質(zhì)點(diǎn)此時(shí)的振動(dòng)方向(方法)（4）若知波速，可畫(huà)其他時(shí)刻的波形圖vMN例：若波速v=2m/s，畫(huà)出t=0.5s

t/=3.75s時(shí)的波形圖(方法)確定質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)方向形象記憶圖線變化物理意義y/m

x/m

x/mt/s圖線波動(dòng)圖象振動(dòng)圖象

橫縱軸表示各質(zhì)點(diǎn)在某時(shí)刻的位移表示一個(gè)質(zhì)點(diǎn)在各時(shí)刻的位移隨時(shí)間推移圖象延伸，但已有的圖象形狀不變隨時(shí)間推移圖象沿傳播方向平移比喻為一個(gè)質(zhì)點(diǎn)的“錄像帶”比喻為無(wú)數(shù)質(zhì)點(diǎn)某一時(shí)刻拍攝的“照片”根據(jù)下一時(shí)刻的位移來(lái)判斷根據(jù)“質(zhì)點(diǎn)帶動(dòng)原理”來(lái)判斷X-tY-x一列沿著x軸正方向傳播的橫波，在t＝2s時(shí)刻的波形如圖甲所示．圖甲中某質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)圖象如圖乙所示．質(zhì)點(diǎn)N的振幅是

m，振動(dòng)周期為

s，圖乙表示質(zhì)點(diǎn)

（從質(zhì)點(diǎn)K、L、M、N中選填）的振動(dòng)圖象．該波的波速為

m/s．24y/mt/s00.8-0.8乙13甲2.0x/mKMN00.8-0.81.01.5y/m0.5L0.84N0.5習(xí)題課：波形+振動(dòng)周期性：在波的傳播方向上有A、B兩點(diǎn)，相距1.8m，它們的振動(dòng)圖象如圖所示，波的傳播速度的大小可能是（）A．18m/sB．12m/sC．6m/sD．3.6m/sACD

一列簡(jiǎn)諧橫波，t＝0時(shí)刻的波形如圖中實(shí)線所示，t＝0.2s時(shí)刻的波形如圖中的虛線所示，求（1）波可能的周期？（2）波可能的波速？(3)若波向正方向傳播，且3T<t<4T，則波速為？（4）若處于x=12的質(zhì)點(diǎn)在這段時(shí)間內(nèi)走過(guò)的路程為1.15m，那么波的傳播方向和波速為多大？0y/mx/m6

2418120.05-0.05周期性&傳播方向：一列橫波沿直線傳播，在傳播方向上有相距1.2m的A、B兩點(diǎn)如圖所示，當(dāng)波傳到其中的某一點(diǎn)時(shí)開(kāi)始計(jì)時(shí)，已知在4s內(nèi)A處質(zhì)點(diǎn)恰好完成了8次全振動(dòng)，B處質(zhì)點(diǎn)恰好完成了10次全振動(dòng)，則⑴判斷這列波的傳播方向；⑵波長(zhǎng)為多大？傳播速度為多大？1.5m/sB向A傳播0.6m在一列橫波傳播方向上有相距三米的a,b兩點(diǎn)。當(dāng)a到達(dá)波峰時(shí)，右側(cè)b點(diǎn)恰通過(guò)平衡位置向下運(yùn)動(dòng)，則這列波的波長(zhǎng)可能為多少？3/(k+0.25)3/(k+0.75)如圖所示,波源S從平衡位置y=0開(kāi)始振動(dòng),運(yùn)動(dòng)方向豎直向上(y軸的正方向),振動(dòng)周期T=0.01s,產(chǎn)生的機(jī)械波向左、右兩個(gè)方向傳播,波速均為v=80m/s,經(jīng)過(guò)一段時(shí)間后,P、Q兩點(diǎn)開(kāi)始振動(dòng),已知距離SP=1.2m、SQ=2.6m.若以Q點(diǎn)開(kāi)始振動(dòng)的時(shí)刻作為計(jì)時(shí)的零點(diǎn),則在下圖所示的四幅振動(dòng)圖象中,能正確描述S、P、Q三點(diǎn)振動(dòng)情況的是（）A.甲為Q點(diǎn)的振動(dòng)圖象B.乙為振源S點(diǎn)的振動(dòng)圖象C.丙為P點(diǎn)的振動(dòng)圖象D.丁為P點(diǎn)的振動(dòng)圖象AD振動(dòng)和波形結(jié)合第三節(jié)波的反射、折射和衍射一、反射：水波的反射與初中學(xué)過(guò)的光的反射遵循同樣的規(guī)律

反射線、法線與入射線在同一平面內(nèi)，反射線與入射線分居法線兩側(cè)，反射角等于入射角。

二、波的折射：一列水波在深度不同的水域傳播時(shí)，在交界面處將發(fā)生折射（refraction）

一、衍射：波可以繞過(guò)障礙物繼續(xù)傳播．縫、孔的寬度或障礙物的尺寸跟波長(zhǎng)相差不多，或者比波長(zhǎng)更小時(shí)，才能觀察到明顯的衍射現(xiàn)象

發(fā)生明顯衍射的條件：實(shí)驗(yàn)：水波的衍射三、波的衍射

第四節(jié)波的干涉：一、波的疊加：1、獨(dú)立傳播：兩列水波相遇后彼此穿過(guò)，仍然保持各自的運(yùn)動(dòng)特征，繼續(xù)傳播，就像沒(méi)有跟另一列水波相遇一樣。2、疊加事實(shí)表明，幾列波相遇時(shí)能夠保持各自的運(yùn)動(dòng)特征，繼續(xù)傳播，在它們重疊的區(qū)域里，介質(zhì)的質(zhì)點(diǎn)同時(shí)參與這幾列波引起的振動(dòng)，質(zhì)點(diǎn)的位移等于這幾列波單獨(dú)傳播時(shí)引起的位移的矢量和“保持各自的運(yùn)動(dòng)特征”指的是各自的波長(zhǎng)、頻率等保持不變，不因其他波的存在而受影響。振動(dòng)加強(qiáng)振動(dòng)加強(qiáng)振動(dòng)加強(qiáng)振動(dòng)加強(qiáng)振動(dòng)減弱振動(dòng)減弱振動(dòng)減弱二、波的干涉兩列周期相同的波相遇時(shí)，在它們重疊的區(qū)域里會(huì)發(fā)生什么現(xiàn)象？

實(shí)驗(yàn)定義：頻率相同的兩列波疊加，使某些區(qū)域的振動(dòng)始終加強(qiáng)，某些區(qū)域的振動(dòng)始終減弱，而且振動(dòng)加強(qiáng)和振動(dòng)減弱的區(qū)域相互隔開(kāi)的現(xiàn)象叫做波的干涉．產(chǎn)生穩(wěn)定干涉的條件：頻率相同、相位差恒定，振動(dòng)方向一致。

波的干涉圖樣平面圖：

波的干涉圖樣平面圖：

若兩個(gè)波源的振動(dòng)步調(diào)相同：（1）加強(qiáng)區(qū)：波程差為半波長(zhǎng)的偶數(shù)倍△r=r2-r1=2kλ/2（k=0,±1，±2，…）（2）減弱區(qū)：波程差為半波長(zhǎng)的奇數(shù)倍：△r=r2-r1=(2k+1)λ/2（k=0,±1，±2，…）加強(qiáng)點(diǎn)和減弱點(diǎn)滿足的條件：若兩個(gè)波源的振動(dòng)步調(diào)相反：（1）減弱區(qū)：波程差為半波長(zhǎng)的偶數(shù)倍△r=r2-r1=2nλ/2（n=0,±1，±2，…）（2）加強(qiáng)區(qū)：波程差為半波長(zhǎng)的奇數(shù)倍：△r=r2-r1=(2n+1)λ/2（n=0,±1，±2，…）演示：音叉的干涉用440hz的，空氣柱18cm1842年，奧地利物理學(xué)家多普勒帶著女兒在鐵道旁散步時(shí)就注意到了類似上面描述的現(xiàn)象。他經(jīng)過(guò)認(rèn)真的研究，發(fā)現(xiàn)波源與觀察者相互靠近或者相互遠(yuǎn)離時(shí)，接收到的波的頻率都會(huì)發(fā)生變化。人們把這種現(xiàn)象叫作多普勒效

應(yīng)（Dopplereffect）

第五節(jié)多普勒效應(yīng)一、多普勒效應(yīng)：相對(duì)運(yùn)動(dòng)與頻率的關(guān)系：

觀察者與波源間相對(duì)運(yùn)動(dòng)接收的頻率與波源發(fā)出的頻率關(guān)系相對(duì)靜止相對(duì)靠近相對(duì)遠(yuǎn)離等于大于小于演示多普勒效應(yīng)的應(yīng)用：要了解多普勒效應(yīng)，可以做如下的模擬實(shí)驗(yàn)。讓一隊(duì)人沿路行走，觀察者站在路旁不動(dòng)，假設(shè)每分鐘有30個(gè)人從他身邊通過(guò)（圖3.5-2甲），這種情況下的“過(guò)人頻率”是30人每分。如果觀察者逆著隊(duì)伍行走，每分鐘與觀察者相遇的人數(shù)增加，也就是頻率增加（圖3.5-2乙）；反之，如果觀察者順著隊(duì)伍行走，頻率降低（圖3.5-2丙）

我們可以這樣理解聲波的多普勒效應(yīng)：當(dāng)波源與觀察

者相對(duì)靜止時(shí)，1s內(nèi)通過(guò)觀察者的波峰（或密部）的數(shù)目

是一定的，觀測(cè)到的頻率等于波源振動(dòng)的頻率；當(dāng)波源與

觀察者相互接近時(shí)，1s內(nèi)通過(guò)觀察者的波峰（或密部）的

數(shù)目增加，觀測(cè)到的頻率增加；反之，當(dāng)波源與觀察者相

互遠(yuǎn)離時(shí)，觀測(cè)到的頻率變小

多普勒測(cè)速儀二、多普勒效應(yīng)的應(yīng)用：交通警察向行進(jìn)中的車(chē)輛發(fā)射頻率已知的超聲波，同時(shí)測(cè)量反射波的頻率，根據(jù)反射波頻率變化的多少就能知道車(chē)輛的速度。裝有多普勒測(cè)速儀的監(jiān)視器可以裝在公路上方，在測(cè)速的同時(shí)把車(chē)輛牌號(hào)拍攝下來(lái)，并把測(cè)得的速度自動(dòng)打印在照片上。利用多普勒測(cè)速儀，還可以測(cè)量水在海底的流速，為養(yǎng)殖場(chǎng)尋找適合貝類生長(zhǎng)的場(chǎng)所

醫(yī)生向人體內(nèi)發(fā)射頻率已知的超聲波，超聲波被血管

中的血流反射后又被儀器接收。測(cè)出反射波的頻率變化，

就能知道血流的速度。這種方法俗稱“彩超”，可以檢查心

臟、大腦和眼底血管的病變。

理論和實(shí)驗(yàn)都證明，光波或電磁波都有多普勒效應(yīng)，

多普勒效應(yīng)在科學(xué)技術(shù)中也有著廣泛的應(yīng)用。宇宙中的星

球都在不停地運(yùn)動(dòng)。測(cè)量星球上某些元素發(fā)出的光波的頻

率，然后與地球上這些元素靜止時(shí)發(fā)光的頻率對(duì)照，就可

以算出星球靠近或遠(yuǎn)離我們的速度

惠更斯C.Huygens荷蘭物理學(xué)家(1629-1695)四、惠更斯原理

介質(zhì)中任一波面上的各點(diǎn)，都可以看做發(fā)射子波的波源。其后任意時(shí)刻，這些子波在波前進(jìn)方向的包絡(luò)面就是新的波面?；莞乖淼膽?yīng)用：

1、如右圖所示為一橫波在某一時(shí)刻的波形圖。已知F質(zhì)點(diǎn)此時(shí)的運(yùn)動(dòng)方向如圖所示，則（）A：波向右傳播B：質(zhì)點(diǎn)H與質(zhì)點(diǎn)F的的運(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：質(zhì)點(diǎn)C在此時(shí)的加速度為零

C典型例題：H2、如圖所示，是某一向左傳播的橫渡在某時(shí)刻的圖像，從該時(shí)刻開(kāi)始的一段極短時(shí)間內(nèi)，這列波中質(zhì)點(diǎn)A、B的速度及加速度的大小變化情況是()A．vA變小，aA變大B．vA變大，aA變小C．vB變小，aB變大D．vB變大，aB變小AD

3．關(guān)于簡(jiǎn)諧波說(shuō)法正確的是（）A．兩個(gè)振動(dòng)情況完全相同的質(zhì)點(diǎn)之間的距離是一個(gè)波長(zhǎng)B．相鄰波峰和波谷之間的距離是半個(gè)波長(zhǎng)C．波動(dòng)在一周期內(nèi)向前傳播的距離等于波長(zhǎng)D．在一個(gè)周期內(nèi)質(zhì)點(diǎn)所走過(guò)的路程等于一個(gè)波長(zhǎng)C4.關(guān)于v=fλ和v=λ/T說(shuō)法正確的是（）A.它們適用于一切波（包括電磁波、光波）B.同一列波在傳播過(guò)程中，從一種介質(zhì)進(jìn)入另一種介質(zhì)時(shí)f保持不變C.由v=fλ可以看出，波速與頻率成正比D.由兩式得出不同的波在同一種介質(zhì)中傳播時(shí)，波長(zhǎng)和頻率成反比，與周期成正比E.波速反映了介質(zhì)中質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)的快慢F.波速反映了振動(dòng)在介質(zhì)中傳播的快慢ABDF5、下列說(shuō)法正確的是（）A.衍射是一切波特有的現(xiàn)象B.對(duì)同一列波，障礙物或孔越小衍射越明顯C.聽(tīng)到回聲是聲波的衍射現(xiàn)象D.聽(tīng)到回聲是共鳴現(xiàn)象AB6、如圖所示，一列簡(jiǎn)諧橫波沿x軸正方向傳播，從波傳到x=5m的M點(diǎn)時(shí)開(kāi)始計(jì)時(shí)，已知P點(diǎn)相繼出現(xiàn)兩個(gè)波峰的時(shí)間間隔為0.4s，下面說(shuō)法中正確的是()A．這列波的波長(zhǎng)是4mB．這列波的傳播速度是10m/sC．質(zhì)點(diǎn)Q（x=9m）經(jīng)過(guò)0.5s才第一次到達(dá)波峰D．M點(diǎn)以后各質(zhì)點(diǎn)開(kāi)始振動(dòng)時(shí)的方向都是向下ABD

7、一列簡(jiǎn)諧橫波沿x軸負(fù)方向傳播，圖甲是t=1s時(shí)的波形圖，圖乙是波中某振動(dòng)質(zhì)元位移隨時(shí)間變化的振動(dòng)圖線(兩圖用同一時(shí)間起點(diǎn))，則圖乙可能是圖甲中哪個(gè)質(zhì)元的振動(dòng)圖線()A.x=0處的質(zhì)元B.x=1m處的質(zhì)元C.x=2m處的質(zhì)元D.x=3m處的質(zhì)元A8、如圖所示，A是波源，各相鄰質(zhì)點(diǎn)間的距離皆為1m，當(dāng)t=0時(shí)，A開(kāi)始向上振動(dòng)，經(jīng)0.1s到最大位移處，此時(shí)波傳到C質(zhì)點(diǎn)，則()A.波的傳播速度是10m/s，周期為0.4sB．波的頻率是2.5Hz，波長(zhǎng)是4mC．再經(jīng)0.2s，波傳播到G點(diǎn)，F(xiàn)點(diǎn)在最大位移處D．波傳播到J點(diǎn)時(shí)，其歷時(shí)0.45s，質(zhì)點(diǎn)H在最大位移處D波可能向右傳，也可能向左傳，又因?yàn)椤鱰小于一個(gè)周期，所0.05s=1/4T或0.05s=3/4T解析：由圖可知波長(zhǎng)λ=4m，振幅等于0.2m所以頻率f=5Hz或15Hz，由v=fλ可知v=20m/s或60m/sAD9．一列簡(jiǎn)諧橫波沿x軸傳播，t=0時(shí)刻的波形如圖實(shí)線所示，經(jīng)過(guò)△t=0.05s后的波形如圖虛線所示。已知△t小于一個(gè)周期，則（）A．這列波的波長(zhǎng)是4mB．這列波的振幅是0.4mC．這列波的波速一定是20m/sD．這列波的頻率可能是15Hz10.如圖示，一列向右傳播的簡(jiǎn)諧橫波，波速的大小為0.6m/s，P質(zhì)點(diǎn)橫坐標(biāo)xp=0.96m，從圖中狀態(tài)開(kāi)始計(jì)時(shí)，求：Y/cmX/m00.060.18P·v解析：(1)P點(diǎn)第一次達(dá)到波谷的時(shí)間,就是初始時(shí)刻x坐標(biāo)為0.18m處的質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)狀態(tài)傳到P點(diǎn)所用的時(shí)間.(2)P點(diǎn)第二次達(dá)到波峰的時(shí)間等于初始時(shí)刻x坐標(biāo)為0.06m處的質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)狀態(tài)傳到P點(diǎn)所用的時(shí)間與一個(gè)周期之和.（1）經(jīng)過(guò)多長(zhǎng)時(shí)間，P質(zhì)點(diǎn)第一次到達(dá)波谷？（2）經(jīng)過(guò)多長(zhǎng)時(shí)間，P質(zhì)點(diǎn)第二次達(dá)到波峰？專題講座專題一已知波的傳播方向(或質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向)

判斷質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向(或波的傳播方向)1.已知波的傳播方向判斷質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向【例1】一列波形圖如圖所示,

波沿x軸正方向傳播,則P點(diǎn)和

Q點(diǎn)的振動(dòng)方向向哪？

解法一,特殊點(diǎn)法：在質(zhì)點(diǎn)P靠近波源一方附近(不超過(guò))圖象上找另一點(diǎn)P′,若P′在P上方,則P向上運(yùn)動(dòng),若P′

在P下方,則P向下運(yùn)動(dòng).(即“順著波的傳播方向,

下山抬頭,上山低頭”).如圖所示,所以P點(diǎn)向上振,Q點(diǎn)向下振.

解法二,微平移法：做出經(jīng)微小時(shí)間Δt(Δt<)后的波形,就可知各質(zhì)點(diǎn)經(jīng)過(guò)Δt時(shí)間到達(dá)的位置,各質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向即可確定,如圖乙所示,所以也同樣能得到P點(diǎn)是在向上振,Q點(diǎn)在向下振.

答案

見(jiàn)解析2.已知質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向判斷波的傳播方向【例2】一列簡(jiǎn)諧橫波沿x軸傳播,波速為10m/s,

t=0時(shí)刻的波形如圖所示,圖中質(zhì)點(diǎn)M此時(shí)正經(jīng)過(guò)平衡位置沿y軸正方向運(yùn)動(dòng).(1)判斷波的傳播方向.(2)求質(zhì)點(diǎn)M從t=0到t=0.5s時(shí)刻通過(guò)的路程.(3)在圖乙中畫(huà)出t=0.5s時(shí)刻的波形圖.

解析

(1)波的傳播方向向左.(2)由題意可知,v=10m/s,λ=4m,A=10cm

所以T==0.4s

t=T

解得s=×4×10cm=50cm(3)t=0.5s時(shí)刻的波形如下圖所示

答案

(1)向左(2)50cm(3)見(jiàn)解析

點(diǎn)評(píng)

1.波的傳播方向和波上質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向可以相互判斷,常用的方法有質(zhì)點(diǎn)帶動(dòng)法、微平移法、上下坡法等.2.每一個(gè)質(zhì)點(diǎn)的起振方向都跟波源的起振方向相同.3.對(duì)于起始時(shí)刻在平衡位置或最大位移處的質(zhì)點(diǎn),Δt時(shí)間內(nèi)的路程為s=n·4A(n為完成全振動(dòng)的次數(shù),n=,A為振幅)專題二波動(dòng)的多解問(wèn)題【例3】一列橫波在x軸上傳播,在x=0與x=1cm的兩點(diǎn)的振動(dòng)圖線分別如圖中實(shí)線與虛線所示.

由此可以得出()A.波長(zhǎng)一定是4cmB.波的周期一定是4sC.波的振幅一定是2cmD.波的傳播速度一定是1cm/s

解析

這一類題是已知兩個(gè)質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)情況,找波長(zhǎng)、波速的多解.

解題方法是：

(1)讀出周期

(2)判斷傳播方向,如果題干沒(méi)有給出,則假設(shè)向右傳播、假設(shè)向左傳播

(3)找兩個(gè)質(zhì)點(diǎn)之間的距離與波長(zhǎng)之間的關(guān)系,

畫(huà)出x=0與x=1cm的兩點(diǎn)間最簡(jiǎn)單的波形圖此題中,若波向右傳播,則兩者間距滿足

(n+)λ=1cm.

若波向左傳播,則兩者間距滿足(n+)λ=1cm.

則可以求出波長(zhǎng)的多解.(4)然后利用v=求波速.

答案

BC點(diǎn)評(píng)以上這類問(wèn)題屬于波的多解問(wèn)題,有傳播方向不確定性出現(xiàn)的多解,有兩質(zhì)點(diǎn)間位置關(guān)系不確定性出現(xiàn)多解,有傳播距離與波長(zhǎng)關(guān)系不確定性出現(xiàn)多解,還有間隔時(shí)間與周期關(guān)系不確定出現(xiàn)多解.在處理這類問(wèn)題時(shí),要始終抓住質(zhì)點(diǎn)周期性及其與波的傳播之間的聯(lián)系,并要靈活地用周期數(shù)來(lái)表示波的傳播時(shí)間,用波長(zhǎng)數(shù)來(lái)表示波的傳播距離,才便于分析、表達(dá)解決問(wèn)題.專題三振動(dòng)和波動(dòng)的綜合【例4】在某介質(zhì)中形成一列向右傳播的簡(jiǎn)諧波,t=0時(shí)刻的波形如圖所示且剛好傳到質(zhì)點(diǎn)

B,再經(jīng)過(guò)Δt1=0.6s,質(zhì)點(diǎn)P也開(kāi)始起振.(1)求該列波的周期T.(2)從t=0時(shí)刻起經(jīng)時(shí)間Δt2質(zhì)點(diǎn)P第一次達(dá)到波峰,求t=Δt2時(shí)刻質(zhì)點(diǎn)O對(duì)平衡位置的位移y0及

Δt2時(shí)間內(nèi)質(zhì)點(diǎn)O所經(jīng)過(guò)的路程s0.

解析

(1)波速v=m/s=10m/s

由v=,得T==0.2s(2)由t=0至質(zhì)點(diǎn)P第一次到達(dá)波峰止，經(jīng)歷的時(shí)間

Δt2=Δt1+T=0.75s=(3+)T

而t=0時(shí)質(zhì)點(diǎn)O的振動(dòng)方向豎直向上(沿y軸正方向),故經(jīng)Δt2時(shí)間,質(zhì)點(diǎn)O振動(dòng)到波谷,即y0=-2cm

s0=n·4A=(3+)×4A=0.3m

答案

(1)0.2s(2)-2cm0.3m【例5】如圖所示,甲圖是一列橫波某一時(shí)刻的圖象,乙圖是離O點(diǎn)3cm處的質(zhì)點(diǎn)從這一時(shí)刻開(kāi)始的振動(dòng)圖象,則下述正確的是()A.3cm處的這個(gè)質(zhì)點(diǎn)t=0時(shí)向y正方向運(yùn)動(dòng)

B.這列波沿負(fù)x方向傳播

C.質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)周期為8sD.波速為50m/s

答案

AB

點(diǎn)評(píng)

這類問(wèn)題是波動(dòng)與振動(dòng)相結(jié)合的問(wèn)題,綜合性比較強(qiáng),解題方法如下：

(1)先分別從波動(dòng)圖象和振動(dòng)圖象中讀出波長(zhǎng)和周期,然后求出波速

(2)利用質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)判斷出波的傳播方向在機(jī)械振動(dòng)、機(jī)械波這一章中,高考的出題以這幾個(gè)典型習(xí)題為主,因?yàn)檫@幾類題可考查同學(xué)們綜合、靈活、多變諸多能力,且又可考查同學(xué)們的理解、推理和應(yīng)用能力,所以無(wú)論是高二的教素能提升1.圖中實(shí)線和虛線分別是x軸上傳播的一列簡(jiǎn)諧橫波在t=0和t=0.03s時(shí)刻的波形圖,x=1.2m處的質(zhì)點(diǎn)在t=0.03s時(shí)刻向y軸正方向運(yùn)動(dòng),則

(A)A.該波的頻率可能是125HzB.該波的波速可能是10m/s

C.t=0時(shí)x=1.4m處質(zhì)點(diǎn)的加速度方向沿y軸正方向

D.各質(zhì)點(diǎn)在0.03s內(nèi)隨波遷移0.9m2.一列簡(jiǎn)諧橫波沿直線由a向b傳播,相距10.5m的a、b兩處的質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)圖象如圖中a、b