第12章-機(jī)械波復(fù)習(xí)

1、第12章 機(jī)械波復(fù)習(xí),,,機(jī)械波,形成,特點(diǎn),描述,多普勒,,,,,條件：同時(shí)存在振源和介質(zhì),分類：橫波與縱波 質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)方向與波的傳播方向關(guān)系 繩波、聲波,物理量：v=λf =s/t n=s/λ=t/T,機(jī)械波向外傳播是振動(dòng)形式，介質(zhì)中各質(zhì)點(diǎn)不隨波發(fā)生遷移．,圖像：表示方法、物理意義、圖象應(yīng)用、與振動(dòng)圖象的區(qū)別,,,波在傳播振動(dòng)形式的同時(shí)也傳遞能量。,波的反射、折射,當(dāng)波源和觀察者相對(duì)介質(zhì)都靜止不動(dòng)．

2、,波源相對(duì)介質(zhì)不動(dòng)，觀察者朝波源運(yùn)動(dòng)時(shí)（或觀察者不動(dòng)，波源朝觀察者運(yùn)動(dòng)時(shí)）,波源相對(duì)介質(zhì)不動(dòng)，觀察者遠(yuǎn)離波源運(yùn)動(dòng)時(shí)（或觀察者不動(dòng)，波源遠(yuǎn)離觀察者運(yùn)動(dòng)時(shí)）,波的疊加原理：波的干涉、衍射,3.產(chǎn)生條件：同時(shí)存在波源和介質(zhì)．,波源——保持持續(xù)振動(dòng)的物體（內(nèi)因）,2.定義：機(jī)械振動(dòng)在介質(zhì)中的傳播，形成機(jī)械波．,機(jī)械振動(dòng)是產(chǎn)生機(jī)械波的必要條件。,介質(zhì)——借以傳播波的物質(zhì)（外因）,機(jī)械波不能在真空中傳播。,www.themegallery.com,

3、⑴當(dāng)波在介質(zhì)中傳播時(shí)，各個(gè)質(zhì)點(diǎn)均在自己的平衡位置附近振動(dòng)．質(zhì)點(diǎn)本身不隨波的傳播而沿波的傳播方向移動(dòng).,1）.機(jī)械波向外傳播是振動(dòng)形式，介質(zhì)中各質(zhì)點(diǎn)不隨波發(fā)生遷移．,介質(zhì)中的質(zhì)點(diǎn)“循規(guī)蹈矩；不“隨波逐流”.,⑵在波的傳播方向上各質(zhì)點(diǎn)依次開始振動(dòng)，離波源越遠(yuǎn)，質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)越滯后。①各質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)周期相同（由振源決定，即與振源振動(dòng)周期相同）②各質(zhì)點(diǎn)振幅相同（不考慮能量損失時(shí)）③各質(zhì)點(diǎn)剛開始振動(dòng)的方向相同,受迫振動(dòng),2）.波在傳播振動(dòng)形式的同時(shí)也

4、傳遞能量。,特點(diǎn)：,www.themegallery.com,LOGO,機(jī)械波的形成和傳播,機(jī)械振動(dòng)在介質(zhì)中的傳播形成機(jī)械波,機(jī)械振動(dòng)是產(chǎn)生機(jī)械波的必要條件。,沿波傳播方向，前一質(zhì)點(diǎn)依次帶動(dòng)后一質(zhì)點(diǎn)延遲振動(dòng),先帶后，后跟前,運(yùn)動(dòng)狀態(tài)向后傳.,1.機(jī)械波向外傳播是振動(dòng)形式，介質(zhì)中各質(zhì)點(diǎn)不隨波發(fā)生遷移．2.波在傳播振動(dòng)形式的同時(shí)也傳遞能量。,介質(zhì)中的質(zhì)點(diǎn)不“隨波逐流”.,1.橫波：質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)方向與波的傳播方向垂直的 2.縱波：質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)

5、方向與波的傳播方向共線,波峰，波谷；密部，疏部。,產(chǎn)生條件,形成傳播,分類,傳播特點(diǎn),一、波動(dòng)情況的圖象表示法,1.用橫坐標(biāo)表示,2.用縱坐標(biāo)表示,平衡位置,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,二、波的圖象的物理意義,1. 物理意義：,2.圖象信息：,,反映某一時(shí)刻各個(gè)質(zhì)點(diǎn)偏離平衡位置的位移規(guī)律,（1）該時(shí)刻各質(zhì)點(diǎn)的位移、振幅、以及該波的波長(zhǎng),（2）已知波速的大小可求周期（或頻率）,（3）若知道波速的方向，可

6、知道各質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向,（4）已知波速的大小和方向，可畫前后任一時(shí)刻的波形圖,波的圖象的應(yīng)用,主要題型之一： 波的傳播方向、質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向以及 波形圖 三者,知其二，而求其一。,主要方法:,正交法（同側(cè)法）,“正交法中兩向垂角不夾線才算對(duì)”,波的圖象與振動(dòng)圖像的什么區(qū)別？,同一質(zhì)點(diǎn)不同時(shí)刻,同一時(shí)刻不同質(zhì)點(diǎn),X:各個(gè)質(zhì)點(diǎn)的平衡位置到原點(diǎn)的距離,X:質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)的時(shí)間,X,t,,,,,,,①比

7、喻為一質(zhì)點(diǎn)的“傳記記錄卡”②比喻為一個(gè)質(zhì)點(diǎn)的“錄象帶”,①比喻為無(wú)數(shù)質(zhì)點(diǎn)某一時(shí)刻的“特寫鏡頭”②比喻為無(wú)數(shù)質(zhì)點(diǎn)某一時(shí)刻拍攝的“照片”,在波動(dòng)中，對(duì)平衡位置的位移總是相等的兩個(gè)相鄰質(zhì)點(diǎn)間的距離，叫波長(zhǎng)。,一、波長(zhǎng),1.位移總是相等的兩個(gè)質(zhì)點(diǎn),振動(dòng)情況完全相同,3.相距λ的整數(shù)倍的兩個(gè)質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)步調(diào)總是一致,4.相距λ/2的奇數(shù)倍的兩個(gè)質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)步調(diào)總是相反,5.在橫波中，兩個(gè)相鄰的波峰（或波谷）之間的距離等于波長(zhǎng)；在縱波中，兩個(gè)相鄰的密

8、部（或疏部）之間的距離等于波長(zhǎng)．,說(shuō)明,2.每經(jīng)過(guò)一個(gè)波長(zhǎng)的距離，出現(xiàn)一個(gè)振動(dòng)情況完全相同的質(zhì)點(diǎn)，因此波長(zhǎng)描述了波傳播過(guò)程中的空間上的周期性（重復(fù)性）。,二、周期和頻率,說(shuō)明,波源振動(dòng)的周期（或頻率），就是波的周期（或頻率）．,1.波的周期（頻率）由波源決定，與介質(zhì)無(wú)關(guān)。,2.每經(jīng)歷一個(gè)周期，當(dāng)前的波形圖與原有的波形圖相同，并向前傳播了一個(gè)波長(zhǎng)。因此周期描述了波傳播過(guò)程中的時(shí)間上的周期性。,波速數(shù)值上等于波長(zhǎng)與頻率的乘積。,三、波速,單

9、位時(shí)間內(nèi)振動(dòng)狀態(tài)所傳播的距離叫做波速。,2.波速的物理意義是反映波（振動(dòng)狀態(tài)或機(jī)械波的波形）在介質(zhì)中傳播快慢的物理量。,說(shuō)明,3.機(jī)械波在介質(zhì)中傳播的速度由介質(zhì)本身的性質(zhì)決定，與波源無(wú)關(guān)．,例如：頻率不同的聲波在15℃的空氣中的傳播速度都是340m／s，在水中的速度為1450m／s，而在鋼鐵中的速度達(dá)到4900m／s．,1.機(jī)械波的波形及振源的振動(dòng)狀態(tài)以波速勻速傳播。,波長(zhǎng)由波源和介質(zhì)共同決定。,四、波長(zhǎng)、周期和頻率、波速的關(guān)系,機(jī)械波

10、的周期和頻率由波源決定，與介質(zhì)無(wú)關(guān)；,波速由介質(zhì)決定，與波源無(wú)關(guān)；,說(shuō)明,1.當(dāng)一列波從一種介質(zhì)進(jìn)入另一種介質(zhì)傳播時(shí)，周期（或頻率）保持不變．但由于波速的變化而導(dǎo)致波長(zhǎng)成正比例變化。,2.波速等于波長(zhǎng)和頻率的乘積這一關(guān)系雖從機(jī)械波得到，但對(duì)其他形式的波比如電磁波也成立。,一、多普勒效應(yīng),現(xiàn)象：當(dāng)汽車向你駛來(lái)時(shí)，感覺(jué)音調(diào)變高；當(dāng)汽車離你遠(yuǎn)去時(shí)，感覺(jué)音調(diào)變低（音調(diào)由頻率決定，頻率高音調(diào)高；頻率低音調(diào)低）．多普勒效應(yīng)：由于波源和觀察者之間有

11、相對(duì)運(yùn)動(dòng)，使觀察者感到頻率變化的現(xiàn)象叫做多普勒效應(yīng)．,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,,,,,,,,,B,C,D,E,F,G,H,,A：波向右傳播B：質(zhì)點(diǎn)H的運(yùn)動(dòng)方向與質(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,,,,,,C,2．關(guān)于簡(jiǎn)諧波說(shuō)法中正確的是（ ）A．兩個(gè)振動(dòng)情況完全相

12、同的質(zhì)點(diǎn)之間的距離是一個(gè)波長(zhǎng)B．任意兩個(gè)波峰或波谷之間的距離叫波長(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),,3．關(guān)于波速說(shuō)法錯(cuò)誤的有（ ）A.波速由介質(zhì)和波源共同決定B.提高振源頻率，波的傳播速度將增大C.同時(shí)在空氣中傳播兩列聲波，波長(zhǎng)較大的聲波傳播較快D.頻率大的聲波在空氣中傳播的波長(zhǎng)越短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

13、快慢,A B C E,A B D,4.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)保持不變的只有fC.由v=fλ可以看出，波速與頻率成正比D.由兩式得出聲波在同一種介質(zhì)中傳播時(shí)，波長(zhǎng)和頻率成反比，與周期成正比,5、如圖所示，位于介質(zhì)Ⅰ和Ⅱ分界面上的波源S，產(chǎn)生兩列分別沿x軸負(fù)方向與正方向傳播的機(jī)械波。若在兩種介質(zhì)中波的頻率及傳

14、播速度分別為f1、f2和v1、v2，則（ ） A．f1=2f2 v1=v2 B．f1=f2 v1=0.5v2C．f1=f2 v1=2v2 D．f1=0.5f2 v1=v2,C,6.一列橫波沿直線傳播，在傳播方向上有A、B兩點(diǎn)，相距1.2m，當(dāng)波剛好到達(dá)B點(diǎn)時(shí)開始計(jì)時(shí)，已知4秒內(nèi)，A位置的質(zhì)點(diǎn)完成8次全振動(dòng)，B位置質(zhì)點(diǎn)完成10次全振動(dòng)。這列波的波長(zhǎng)為多少？頻率為多少？波速為多少？,解析：由題

15、可知波先傳到B質(zhì)點(diǎn)，B質(zhì)點(diǎn)在4s內(nèi)振動(dòng)了10次。波從B傳到A用了兩個(gè)周期時(shí)間，所以A、B間的距離等于兩個(gè)波長(zhǎng)。,波長(zhǎng)λ=0.6m，頻率f=2.5Hz 波速v=1.5m/s,D,7.右圖中A是波源，各質(zhì)點(diǎn)之間的距離均為1m，當(dāng)t=0時(shí)A質(zhì)點(diǎn)開始向上振動(dòng)，經(jīng)過(guò)0.1s第一次到達(dá)最大位移，此時(shí)波傳到C點(diǎn)，下列說(shuō)法正確的是（ ）,A.波的傳播速度是10m/s，周期是0.4s B.波的頻率

16、是2.5HZ，波長(zhǎng)是4m C.再經(jīng)過(guò)0.2s，波傳播到G點(diǎn)，F(xiàn)到達(dá)最大位移 D.波傳播到J點(diǎn)時(shí)共歷時(shí)0.45s，這時(shí)質(zhì)點(diǎn)H到達(dá)最大位移,解析：,8.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)開始計(jì)時(shí)，求：,解析：(1)

17、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？,,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

18、,所以頻率f =5Hz或15Hz，由v=fλ可知v =20m/s或60m/s,A D,9．一列簡(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15Hz,10.已知空氣中的聲速是340m/s?，F(xiàn)有幾種聲波：（1）周期為0.04s；（2）頻率為10

19、4Hz；（3）波長(zhǎng)為14m。它們傳播時(shí)若遇到寬度約為13m的障礙物，發(fā)生明顯衍射現(xiàn)象的是 （ ）A.（１）和（２） Ｂ.（２）和（３）Ｃ.（１）和（３） Ｄ.都可以,C,11．如圖所示是觀察水面波衍射的實(shí)驗(yàn)裝置，AC和BD是兩塊擋板，AB是一個(gè)孔，O是波源，圖中已畫出波源所在區(qū)域波的傳播情況，每?jī)蓷l相鄰的波紋之間的距離表示一個(gè)波長(zhǎng)，則有關(guān)于波經(jīng)孔之后的傳播情況，下面描述正確的是 （ ）

20、 A．此時(shí)能觀察到明顯的衍射情況B．如果將孔AB擴(kuò)大，可能觀察不到明顯的衍射現(xiàn)象C．擋板前后波紋間距離相等D．如果孔的大小不變，使波源的頻率變大，能更明顯地觀察到衍射情況,A B C,明確產(chǎn)生明顯衍射現(xiàn)象的 條件是作出正確判斷掌握的關(guān)鍵。,12、一列簡(jiǎn)諧橫渡沿x軸負(fù)方向傳播，圖甲是t=ls時(shí)的波形圖，圖乙是波中某振動(dòng)質(zhì)點(diǎn)位移隨時(shí)間

21、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)點(diǎn)的振動(dòng)圖線 ( ) A. x=0處的質(zhì)元 B. x=lm處的質(zhì)元 C. x=2m處的質(zhì)元 D. x=3m處的質(zhì)元,,A,13、一簡(jiǎn)諧橫波在x軸上傳播，波源振動(dòng)周期T=0.1s，在某一時(shí)刻的波形如圖所示，且此時(shí)a點(diǎn)向下運(yùn)動(dòng)，則

22、 ( )A．波速為20m/s，波向x軸正方向傳播 B．波速為l0m/s，波向x軸負(fù)方向傳播C．波速為20m/s，波向x軸負(fù)方向傳播 D．波速為10m/s，波向x軸正方向傳播,A,14、如上右圖所示，S1和S2是兩個(gè)相干波源，由它們發(fā)生的波相互疊加，實(shí)線表示波峰，虛線表示波谷，對(duì)于a、b、c三點(diǎn)的振動(dòng)情況，下列判斷中正確的是 ( )A．b處的振動(dòng)永遠(yuǎn)互相減弱

23、 B．a(chǎn)處永遠(yuǎn)是波峰與波峰相遇C．b處在此時(shí)刻是波谷與波谷相遇 D．c處的振動(dòng)永遠(yuǎn)互相減弱,CD,15、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

24、 D．vB變大，aB 變小,AD,16、一簡(jiǎn)諧橫波在圖中x軸上傳播，實(shí)線和虛線分別是t1和t2時(shí)刻的波形圖，已知t2-t1=1.0 s．由上右圖判斷下列哪一個(gè)波速是不可能的 ( )A．1m/s B．3m/s C．5m/s D．10m/s,D,17、一個(gè)彈簧振子，第一次被壓縮x后釋放