《高考物理一輪復習要點提示 第11講 機械波課件》由會員分享，可在線閱讀，更多相關《高考物理一輪復習要點提示 第11講 機械波課件（40頁珍藏版）》請在裝配圖網上搜索。
1、一、機械波一、機械波1產生條件：產生條件：(1) ；(2) 2特點特點(1)機械波傳播的只是振動的機械波傳播的只是振動的 和和 ，質點只在各自的平衡位，質點只在各自的平衡位置附近做受迫運動，并不隨波置附近做受迫運動，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 的振動周期和的振動周期和頻率相同頻率相同(3)各質點開始振動各質點開始振動(即起振即起振)的方向均的方向均 (4)一個周期內，質點完成一次全振動，通過的路程為一個周期內，質點完成一次全振動，通過的路程為 ，位移為，位移為 .波源波源介質介質形式形式能量能量遷移遷移波源波源相同相同4
2、A03機械波的分類機械波的分類(1)橫波：質點的振動方向與波的傳播方向橫波：質點的振動方向與波的傳播方向 的波，有的波，有 (凸起凸起的最高處的最高處)和和 (凹下的最低處凹下的最低處)(2)縱波：質點的振動方向與波的傳播方向在縱波：質點的振動方向與波的傳播方向在 的波，有的波，有 和和 4波長、波速、頻率及其關系波長、波速、頻率及其關系(1)波長波長在波動中，對平衡位置的在波動中，對平衡位置的 總是相等的兩個相鄰質點間的距離，用總是相等的兩個相鄰質點間的距離，用表示表示(2)波速波速波在介質中的傳播速度由波在介質中的傳播速度由 本身的性質決定本身的性質決定(3)周期和頻率周期和頻率由由 決定
3、，各個質點的振動周期決定，各個質點的振動周期(或頻率或頻率)等于等于 的振動周期或頻率的振動周期或頻率(4)波長、波速和頻率的關系波長、波速和頻率的關系公式關系：公式關系：v .適用條件：對機械波、電磁波均適用適用條件：對機械波、電磁波均適用垂直垂直波峰波峰波谷波谷同一條直線上同一條直線上密部密部疏部疏部位移位移介質介質波源波源波源波源f(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質
4、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，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、波的圖象二、波的圖象1坐標軸：坐標軸：取各質點平衡位置的連線作為取各質點平衡位置的連線作為x軸，表示質點分布順序；取軸，表示質點分布順序；取過波源質點的振動方向作為過波源質點的振動方向作為y軸，表示質點的軸，表示質點
5、的 2意義：意義：在波的傳播方向上，介質中質點在某一時刻相對各自在波的傳播方向上，介質中質點在某一時刻相對各自 的位移的位移3形狀：形狀： 位移位移平衡位置平衡位置正弦正弦(或余弦或余弦)曲線曲線1如圖所示，圖甲為一列簡諧橫波在如圖所示，圖甲為一列簡諧橫波在t20 s時的波形圖，圖乙是這列波時的波形圖，圖乙是這列波中中P點的振動圖象，那么該波的傳播速度和傳播方向是點的振動圖象，那么該波的傳播速度和傳播方向是()Av25 cm/s，向左傳播，向左傳播Bv50 cm/s，向左傳播，向左傳播Cv25 cm/s，向右傳播，向右傳播Dv50 cm/s，向右傳播，向右傳播解析：解析：由由P點的振動圖線判斷
6、出在點的振動圖線判斷出在t20 s時時P點在平衡位置且向上振動，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，由題圖判斷出再由波形圖判斷出波是向左傳播的，由題圖判斷出T2 s，100 cm，則，則v/T50 cm/s.故選項故選項B是正確的是正確的答案：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下說法中正確的是()A甲波的傳播速度比乙波大甲波的傳播速度比乙波大B甲波的傳播速度比乙波小甲波的傳播速度比乙波小C甲波的頻率比乙波小甲波的頻率比乙波小D甲波的頻率比乙波大甲波的頻率比乙波大解
7、析：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，故無關，故A、B均錯；從圖象可讀出，甲的波長小于乙的波長，即均錯；從圖象可讀出，甲的波長小于乙的波長，即甲甲乙乙，而甲、乙兩列波波速相等，據而甲、乙兩列波波速相等，據vf知知f甲甲f乙乙，所以，所以D對對C錯錯答案：答案：D3(2010年高考上海單科年高考上海單科)一列簡諧橫波以一列簡諧橫波以1 m/s的速率沿繩子由的速率沿繩子由A向向B傳播，傳播，質點質點A、B間的水平距離間的水平距離x3 m，如圖甲所示若，如圖甲所示若t0時，質點時，質點A剛從平衡剛從平衡位置開始
8、向上振動，其振動圖像如圖乙所示則位置開始向上振動，其振動圖像如圖乙所示則B點的振動圖象為下面四個點的振動圖象為下面四個圖中的圖中的()答案：答案：B 4(2012年六安模擬年六安模擬)如圖所示為一列簡諧橫波的圖象，波速為如圖所示為一列簡諧橫波的圖象，波速為0.2 m/s，以下結論正確的是以下結論正確的是()A振源振動的頻率為振源振動的頻率為0.4 HzB若質點若質點a比質點比質點b先回到平衡位置，則波沿先回到平衡位置，則波沿x軸正方向傳播軸正方向傳播C圖示時刻質點圖示時刻質點a、b、c所受回復力大小之比為所受回復力大小之比為2 1 3D經過經過0.5 s質點質點a、b、c通過的路程為通過的路程
9、為75 cm答案：答案：C 對波長、波速及頻率概念的理解對波長、波速及頻率概念的理解 1對波長的理解對波長的理解(1)在波的傳播方向上，兩個相鄰的振動步調總是相同的質點間的距離在波的傳播方向上，兩個相鄰的振動步調總是相同的質點間的距離(2)質點振動一個周期，波傳播的距離質點振動一個周期，波傳播的距離(3)在橫波中兩個相鄰的波峰在橫波中兩個相鄰的波峰(或兩個相鄰的波谷或兩個相鄰的波谷)之間的距離；在縱波中之間的距離；在縱波中兩個相鄰的密部兩個相鄰的密部(或兩個相鄰的疏部或兩個相鄰的疏部)之間的距離之間的距離2對波速的理解對波速的理解(1)波在均勻介質中勻速傳播，波速就是指波在介質中的傳播速度波在
10、均勻介質中勻速傳播，波速就是指波在介質中的傳播速度(2)波速的大小完全由介質決定，與波的頻率無關波速的大小完全由介質決定，與波的頻率無關(3)在同種介質中，縱波和橫波的傳播速度是不同的在同種介質中，縱波和橫波的傳播速度是不同的例例1(2012年合肥模擬年合肥模擬)下列關于簡諧運動和簡諧機械波的說法正確的下列關于簡諧運動和簡諧機械波的說法正確的是是()A彈簧振子的周期與振幅有關彈簧振子的周期與振幅有關B橫波在介質中的傳播速度由波源決定橫波在介質中的傳播速度由波源決定C在波傳播方向上的某個質點的振動速度就是波的傳播速度在波傳播方向上的某個質點的振動速度就是波的傳播速度D單位時間內經過媒質中一點的完
11、全波的個數就是這列簡諧波的頻率單位時間內經過媒質中一點的完全波的個數就是這列簡諧波的頻率思路點撥思路點撥 自主解答自主解答彈簧振子的周期由振子質量和彈簧的勁度系數決定，與振彈簧振子的周期由振子質量和彈簧的勁度系數決定，與振幅無關，幅無關，A項錯誤；波的傳播速度由介質決定，與波源無關，項錯誤；波的傳播速度由介質決定，與波源無關，B項錯誤；項錯誤；質點的振動速度與波速無關，質點的振動速度與波速無關，C項錯誤；波傳播時每振動一次向前傳播一項錯誤；波傳播時每振動一次向前傳播一個完整的波形，個完整的波形，D項正確項正確答案答案D1下列關于簡諧運動和簡諧波的說法，正確的是下列關于簡諧運動和簡諧波的說法，正
12、確的是()A媒質中質點振動的周期不一定和相應的波的周期相等媒質中質點振動的周期不一定和相應的波的周期相等B媒質中質點振動的速度一定和相應的波的波速相等媒質中質點振動的速度一定和相應的波的波速相等C波的傳播方向一定和媒質中質點振動的方向一致波的傳播方向一定和媒質中質點振動的方向一致D橫波的波峰與波谷在振動方向上的距離一定是質點振幅的兩倍橫波的波峰與波谷在振動方向上的距離一定是質點振幅的兩倍解析：解析：波傳播過程中每個質點都在前面質點的驅動力作用下做受迫振動波傳播過程中每個質點都在前面質點的驅動力作用下做受迫振動，A錯誤波速是波在介質中傳播的速度，在同種均勻介質中波速是個常量錯誤波速是波在介質中傳
13、播的速度，在同種均勻介質中波速是個常量；質點振動速度隨質點振動所處位置不斷變化，；質點振動速度隨質點振動所處位置不斷變化，B、C錯誤波峰、波谷分錯誤波峰、波谷分別是平衡位置上方、下方最大位移處，而振幅是振動中偏離平衡位置的最別是平衡位置上方、下方最大位移處，而振幅是振動中偏離平衡位置的最大距離，大距離，D正確正確答案：答案：D對波動圖象的理解和應用對波動圖象的理解和應用 1振動圖象與波動圖象的比較振動圖象與波動圖象的比較 2.橫波的傳播方向與質點的振動方向的互判方法橫波的傳播方向與質點的振動方向的互判方法(1)上下坡法上下坡法沿著波的傳播速度方向看，沿著波的傳播速度方向看，“上波上波”的質點向
14、下振動，的質點向下振動，“下坡下坡”的點向上的點向上振動，簡稱振動，簡稱“上坡下，下坡上上坡下，下坡上”(如圖所示如圖所示)(2)同側法同側法在波的圖象上的某一點，沿在波的圖象上的某一點，沿y軸方向畫出一個箭頭表示質點振動方向，并軸方向畫出一個箭頭表示質點振動方向，并設想在同一點沿設想在同一點沿x軸方向畫個箭頭表示波的傳播方向，那么，這兩個箭頭總軸方向畫個箭頭表示波的傳播方向，那么，這兩個箭頭總是在曲線的同側是在曲線的同側(如圖所示如圖所示)例例2(2012年巢湖模擬年巢湖模擬)一列簡揩橫波，某時刻的圖象如圖甲所示，從該一列簡揩橫波，某時刻的圖象如圖甲所示，從該時刻開始計時，質點時刻開始計時，
15、質點A的振動圖象如圖乙所示，則的振動圖象如圖乙所示，則()A波沿波沿x軸正方向傳播軸正方向傳播B波速是波速是20 m/sC經過經過t0.4 s，質點，質點A通過的路程是通過的路程是4 mD質點質點P比質點比質點Q先回到平衡位置先回到平衡位置思路點撥思路點撥由質點由質點A的振動圖象確定該時刻質點的振動圖象確定該時刻質點A的振動方向，從而確實的振動方向，從而確實該波的傳播方向，從波動圖象中讀出波長，再從振動圖象中讀出周期，即可該波的傳播方向，從波動圖象中讀出波長，再從振動圖象中讀出周期，即可算出波速算出波速答案答案C 2(2012年池州模擬年池州模擬)一列簡諧橫波在某一時刻的波形圖如圖甲所示，圖中
16、一列簡諧橫波在某一時刻的波形圖如圖甲所示，圖中P、Q兩質點的橫坐標分別為兩質點的橫坐標分別為x1.5 m和和x4.5 mP點的振動圖象如圖乙所點的振動圖象如圖乙所示示在下圖所示的四幅圖中，在下圖所示的四幅圖中，Q點的振動圖象可能是點的振動圖象可能是() 答案：答案：C 波的多解問題波的多解問題 1傳播方向不確定出現多解傳播方向不確定出現多解波總是由波源出發(fā)，并由近及遠地向前傳播，波在介質中傳播時，介質波總是由波源出發(fā)，并由近及遠地向前傳播，波在介質中傳播時，介質中的各個質點的振動情況可以根據波的傳播方向確定反之亦然，但是，中的各個質點的振動情況可以根據波的傳播方向確定反之亦然，但是，如果題中的
17、已知條件不能確定波的傳播方向或者不能確定質點的振動方向如果題中的已知條件不能確定波的傳播方向或者不能確定質點的振動方向，則需要分情況進行討論，此時就會出現多解現象，則需要分情況進行討論，此時就會出現多解現象2兩質點間位置關系不確定出現多解兩質點間位置關系不確定出現多解在波的傳播方向上，如果兩個質點間的距離不確定或相位之間關系不確在波的傳播方向上，如果兩個質點間的距離不確定或相位之間關系不確定，就會形成多解，若不能聯想到所有可能的情況，就會出現漏解，做這定，就會形成多解，若不能聯想到所有可能的情況，就會出現漏解，做這類題時，應根據題意在兩質點間先畫出最短的波形圖，然后再分別分析類題時，應根據題意
18、在兩質點間先畫出最短的波形圖，然后再分別分析3傳播距離與波長關系不確定出現多解傳播距離與波長關系不確定出現多解在波的傳播方向上，相隔一個波長的質點振動的步調是完全相同的；但在波的傳播方向上，相隔一個波長的質點振動的步調是完全相同的；但如果題目中沒有給定波的傳播距離如果題目中沒有給定波的傳播距離x與波長與波長之間的大小關系，就會出現多之間的大小關系，就會出現多解現象解現象4間隔時間與周期關系不確定出現多解間隔時間與周期關系不確定出現多解在波向前傳播的過程中，質點在各自平衡位置附近做簡諧運動由于簡在波向前傳播的過程中，質點在各自平衡位置附近做簡諧運動由于簡諧運動具有周期性而出現多解諧運動具有周期性
19、而出現多解即：若某一時刻即：若某一時刻t各振動質點形成一波形，經過時間各振動質點形成一波形，經過時間tnT(n0,1,2)，各振動質點將回到原來狀態(tài)，則，各振動質點將回到原來狀態(tài)，則tttnT時刻的波形與時刻的波形與t時刻的波形時刻的波形重合重合5波的對稱性出現多解波的對稱性出現多解波源的振動，要帶動它左、右相鄰各質點的振動，波向左、右兩方向傳波源的振動，要帶動它左、右相鄰各質點的振動，波向左、右兩方向傳播，對稱性是指波在介質中向左、右同時傳播時，關于波源對稱的左、右兩播，對稱性是指波在介質中向左、右同時傳播時，關于波源對稱的左、右兩質點振動情況完全相同質點振動情況完全相同在處理這類問題時，要
20、始終抓住質點周期性運動及其與波的傳播之間的在處理這類問題時，要始終抓住質點周期性運動及其與波的傳播之間的聯系，并要靈活地用周期數來表示波的傳播時間，用波長個數來表示波的傳聯系，并要靈活地用周期數來表示波的傳播時間，用波長個數來表示波的傳播距離，才便于分析、表達和解決問題播距離，才便于分析、表達和解決問題在研究波動多解問題時，常用在研究波動多解問題時，常用“平移法平移法”來分析多解性，平移圖象時要注來分析多解性，平移圖象時要注意意“去整留零去整留零”的辦法，即當的辦法，即當xnx時，可采取去整時，可采取去整n留零留零x的方法，的方法，只需平移只需平移x即可即可例例3如圖所示，如圖所示，a、b是一
21、列橫波上的兩個質點，它們在是一列橫波上的兩個質點，它們在x軸上的距離軸上的距離s30 m，波沿，波沿x軸正方向傳播，當軸正方向傳播，當a振動到最高點時振動到最高點時b恰好經過平衡位置；經恰好經過平衡位置；經過過3 s，波傳播了，波傳播了30 m，并且，并且a經過平衡位置，經過平衡位置，b恰好到達最高點，則下列說恰好到達最高點，則下列說法不正確的是法不正確的是()A這列波的速度一定是這列波的速度一定是10 m/sB這列波的周期一定是這列波的周期一定是3 sC這列波的波長可能是這列波的波長可能是24 mD這列波的頻率可能是這列波的頻率可能是1.25 Hz答案答案B 3一列簡諧橫波沿直線傳播，該直線
22、上的一列簡諧橫波沿直線傳播，該直線上的a、b兩點相距兩點相距4.42 m，下圖中，下圖中實、虛兩條曲線分別表示平衡位置在實、虛兩條曲線分別表示平衡位置在a、b兩點處質點的振動曲線從圖示可兩點處質點的振動曲線從圖示可知知()A此列波的頻率一定是此列波的頻率一定是1 HzB此列波的波長一定是此列波的波長一定是0.1 mC此列波的傳播速度可能是此列波的傳播速度可能是34 m/sDa點一定比點一定比b點距波源近點距波源近答案：答案：C 1(2011年高考北京理綜年高考北京理綜)介質中有一列簡諧機械波傳播，對于其中某個介質中有一列簡諧機械波傳播，對于其中某個振動質點振動質點()A它的振動速度等于波的傳播
23、速度它的振動速度等于波的傳播速度B它的振動方向一定垂直于波的傳播方向它的振動方向一定垂直于波的傳播方向C它在一個周期內走過的路程等于一個波長它在一個周期內走過的路程等于一個波長D它的振動頻率等于波源的振動頻率它的振動頻率等于波源的振動頻率解析：解析：機械波在傳播過程中，振動質點并不隨波遷移，只是在各自的平機械波在傳播過程中，振動質點并不隨波遷移，只是在各自的平衡位置附近做簡諧運動，選項衡位置附近做簡諧運動，選項A、C錯誤機械波可能是橫波，也可能是縱錯誤機械波可能是橫波，也可能是縱波，故振動質點的振動方向不一定垂直于波的傳播方向，選項波，故振動質點的振動方向不一定垂直于波的傳播方向，選項B錯誤振
24、動錯誤振動質點的振動是由波源的振動引起的是受迫振動，故質點的振動頻率等于波源質點的振動是由波源的振動引起的是受迫振動，故質點的振動頻率等于波源的振動頻率，選項的振動頻率，選項D正確正確答案：答案：D2(2012年合肥模擬年合肥模擬)一簡諧橫波沿一簡諧橫波沿x軸方向傳播，已知軸方向傳播，已知t0.1 s時的波形如時的波形如圖甲所示，圖乙是圖甲所示，圖乙是x4 m處的質點的振動圖象，則下列說法不正確的是處的質點的振動圖象，則下列說法不正確的是 ()A簡諧橫波是沿簡諧橫波是沿x軸負方向傳播軸負方向傳播B簡諧橫波的波速為簡諧橫波的波速為10 m/sC在在t0.5 s時，時，x2 m處的質點到達平衡位置
25、，沿處的質點到達平衡位置，沿y軸負方向運動軸負方向運動D經過經過0.4 s，x2 m處的質點經過的路程為處的質點經過的路程為20 m解析：解析：t0.1 s時時x4 m處的質點的振動方向沿處的質點的振動方向沿y軸正方向，所以簡諧橫波軸正方向，所以簡諧橫波是沿是沿x軸負方向傳播，軸負方向傳播，A項正確；根據圖象可知波長項正確；根據圖象可知波長4 m，周期，周期T0.4 s，所以波速為所以波速為10 m/s，B項正確；在項正確；在t0.1 s時，時，x2 m處的質點在平衡位置，處的質點在平衡位置，沿沿y軸負方向運動，所以再過一個周期又回到原位置，軸負方向運動，所以再過一個周期又回到原位置，C項正確
26、；經過項正確；經過0.4 s，x2 m處的質點經過的路程為處的質點經過的路程為4A20 cm，D項錯誤項錯誤答案：答案：D3.(2011年高考四川理綜年高考四川理綜)如圖為一列沿如圖為一列沿x軸負方向傳播的簡諧橫波在軸負方向傳播的簡諧橫波在t0時時的波形圖，當的波形圖，當Q點在點在t0時的振動狀態(tài)傳到時的振動狀態(tài)傳到P點時，則點時，則()A1 cmx3 cm范圍內的質點正在向范圍內的質點正在向y軸的負方向運動軸的負方向運動BQ處的質點此時的加速度沿處的質點此時的加速度沿y軸的正方向軸的正方向CQ處的質點此時正在波峰位置處的質點此時正在波峰位置DQ處的質點此時運動到處的質點此時運動到P處處解析：
27、解析：由波沿由波沿x軸負方向傳播知，當軸負方向傳播知，當Q點在點在t0時的振動狀態(tài)傳到時的振動狀態(tài)傳到P點時，波形如圖中點時，波形如圖中虛線所示，所以此時虛線所示，所以此時1 cmx2 cm范圍內范圍內的質點正在向的質點正在向y軸正方向運動，因此選項軸正方向運動，因此選項A錯誤；錯誤；Q處質點此時正在波谷處質點此時正在波谷位置，加速度沿位置，加速度沿y軸的正方向，故選項軸的正方向，故選項B正確、選項正確、選項C錯誤；波傳播的是振動錯誤；波傳播的是振動的形式和能量，質點并不隨波遷移，故選項的形式和能量，質點并不隨波遷移，故選項D錯誤錯誤答案：答案：B4.(2012年淮南模擬年淮南模擬)介質中坐標原點介質中坐標原點O處的波源在處的波源在t0時刻開始振動，產生的簡諧波沿時刻開始振動，產生的簡諧波沿x軸正向傳播，軸正向傳播，t0時刻傳到時刻傳到L處，波形如圖所示下列能描述處，波形如圖所示下列能描述x0處處質點振動的圖象是質點振動的圖象是()解析：解析：由波動圖象可知由波動圖象可知t0時時x0處質點正向下振動，下一時刻質點縱坐處質點正向下振動，下一時刻質點縱坐標將減小，排除標將減小，排除B、D選項選項x0處質點開始振動時的振動方向向下，故選處質點開始振動時的振動方向向下，故選項項A錯誤、選項錯誤、選項C正確正確答案：答案：C
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