機(jī)械波習(xí)題及答案(同名13792)

機(jī)械波習(xí)題及答案(同名13792)PAGE2波的形式傳播波的圖象△考綱要求△認(rèn)識(shí)機(jī)械波及其形成條件，理解機(jī)械波的概念，實(shí)質(zhì)及特點(diǎn)，以及與機(jī)械振動(dòng)的關(guān)系；理解波的圖像的含義，知道波的圖像的橫、縱坐標(biāo)各表示的物理量.能在簡(jiǎn)諧波的圖像中指出波長(zhǎng)和質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)的振幅，會(huì)畫出某時(shí)刻波的圖像☆考點(diǎn)透視☆一、機(jī)械波⑴機(jī)械振動(dòng)在介質(zhì)中的傳播形成機(jī)械波.⑵機(jī)械波產(chǎn)生的條件：①波源，②介質(zhì).二、機(jī)械波的分類⑴)橫波：質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)方向與波的傳播方向垂直的波叫橫波.橫波有波峰和波谷.⑵縱波：質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)方向與波的傳播方向在同一直線上的波叫縱波.縱波有疏部和密部.三、機(jī)械波的特點(diǎn)(1)機(jī)械波傳播的是振動(dòng)形式和能量，質(zhì)點(diǎn)只在各自的平衡位置附近振動(dòng)，并不隨波遷移.⑵介質(zhì)中各質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)周期和頻率都與波源的振動(dòng)周期和頻率相同⑶離波源近的質(zhì)點(diǎn)帶動(dòng)離波源遠(yuǎn)的質(zhì)點(diǎn)依次振動(dòng)⑷所有質(zhì)點(diǎn)開始振動(dòng)的方向與波源開始振動(dòng)的方向相同。四、波長(zhǎng)、波速和頻率的關(guān)系⑴波長(zhǎng)：兩個(gè)相鄰的且在振動(dòng)過程中對(duì)平衡位置的位移總是相等的質(zhì)點(diǎn)間的距離叫波長(zhǎng).振動(dòng)在一個(gè)周期里在介質(zhì)中傳播的距離等于一個(gè)波長(zhǎng)，對(duì)于橫波：相鄰的兩個(gè)波峰或相鄰的兩個(gè)波谷之間的距離等于一個(gè)波長(zhǎng).對(duì)于縱波：相鄰的兩個(gè)密部中央或相鄰的兩個(gè)疏部中央之間的距離等于一個(gè)波長(zhǎng).⑵波速：波的傳播速率叫波速.機(jī)械波的傳播速率只與介質(zhì)有關(guān)，在同一種均勻介質(zhì)中，波速是一個(gè)定值，與波源無關(guān).⑶頻率：波的頻率始終等于波源的振動(dòng)頻率.⑷波長(zhǎng)、波速和頻率的關(guān)系：v=λf=λ/T五、波動(dòng)圖像波動(dòng)圖象是表示在波的傳播方向上，介質(zhì)中各個(gè)質(zhì)點(diǎn)在同一時(shí)刻相對(duì)平衡位置的位移，當(dāng)波源做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)時(shí)，它在介質(zhì)中形成簡(jiǎn)諧波，其波動(dòng)圖象為正弦或余弦曲線.六、由波的圖象可獲取的信息⑴該時(shí)刻各質(zhì)點(diǎn)的位移.⑵質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)的振幅A．⑶波長(zhǎng).圖7-32-1⑷若知道波的傳播方向，可判斷各質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)方向.如圖7-32-1所示，設(shè)波向右傳播，則1、4質(zhì)點(diǎn)沿-y方向運(yùn)動(dòng)；2、3質(zhì)點(diǎn)沿+y方向運(yùn)動(dòng).圖7-32-1⑸若知道該時(shí)刻某質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)方向，可判斷波的傳播方向.如圖7-32-1中若質(zhì)點(diǎn)4向上運(yùn)動(dòng)，則可判定該波向左傳播.⑹若知波速v的大小。可求頻率f或周期T，即f=1/T=v/λ.⑺若知f或T，可求波速v，即v=λf=λ/T⑻若知波速v的大小和方向，可畫出后一時(shí)刻的波形圖，波在均勻介質(zhì)中做勻速運(yùn)動(dòng)，Δt時(shí)間后各質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)形式，沿波的傳播方向平移Δx=vΔt◎命題趨勢(shì)◎有關(guān)機(jī)械波的內(nèi)容近年經(jīng)常在選擇題中出現(xiàn)，尤其是波的圖象以及波的多值解問題常常被考生忽略?！湫屠觥纠?】關(guān)于機(jī)械波，下列說法中正確的是()A．質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)方向總是垂直于波的傳播方向B．簡(jiǎn)諧波沿長(zhǎng)繩傳播時(shí)，繩上相距半個(gè)波長(zhǎng)的兩質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)位移總是相同C．任一振動(dòng)質(zhì)點(diǎn)每經(jīng)過一個(gè)周期沿波的傳播方向移動(dòng)一個(gè)波長(zhǎng)D．在相隔一個(gè)周期的兩個(gè)時(shí)刻，同一介質(zhì)點(diǎn)的位移、速度和加速度總相同【解析】波有縱波和橫波兩種，由于橫波的質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)方向總是與波的傳播方向垂直，而縱波的質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)方向與波的傳播方向平行，所以選項(xiàng)A是錯(cuò)誤的。由于相距半個(gè)波長(zhǎng)的兩質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)的位移大小相等，方向相反，所以選項(xiàng)B是錯(cuò)誤的。機(jī)械振動(dòng)，并不沿著傳播方向移動(dòng)，所以選項(xiàng)C是錯(cuò)誤的。相隔一個(gè)周期的兩個(gè)時(shí)刻，同一介質(zhì)質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)狀態(tài)總是相同的，所以選項(xiàng)D正確.【例2】一列橫波水平方向傳播，某一時(shí)刻的波形如下圖7-32-2所示，則圖中a、b、c、d四點(diǎn)在此時(shí)刻具有相同運(yùn)動(dòng)方向的是()圖7-32-2A．a(chǎn)和cB．a(chǎn)和d圖7-32-2C．b和cD．b和d圖7-32-5【解析】若波向右傳播，則各質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向是：a向上，b向下，c向下，d向上，e向上；若波向左傳播，則各質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向是：a向下，b向上，c向上，d向下，e向下.可見a、d、e、具有相同的運(yùn)動(dòng)方向，b、c具有相同的運(yùn)動(dòng)方向，故答案BC是正確的。圖7-32-5圖7-32-3【例3】一列波在介質(zhì)中向某一方向傳播，如圖7-32-3所示為此波在某一時(shí)刻的波形圖，并且此時(shí)振動(dòng)還只發(fā)生在M、N之間，已知此波的周期為T，Q質(zhì)點(diǎn)速度方向在波形圖中是向下的，下列說法中正確的是()圖7-32-3A．波源是M，由波源起振開始計(jì)時(shí)，P點(diǎn)已經(jīng)振動(dòng)時(shí)間TB．波源是N，由波源起振開始計(jì)時(shí)，P點(diǎn)已經(jīng)振動(dòng)時(shí)間3T/4C．波源是N，由波源起振開始計(jì)時(shí)，P點(diǎn)已經(jīng)振動(dòng)時(shí)間T/4D．波源是M，由波源起振開始計(jì)時(shí)，P點(diǎn)已經(jīng)振動(dòng)時(shí)間T/4【解析】因?yàn)榇藭r(shí)Q質(zhì)點(diǎn)向下振動(dòng)，且此時(shí)Q質(zhì)點(diǎn)右方鄰近質(zhì)點(diǎn)在Q點(diǎn)下方，說明波向左傳播，所以N是波源，振動(dòng)從N點(diǎn)傳播到M點(diǎn)，經(jīng)過一個(gè)周期，又P、N間水平距離為3λ/4，故P質(zhì)點(diǎn)已振動(dòng)T/4，選項(xiàng)C正確.【例4】一列簡(jiǎn)諧波在x軸上傳播，其波形圖如圖7-32-4所示，其中實(shí)線，虛線分別表示t1=0，t2=0.05s時(shí)的波形，圖7-32-4求⑴這列波的波速圖7-32-4⑵若波速為280m/s,其傳播方向如何?此時(shí)質(zhì)點(diǎn)P從圖中位置運(yùn)動(dòng)至波谷位置的最短時(shí)間是多少?【解析】⑴題目沒有指明波傳播方向，因此有左、右傳播方向兩種可能性。若波向右傳播，則在△t=t2+t1=0.05s內(nèi)傳播的距離△s=(n+1/4)λ，n=0，1，2，…。此時(shí)波速的通式為v右=△s/△t=(n+1/4)×8/0.05=(160n+40)m/s，n=0，1，2，…。若波向左傳播，則△t=0.05s內(nèi)傳播的距離△s=(n+3/4)λ，n=0、1、2…。此時(shí)波速通式為：v左=△s/△t=(160n+120)m/s，n=0，1，2…。⑵若波速v=280m/s，在△t=0.05s內(nèi)傳播的距離為△s=v·△t=280×0.05=14(m)=7λ/4.由波形知，波再向左傳△s=7m，則P點(diǎn)第一次到達(dá)波谷位置△t’=7/280=2.5×10-2s【例5】如圖7-32-5所示，甲為某一波在t=1.0s時(shí)的圖象，乙為對(duì)應(yīng)該波動(dòng)的P質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)圖象。 ⑴說出兩圖中AA’的意義？⑵說出甲圖中OA’B圖線的意義？⑶求該波速v=?⑷在甲圖中畫出再經(jīng)3.5s時(shí)的波形圖。⑸求再經(jīng)過3.5s時(shí)P質(zhì)點(diǎn)的路程s和位移?！窘馕觥竣偶讏D中AA’表示A質(zhì)點(diǎn)的振幅或1.0s時(shí)A質(zhì)點(diǎn)的位移大小為0.2m，方向?yàn)樨?fù)，乙圖中AA’表示P質(zhì)點(diǎn)的振幅，也是P質(zhì)點(diǎn)在0.25s的位移大小為0.2m，方向?yàn)樨?fù)。圖7-32-6⑵甲圖中OA’B段圖線表示O到B之間所有質(zhì)點(diǎn)在1.0s時(shí)的位移、方向均為負(fù)，由乙圖看出P質(zhì)點(diǎn)在1.0s時(shí)向-y方向振動(dòng)，所以甲圖中波向左傳播，則OA’間各質(zhì)點(diǎn)正向遠(yuǎn)離平衡位置