(浙江專版)2018年高中物理 第十二章 機(jī)械波 第1節(jié) 波的形成和傳播學(xué)案 新人教版選修3-4
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1、 第1節(jié) 波的形成和傳播 [目標(biāo)早知道] 浙江選考·學(xué)習(xí)要求 知識內(nèi)容 考試要求 1.波的形成和傳播 加試b 2.波的圖象 加試b 3.波長、頻率和波速 加試c 4.波的衍射和干涉 加試b 5.多普勒效應(yīng) 加試b 6.惠更斯原理 加試b 波的形成和傳播 [探新知·基礎(chǔ)練] 1.形成原因:以繩波為例(如圖所示) (1)可以將繩分成許多小部分,將每一部分看做質(zhì)點(diǎn)。 (2)在無外來擾動之前,各個質(zhì)點(diǎn)排列在同一直線上,各個質(zhì)點(diǎn)所在的位置稱為各自的平衡位置。 (3)由于外來的擾動,會引起繩中的某一質(zhì)點(diǎn)振動,首先振動的這個質(zhì)點(diǎn)稱為波源。
2、(4)由于繩中各質(zhì)點(diǎn)之間存在著相互作用力,作為波源的質(zhì)點(diǎn)就帶動周圍質(zhì)點(diǎn)振動,并依次帶動鄰近質(zhì)點(diǎn)振動,于是振動就在繩中由近及遠(yuǎn)地傳播。 2.介質(zhì) (1)定義:波借以傳播的物質(zhì)。 (2)特點(diǎn):組成介質(zhì)的質(zhì)點(diǎn)之間有相互作用,一個質(zhì)點(diǎn)的振動會引起相鄰質(zhì)點(diǎn)的振動。 [辨是非](對的劃“√”,錯的劃“×”) 1.機(jī)械波在傳播過程中,各質(zhì)點(diǎn)振動的周期、起振方向都相同。(√) 2.在機(jī)械波的傳播過程中,各質(zhì)點(diǎn)隨波的傳播而遷移。(×) 3.機(jī)械波在傳播過程中,各個質(zhì)點(diǎn)振動的振幅都相同。(√) [釋疑難·對點(diǎn)練] 1.機(jī)械波的形成 2.波的特點(diǎn) (1)振幅:像繩波這種一維(只在某個方向上
3、傳播)機(jī)械波,若不計(jì)能量損失,各質(zhì)點(diǎn)的振幅相同。 (2)周期:各質(zhì)點(diǎn)振動的周期均與波源的振動周期相同。 (3)步調(diào):離波源越遠(yuǎn),質(zhì)點(diǎn)振動越滯后。 (4)立場:各質(zhì)點(diǎn)只在各自的平衡位置附近做往復(fù)振動,并不隨波遷移。 (5)機(jī)械波向前傳播的是振動這種運(yùn)動形式,同時也傳遞能量和信息。 [試身手] 1.機(jī)械波在均勻介質(zhì)中傳播時,下列說法中不正確的是( ) A.各質(zhì)點(diǎn)都在各自的平衡位置附近振動 B.相鄰質(zhì)點(diǎn)間必有相互作用力 C.前一質(zhì)點(diǎn)的振動帶動相鄰的后一質(zhì)點(diǎn)的振動,后一質(zhì)點(diǎn)的振動必定落后于前一質(zhì)點(diǎn) D.各質(zhì)點(diǎn)依次帶動形成波動,所以波的傳播不一定是勻速的,視帶動情況而定 解析:選
4、D 機(jī)械波的形成實(shí)質(zhì)上是振源的振動形式和能量在介質(zhì)中的傳播。在均勻介質(zhì)中機(jī)械波的傳播是勻速的。D不正確。 橫波和縱波 [探新知·基礎(chǔ)練] 定義 標(biāo)識性物理量 橫波 質(zhì)點(diǎn)的振動方向與波的傳播方向相互垂直的波 (1)波峰:橫波中凸起的最高處 (2)波谷:橫波中凹下的最低處 縱波 質(zhì)點(diǎn)的振動方向與波的傳播方向在同一直線上的波 (1)密部:縱波中質(zhì)點(diǎn)分布最密的位置 (2)疏部:縱波中質(zhì)點(diǎn)分布最疏的位置 [辨是非](對的劃“√”,錯的劃“×”) 1.在水平方向傳播的波為橫波。(×) 2.在機(jī)械波中各質(zhì)點(diǎn)不隨波的傳播而遷移。(√) 3.橫波又叫凹凸波,縱波又叫疏
5、密波。(√) [釋疑難·對點(diǎn)練] 橫波和縱波的區(qū)別 橫波 縱波 特點(diǎn) 在波動中,質(zhì)點(diǎn)的振動方向和波的傳播方向相互垂直 在波動中,質(zhì)點(diǎn)的振動方向和波的傳播方向在一條直線上 介質(zhì) 只能在固體介質(zhì)中傳播 在固體、液體和氣體介質(zhì)中均能傳播 特征 在波動中交替、間隔出現(xiàn)波峰和波谷 在波動中交替、間隔出現(xiàn)密部和疏部 [試身手] 2.區(qū)分橫波和縱波的依據(jù)是( ) A.質(zhì)點(diǎn)沿水平方向還是沿豎直方向振動 B.波沿水平方向還是沿豎直方向傳播 C.質(zhì)點(diǎn)的振動方向和波的傳播方向是相互垂直還是在一條直線上 D.波傳播距離的遠(yuǎn)近 解析:選C 橫波與縱波區(qū)分的標(biāo)準(zhǔn)是看質(zhì)點(diǎn)振
6、動方向和波傳播方向的關(guān)系,若互相垂直,為橫波;若在一條直線上,為縱波。故正確答案為C。 機(jī)械波的形成 [探新知·基礎(chǔ)練] 1.機(jī)械波定義 機(jī)械振動在介質(zhì)中傳播,形成機(jī)械波。 2.產(chǎn)生條件 (1)要有機(jī)械振動。 (2)要有傳播振動的介質(zhì)。 3.機(jī)械波的實(shí)質(zhì) (1)傳播振動這種運(yùn)動形式。 (2)傳遞能量的一種方式。依靠介質(zhì)中各個質(zhì)點(diǎn)間的相互作用力而使各相鄰質(zhì)點(diǎn)依次做機(jī)械振動來傳遞波源的能量。 [辨是非](對的劃“√”,錯的劃“×”) 1.有機(jī)械波一定有機(jī)械振動。(√) 2.有機(jī)械振動一定可以形成機(jī)械波。(×) 3.機(jī)械波可以在真空中傳播。(×) [釋疑難·對點(diǎn)
7、練] 振動和波動的比較 振動 波動 運(yùn)動現(xiàn)象 振動是單個質(zhì)點(diǎn)所表現(xiàn)出的周而復(fù)始的運(yùn)動現(xiàn)象 波動是大量質(zhì)點(diǎn)受到擾動時,從擾動中心傳播開來的周而復(fù)始的運(yùn)動現(xiàn)象 運(yùn)動成因 質(zhì)點(diǎn)由于某種原因離開平衡位置,同時受到指向平衡位置的力——回復(fù)力作用 介質(zhì)中質(zhì)點(diǎn)受到相鄰質(zhì)點(diǎn)的擾動而隨著運(yùn)動,并由近及遠(yuǎn)傳播開去,且各部分都受到指向原位置的力的作用 運(yùn)動性質(zhì) 變加速運(yùn)動 在均勻介質(zhì)中勻速向前傳播 能量變化 動能與勢能相互轉(zhuǎn)化,如果是簡諧運(yùn)動,機(jī)械能保持不變 波的傳播過程是一個能量傳播過程,當(dāng)波源停止振動不再向外傳遞能量時,各個質(zhì)點(diǎn)的振動也會相繼停下來 [試身手] 3.(多
8、選)關(guān)于機(jī)械波的以下說法中,正確的是( ) A.波動發(fā)生需要兩個條件:波源和介質(zhì) B.波動過程是介質(zhì)質(zhì)點(diǎn)由近及遠(yuǎn)移動的過程 C.波動過程是能量由近及遠(yuǎn)傳遞的過程 D.波源與介質(zhì)質(zhì)點(diǎn)的振動都是自由振動 解析:選AC 波源(即振源)振動時,依靠介質(zhì)中的相互作用力帶動周圍各部分質(zhì)點(diǎn)振動起來,形成機(jī)械波。作為介質(zhì)的各質(zhì)點(diǎn)只在平衡位置附近做振動,并不隨波向外遷移,僅把振源的振動和能量傳播開來。波源和介質(zhì)質(zhì)點(diǎn)之間的相互作用力帶動相鄰的質(zhì)點(diǎn)振動,是受迫振動。故介質(zhì)質(zhì)點(diǎn)不是自由振動。綜上所述,A、C正確。 機(jī)械波的形成與傳播 [典例1] 如圖所示,是某繩波形成過程的示意圖。質(zhì)點(diǎn)1在
9、外力作用下沿直線方向做簡諧運(yùn)動,帶動2、3、4、……各個質(zhì)點(diǎn)依次上下振動,把振動從繩的左端傳到右端。已知t=0時,質(zhì)點(diǎn)1開始向上運(yùn)動,t=時,1到達(dá)最上方,5開始向上運(yùn)動。求: (1)t=時,質(zhì)點(diǎn)8、12、16的運(yùn)動狀態(tài)(是否運(yùn)動、運(yùn)動方向)如何; (2)t=時,質(zhì)點(diǎn)8、12、16的運(yùn)動狀態(tài)如何。 [思路點(diǎn)撥] 先根據(jù)波的形成特點(diǎn),畫出該時刻的波形,再確定各質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動狀態(tài)。 [解析] 各質(zhì)點(diǎn)在各時刻的情況。如圖所示。 (1)由甲圖可知,t=時,質(zhì)點(diǎn)8未達(dá)到波峰,正在向上振動,質(zhì)點(diǎn)12、16未振動。 (2)由乙圖可知,t=時,質(zhì)點(diǎn)8正在向下振動,質(zhì)點(diǎn)12向上振動,質(zhì)點(diǎn)16未振
10、動。 [答案] 見解析 (1)機(jī)械波的形成過程及特點(diǎn)可以概括為“帶動、重復(fù)、落后”,即前一質(zhì)點(diǎn)“帶動”后一質(zhì)點(diǎn)振動,后一質(zhì)點(diǎn)“重復(fù)”前一質(zhì)點(diǎn)的振動形式,并且后一質(zhì)點(diǎn)的振動“落后”于前一質(zhì)點(diǎn)。 (2)就整個物體來說,呈現(xiàn)的現(xiàn)象是波動,而就構(gòu)成物體的單個質(zhì)點(diǎn)來說,所呈現(xiàn)的現(xiàn)象是振動。 振動和波動的關(guān)系 [典例2] (多選)關(guān)于振動和波的關(guān)系,下列說法中正確的是( ) A.振動是波的成因,波是振動的傳播 B.振動是單個質(zhì)點(diǎn)呈現(xiàn)的運(yùn)動現(xiàn)象,波是許多質(zhì)點(diǎn)聯(lián)合起來呈現(xiàn)的運(yùn)動現(xiàn)象 C.波的傳播速度就是質(zhì)點(diǎn)振動的速度 D.波源停止振動時,波立即停止傳播 [思路點(diǎn)撥] 解答有關(guān)振動
11、與波的問題時應(yīng)注意以下三個方面: (1)從波源開始,離波源由近及遠(yuǎn)的各質(zhì)點(diǎn)的振動依次滯后。 (2)相鄰質(zhì)點(diǎn)間存在相互作用力,前一個質(zhì)點(diǎn)帶動后一個質(zhì)點(diǎn)。 (3)明確波的傳播速度和質(zhì)點(diǎn)振動速度的區(qū)別。 [解析]選AB 機(jī)械波的產(chǎn)生條件是有波源和介質(zhì)。由于介質(zhì)中的質(zhì)點(diǎn)依次帶動,由近及遠(yuǎn)傳播而形成波,所以選項(xiàng)A和B正確;波的傳播速度是波形由波源向外伸展的速度,在均勻介質(zhì)中其速度大小不變;而質(zhì)點(diǎn)振動的速度和方向都隨時間周期性地發(fā)生變化,選項(xiàng)C錯誤;波源一旦將振動傳給了介質(zhì),振動就會在介質(zhì)中向遠(yuǎn)處傳播;當(dāng)波源停止振動時,介質(zhì)仍然繼續(xù)傳播波源振動的運(yùn)動形式,不會隨波源停止振動而停止傳播,即波不會立即
12、停止傳播。選項(xiàng)D錯誤。 (1)有機(jī)械波,必有機(jī)械振動,有機(jī)械振動,不一定形成機(jī)械波。 (2)質(zhì)點(diǎn)的振動速度是隨時間改變的,而波在同種均勻介質(zhì)中的傳播速度是不變的。 由傳播方向確定質(zhì)點(diǎn)振動方向的方法 帶動法 原理:先振動的質(zhì)點(diǎn)帶動鄰近的后振動的質(zhì)點(diǎn)。 方法:在質(zhì)點(diǎn)P靠近波源一方附近的圖象上另找一點(diǎn)P′,若P′在P上方,則P向上運(yùn)動,若P′在P下方,則P向下運(yùn)動。如圖所示。 [典例3] (多選)一列橫波沿繩子向右傳播,某時刻繩子形成如圖所示的形狀,對此時繩上A、B、C、D、E、F六個質(zhì)點(diǎn)說法正確的是( ) A.它們的振幅相同 B.質(zhì)點(diǎn)D和質(zhì)點(diǎn)F的速度方向相同
13、C.質(zhì)點(diǎn)A和質(zhì)點(diǎn)C的速度方向相同 D.從此時算起,質(zhì)點(diǎn)B比質(zhì)點(diǎn)C先回到平衡位置 [解析]選AD 波源振動時,繩上各質(zhì)點(diǎn)通過相互間的作用力跟著做受迫振動,不考慮能量損耗,各質(zhì)點(diǎn)振幅相同,所以選項(xiàng)A正確;波傳播時,離波源遠(yuǎn)的質(zhì)點(diǎn)的振動落后于離波源近的質(zhì)點(diǎn)的振動,并跟隨離波源近的質(zhì)點(diǎn)振動。由題圖可知,波源在左端,因此,質(zhì)點(diǎn)D跟隨質(zhì)點(diǎn)C向上運(yùn)動,質(zhì)點(diǎn)F跟隨質(zhì)點(diǎn)E向下運(yùn)動,同理,A向下運(yùn)動,質(zhì)點(diǎn)C向上運(yùn)動,由此可知選項(xiàng)B和C錯誤;由于此時質(zhì)點(diǎn)B和質(zhì)點(diǎn)C兩點(diǎn)都向上運(yùn)動,質(zhì)點(diǎn)B比質(zhì)點(diǎn)C先到最大位移處,且比質(zhì)點(diǎn)C先回到平衡位置,所以,選項(xiàng)D正確。 [課堂對點(diǎn)鞏固] 1.(多選)關(guān)于機(jī)械振動和機(jī)械波
14、,下列說法中正確的是( ) A.物體做機(jī)械振動,一定產(chǎn)生機(jī)械波 B.后振動的質(zhì)點(diǎn)總是跟著先振動的質(zhì)點(diǎn)重復(fù)振動,只是時間落后一步 C.參與振動的質(zhì)點(diǎn)都有相同的頻率 D.機(jī)械波是質(zhì)點(diǎn)隨波遷移,也是振動能量的傳遞 解析:選BC 機(jī)械波的形成必須具備的兩個條件:振源和介質(zhì)。只有物體做機(jī)械振動,而其周圍沒有傳播這種振動的介質(zhì),遠(yuǎn)處的質(zhì)點(diǎn)不可能振動起來形成機(jī)械波,故A錯誤。任何一個振動的質(zhì)點(diǎn)都是一個波源,從而帶動它周圍的質(zhì)點(diǎn)振動,將振動傳播開來,所以后一質(zhì)點(diǎn)的振動總是落后一步,故B、C正確。形成機(jī)械波的各個質(zhì)點(diǎn),只是在平衡位置附近往復(fù)運(yùn)動,并沒有隨波遷移,離振源遠(yuǎn)處的質(zhì)點(diǎn)振動的能量,是通過各質(zhì)
15、點(diǎn)的傳遞從振源獲得的,故D錯誤。 2.(多選)機(jī)械波傳播的是( ) A.介質(zhì)中的質(zhì)點(diǎn) B.質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動形式 C.能量 D.信息 解析:選BCD 機(jī)械波是振動在介質(zhì)中向外傳播,質(zhì)點(diǎn)不隨波的傳播而遷移,只是向外傳播信息和能量,故選項(xiàng)B、C、D正確。 3.(多選)如圖所示為沿水平方向分布的介質(zhì)中的部分質(zhì)點(diǎn),每相鄰兩質(zhì)點(diǎn)間的距離相等,其中O為波源。設(shè)波源的振動周期為T,自波源通過平衡位置豎直向下振動時開始計(jì)時,經(jīng)過質(zhì)點(diǎn)1開始起振。則下列關(guān)于各質(zhì)點(diǎn)的振動和介質(zhì)中的波的說法中正確的是( ) A.介質(zhì)中所有質(zhì)點(diǎn)的起振方向都是豎直向下的,但圖中質(zhì)點(diǎn)9起振最晚 B.圖中所畫的質(zhì)點(diǎn)起振
16、時間都是相同的,起振的位置和起振的方向是不同的 C.圖中質(zhì)點(diǎn)8的振動完全重復(fù)質(zhì)點(diǎn)7的振動,只是質(zhì)點(diǎn)8振動時,通過平衡位置或最大位移的時間總是比質(zhì)點(diǎn)7通過相同位置時落后 D.只要圖中所有質(zhì)點(diǎn)都已振動了,質(zhì)點(diǎn)1與質(zhì)點(diǎn)9的振動步調(diào)就完全一致,即如果質(zhì)點(diǎn)1發(fā)生的是第100次振動,則質(zhì)點(diǎn)9發(fā)生的也是第100次振動 解析:選AC 根據(jù)機(jī)械波形成過程可知,波傳播過程中各質(zhì)點(diǎn)的振動是由相鄰質(zhì)點(diǎn)帶動起來的,它們總是重復(fù)波源的振動,題中質(zhì)點(diǎn)的起振方向都是豎直向下,但從時間上來說,起振的時間依次落后,故A、C對,B錯。由題意可知,質(zhì)點(diǎn)9比質(zhì)點(diǎn)1起振時間落后兩個周期,當(dāng)所有質(zhì)點(diǎn)都已振動后,質(zhì)點(diǎn)9和質(zhì)點(diǎn)1振動步調(diào)
17、完全一致,當(dāng)質(zhì)點(diǎn)1發(fā)生第100次振動時,質(zhì)點(diǎn)9發(fā)生的是第98次振動,故D錯。 4.AB為一彈性繩。設(shè)法在繩上傳播一個脈沖的波,如圖所示,當(dāng)波從A向B傳播時,繩上質(zhì)點(diǎn)開始起振的速度方向是________,若波從B向A傳播,繩上質(zhì)點(diǎn)開始起振時,質(zhì)點(diǎn)振動的速度方向是________。 解析:根據(jù)波的形成過程,前質(zhì)點(diǎn)依次帶動后質(zhì)點(diǎn)并依次落后,且都重復(fù)振源的振動,當(dāng)波從A向B傳播時,B剛開始振動時,B左側(cè)的相鄰質(zhì)點(diǎn)比B先振動;并且位置在B的下方,所以B應(yīng)該向下振,同理可得,當(dāng)波從B向A傳播時,質(zhì)點(diǎn)剛開始振動時,速度方向向上。 答案:向下 向上 [課堂小結(jié)] [課時跟蹤檢測六]
18、 一、單項(xiàng)選擇題 1.一列機(jī)械波由波源向周圍傳播出去,下列有關(guān)說法錯誤的是( ) A.介質(zhì)中各質(zhì)點(diǎn)由近及遠(yuǎn)地傳播出去 B.波源的振動形式由近及遠(yuǎn)地傳播出去 C.介質(zhì)中各質(zhì)點(diǎn)只是振動而沒有遷移 D.介質(zhì)中各質(zhì)點(diǎn)振動的能量由近及遠(yuǎn)地傳播出去 解析:選A 機(jī)械波向外傳播,傳播出去的是振動的形式、攜帶出去的是能量和信息,質(zhì)點(diǎn)不隨波的傳播而遷移,故選項(xiàng)B、C、D正確,A錯誤。 2.在平靜的湖面上漂著一塊小木條,現(xiàn)向湖中央扔一石子,圓形波紋一圈圈的向外傳播,當(dāng)波傳播到小木條處時,小木條將( ) A.隨波紋漂向湖岸 B.不動 C.向波源處漂動 D.在原來位置上下振動 解析:選D
19、介質(zhì)中有機(jī)械波傳播時,介質(zhì)本身并不隨波一起傳播,介質(zhì)質(zhì)點(diǎn)只在自己的平衡位置附近振動,向外傳播的只是振動形式和能量,生活中的水面上的一些漂浮物會隨波向外移動,是因?yàn)橥饨缌硗庖恍┮蛩氐母蓴_,如風(fēng)的吹動等,故D正確。 3.下列關(guān)于橫波、縱波的說法正確的是( ) A.凸凹相間的波叫橫波,凸起的最高處叫波峰,凹下的最低處叫波谷 B.質(zhì)點(diǎn)振動方向和波的傳播方向在同一直線上的波叫橫波 C.沿橫向傳播的波叫橫波,沿縱向傳播的波叫縱波 D.沿橫向傳播的波叫縱波,沿縱向傳播的波叫橫波 解析:選A 質(zhì)點(diǎn)的振動方向與波的傳播方向垂直的波為橫波,質(zhì)點(diǎn)的振動方向與波的傳播方向在同一直線上的波為縱波,與波沿橫
20、向傳播還是縱向傳播無關(guān),選項(xiàng)B、C、D錯誤;橫波具有波峰和波谷,選項(xiàng)A正確。 4.下列關(guān)于機(jī)械波的說法正確的是( ) A.自然界所刮的風(fēng)就是一種機(jī)械波 B.波不僅能傳遞能量,而且參與振動的質(zhì)點(diǎn)也在隨波遷移 C.波將波源的運(yùn)動形式傳播出去的同時,也可以傳遞信息 D.能傳播機(jī)械波的介質(zhì)一定是可以自由流動的 解析:選C 自然界所刮的風(fēng)實(shí)質(zhì)上是由于壓強(qiáng)差等因素引起的空氣流動,不是機(jī)械波,A錯;波是運(yùn)動形式的傳播,是能量傳遞的一種方式,但各質(zhì)點(diǎn)均在各自平衡位置附近振動,并不隨波遷移,B錯;波不僅能傳播運(yùn)動形式,它也是信息傳遞的載體,C對;不能自由流動的固體也能傳播機(jī)械波,D錯。 5.如圖
21、是一列沿著繩向右傳播的繩波波形,此時波剛傳到B點(diǎn),由圖可判斷波源A點(diǎn)開始的振動方向是( ) A.向左 B.向右 C.向下 D.向上 解析:選D 由于波剛傳到B點(diǎn),所以B點(diǎn)此時的振動方向就是波源的起振方向,由題圖根據(jù)波的傳播與質(zhì)點(diǎn)振動的關(guān)系可知,B質(zhì)點(diǎn)此時正向上振動,所以波源A質(zhì)點(diǎn)開始的振動方向向上,選項(xiàng)D正確。 6.一列橫波正沿水平方向由西向東傳播,則下列說法中正確的是( ) A.波中的各個質(zhì)點(diǎn)都在由西向東運(yùn)動 B.波中的各個質(zhì)點(diǎn)一定沿水平方向振動 C.波中的各個質(zhì)點(diǎn)一定沿豎直方向振動 D.以上說法都錯誤 解析:選D 機(jī)械波傳播的是振動的形式和能量,而介質(zhì)中各
22、個質(zhì)點(diǎn)僅在平衡位置附近振動,質(zhì)點(diǎn)不會隨波遷移,橫波沿水平方向由西向東傳播,質(zhì)點(diǎn)振動方向與其傳播方向垂直,不一定沿水平方向,也不一定沿豎直方向。故選項(xiàng)A、B、C錯誤,D正確。
二、多項(xiàng)選擇題
7.一列簡諧波在某時刻的波形如圖所示,a、b、c、d為介質(zhì)中的四個質(zhì)點(diǎn),a在波峰,d在波谷,c在平衡位置,b的位移大小等于振幅的一半。四個質(zhì)點(diǎn)的加速度大小分別為aa、ab、ac、ad,它們的速度大小分別為va、vb、vc、vd,則( )
A.a(chǎn)c 23、到的回復(fù)力的大小與位移的大小成正比,因而加速度的大小與位移的大小成正比,所以這四個質(zhì)點(diǎn)的加速度大小關(guān)系為aa=ad>ab>ac,選項(xiàng)A正確;而質(zhì)點(diǎn)越靠近平衡位置速度越大,位移越小,則加速度越小,四點(diǎn)的速度大小關(guān)系為va=vd 24、波源的距離
解析:選AB 機(jī)械波將波源的振動形式和能量向外傳遞,對簡諧波而言,介質(zhì)中各振動質(zhì)點(diǎn)的振幅和周期都與波源的相同,選項(xiàng)A、B正確;質(zhì)點(diǎn)P的振動速度不是波的傳播速度v,選項(xiàng)C錯誤;質(zhì)點(diǎn)P開始振動的方向與波源開始振動的方向相同,與它們之間的距離無關(guān),選項(xiàng)D錯誤。
三、非選擇題
9.如圖所示是一列向右傳播的橫波,請標(biāo)出這列波中a、b、c、d、…、h各質(zhì)點(diǎn)在這一時刻的振動方向。
解析:若以此時最大位移處的c點(diǎn)為參照點(diǎn),由波的形成特點(diǎn)知d點(diǎn)的振動滯后于c,要追隨c移動到負(fù)的最大位移處,所以振動方向向下,e、f依次跟上,都向下振動;b的振動超前于c,已從負(fù)的最大位移處向平衡位置振動,所 25、以向上振動;a超前于b,已回到平衡位置,速度最大且向上振動;同理以g為參照點(diǎn),可知h點(diǎn)向上振動。
答案:如圖所示
10.如圖甲所示為波源1的振動圖象,圖乙為均勻介質(zhì)中一些均勻分布等間距的質(zhì)點(diǎn)在t=1 s時的振動狀態(tài),其中質(zhì)點(diǎn)4剛開始振動。請?jiān)趫D丙中畫出t=5 s時質(zhì)點(diǎn)的振動狀態(tài)。
解析:根據(jù)波傳播的規(guī)律可知,t=5 s時,振源出現(xiàn)在波峰,質(zhì)點(diǎn)16起振。如答案圖所示。
答案:如圖所示
11.日本福島曾發(fā)生過里氏9.0級大地震,已知地震中的縱波和橫波在地表附近的傳播速度分別是9.1 km/s 和3.7 km/s,在某地的觀測站中,記錄了縱波和橫波到達(dá)該地的時間差為5.4 s。
(1)求這個觀測站距震中的距離;
(2)觀測站首先觀察到的是上下振動還是左右搖晃?
解析:(1)根據(jù)縱、橫波傳到觀測站的時間差,
-=5.4 s,解得s=33.67 km。
(2)先傳到的是縱波,所以是上下振動。
答案:(1)33.67 km (2)先傳到的是縱波,所以是上下振動
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