第12章-機械波復習

1、第12章 機械波復習,,,機械波,形成,特點,描述,多普勒,,,,,條件：同時存在振源和介質(zhì),分類：橫波與縱波 質(zhì)點振動方向與波的傳播方向關系 繩波、聲波,物理量：v=λf =s/t n=s/λ=t/T,機械波向外傳播是振動形式，介質(zhì)中各質(zhì)點不隨波發(fā)生遷移．,圖像：表示方法、物理意義、圖象應用、與振動圖象的區(qū)別,,,波在傳播振動形式的同時也傳遞能量。,波的反射、折射,當波源和觀察者相對介質(zhì)都靜止不動．

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

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

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

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,一、波動情況的圖象表示法,1.用橫坐標表示,2.用縱坐標表示,平衡位置,在波傳播方向上各質(zhì)點的平衡位置,某時刻各質(zhì)點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：,,反映某一時刻各個質(zhì)點偏離平衡位置的位移規(guī)律,（1）該時刻各質(zhì)點的位移、振幅、以及該波的波長,（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)點的振動方向,（4）已知波速的大小和方向，可畫前后任一時刻的波形圖,波的圖象的應用,主要題型之一： 波的傳播方向、質(zhì)點的振動方向以及 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”,波的圖象與振動圖像的什么區(qū)別？,同一質(zhì)點不同時刻,同一時刻不同質(zhì)點,X:各個質(zhì)點的平衡位置到原點的距離,X:質(zhì)點振動的時間,X,t,,,,,,,①比

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

8、部（或疏部）之間的距離等于波長．,說明,2.每經(jīng)過一個波長的距離，出現(xiàn)一個振動情況完全相同的質(zhì)點，因此波長描述了波傳播過程中的空間上的周期性（重復性）。,二、周期和頻率,說明,波源振動的周期（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)無關。,2.每經(jīng)歷一個周期，當前的波形圖與原有的波形圖相同，并向前傳播了一個波長。因此周期描述了波傳播過程中的時間上的周期性。,波速數(shù)值上等于波長與頻率的乘積。,三、波速,單

9、位時間內(nèi)振動狀態(tài)所傳播的距離叫做波速。,2.波速的物理意義是反映波（振動狀態(tài)或機械波的波形）在介質(zhì)中傳播快慢的物理量。,說明,3.機械波在介質(zhì)中傳播的速度由介質(zhì)本身的性質(zhì)決定，與波源無關．,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到4900m／s．,1.機械波的波形及振源的振動狀態(tài)以波速勻速傳播。,波長由波源和介質(zhì)共同決定。,四、波長、周期和頻率、波速的關系,機械波

10、的周期和頻率由波源決定，與介質(zhì)無關；,波速由介質(zhì)決定，與波源無關；,說明,1.當一列波從一種介質(zhì)進入另一種介質(zhì)傳播時，周期（或頻率）保持不變．但由于波速的變化而導致波長成正比例變化。,2.波速等于波長和頻率的乘積這一關系雖從機械波得到，但對其他形式的波比如電磁波也成立。,一、多普勒效應,現(xiàn)象：當汽車向你駛來時，感覺音調(diào)變高；當汽車離你遠去時，感覺音調(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：由于波源和觀察者之間有

11、相對運動，使觀察者感到頻率變化的現(xiàn)象叫做多普勒效應．,1、如右圖所示為一橫波在某一時刻的波形圖。已知F質(zhì)點此時的運動方向如圖所示，則 （ ）,,,A,,,,,,,,,B,C,D,E,F,G,H,,A：波向右傳播B：質(zhì)點H的運動方向與質(zhì)點F的 的運動方向相同C：質(zhì)點C比質(zhì)點B先回到平衡位置 D：質(zhì)點C在此時的加速度為零,C,,,,,,C,2．關于簡諧波說法中正確的是（ ）A．兩個振動情況完全相

12、同的質(zhì)點之間的距離是一個波長B．任意兩個波峰或波谷之間的距離叫波長 C．波動在一周期內(nèi)向前傳播的距離等于波長D．在一個周期內(nèi)質(zhì)點所走過的路程等于一個波長,,3．關于波速說法錯誤的有（ ）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.同時在空氣中傳播兩列聲波，波長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越短E.波速反映了介質(zhì)中質(zhì)點振動的快慢F.波速反映了振動在介質(zhì)中傳播的

13、快慢,A B C E,A B D,4.關于v=fλ和v=λ/T說法正確的是（ ）A.它們適用于一切波（包括電磁波、光波）B.同一列波在傳播過程中，從一種介質(zhì)進入另一種介質(zhì)時保持不變的只有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，波長和頻率成反比，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軸負方向與正方向傳播的機械波。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，相距1.2m，當波剛好到達B點時開始計時，已知4秒內(nèi)，A位置的質(zhì)點完成8次全振動，B位置質(zhì)點完成10次全振動。這列波的波長為多少？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，B質(zhì)點在4s內(nèi)振動了10次。波從B傳到A用了兩個周期時間，所以A、B間的距離等于兩個波長。,波長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)點之間的距離均為1m，當t=0時A質(zhì)點開始向上振動，經(jīng)過0.1s第一次到達最大位移，此時波傳到C點，下列說法正確的是（ ）,A.波的傳播速度是10m/s，周期是0.4s B.波的頻率

16、是2.5HZ，波長是4m C.再經(jīng)過0.2s，波傳播到G點，F(xiàn)到達最大位移 D.波傳播到J點時共歷時0.45s，這時質(zhì)點H到達最大位移,解析：,8.如圖示，一列向右傳播的簡諧橫波，波速的大小為0.6m/s，P質(zhì)點橫坐標xp=0.96m，從圖中狀態(tài)開始計時，求：,解析：(1)

17、P點第一次達到波谷的時間,就是初始時刻x坐標為0.18m處的質(zhì)點的振動狀態(tài)傳到P點所用的時間.,(2)P點第二次達到波峰的時間等于初始時刻x坐標為0.06m處的質(zhì)點的振動狀態(tài)傳到P點所用的時間與一個周期之和.,（1）經(jīng)過多長時間，P質(zhì)點第一次到達波谷？（2）經(jīng)過多長時間，P質(zhì)點第二次達到波峰？,,波可能向右傳，也可能向左傳，又因為△t小于一個周期，所0.05s=1/4T或0.05s=3/4T,解析：由圖可知波長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,9．一列簡諧橫波沿x軸傳播，t=0時刻的波形如圖實線所示，經(jīng)過△t=0.05s后的波形如圖虛線所示。已知△t小于一個周期，則（ ）A．這列波的波長是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）波長為14m。它們傳播時若遇到寬度約為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驗裝置，AC和BD是兩塊擋板，AB是一個孔，O是波源，圖中已畫出波源所在區(qū)域波的傳播情況，每兩條相鄰的波紋之間的距離表示一個波長，則有關于波經(jīng)孔之后的傳播情況，下面描述正確的是 （ ）

20、 A．此時能觀察到明顯的衍射情況B．如果將孔AB擴大，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鍵。,12、一列簡諧橫渡沿x軸負方向傳播，圖甲是t=ls時的波形圖，圖乙是波中某振動質(zhì)點位移隨時間

21、變化的振動圖線(兩圖用同一時間起點)，則圖乙可能是圖甲中哪個質(zhì)點的振動圖線 ( ) 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、一簡諧橫波在x軸上傳播，波源振動周期T=0.1s，在某一時刻的波形如圖所示，且此時a點向下運動，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軸負方向傳播C．波速為20m/s，波向x軸負方向傳播 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是兩個相干波源，由它們發(fā)生的波相互疊加，實線表示波峰，虛線表示波谷，對于a、b、c三點的振動情況，下列判斷中正確的是 ( )A．b處的振動永遠互相減弱

23、 B．a(chǎn)處永遠是波峰與波峰相遇C．b處在此時刻是波谷與波谷相遇 D．c處的振動永遠互相減弱,CD,15、如圖所示，是某一向左傳播的橫渡在某時刻的圖像，從該時刻開始的一段極短時間內(nèi)，這列波中質(zhì)點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、一簡諧橫波在圖中x軸上傳播，實線和虛線分別是t1和t2時刻的波形圖，已知t2-t1=1.0 s．由上右圖判斷下列哪一個波速是不可能的 ( )A．1m/s B．3m/s C．5m/s D．10m/s,D,17、一個彈簧振子，第一次被壓縮x后釋放