第36講機(jī)械波

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1、第36講　機(jī)　械　波自主·夯實(shí)基礎(chǔ)自主預(yù)習(xí)　輕松過(guò)關(guān)名師點(diǎn)金近幾年高考機(jī)械波部分命題特點(diǎn)：考題難度較大，題型基本相似，重點(diǎn)是簡(jiǎn)諧波的圖象.復(fù)習(xí)時(shí)重點(diǎn)要理解好以下兩點(diǎn)：①波在傳播過(guò)程中時(shí)間、空間上具有周期性；②雖然波上各質(zhì)點(diǎn)不向傳播方向遷移,但“波形”卻在向傳播方向勻速移動(dòng).知識(shí)梳理一、機(jī)械波1.定義：機(jī)械振動(dòng)在介質(zhì)中的傳播形成機(jī)械波.2.產(chǎn)生條件：振源、彈性介質(zhì).3.分類（1）橫波：質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向與波的傳播方向垂直的波.（2）縱波：質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向與波的傳播方向在同一直線上的波.（注意不是振動(dòng)方向與波的傳播方向相同）4.特點(diǎn)（1）每一質(zhì)點(diǎn)都以各自的平衡位置為中心做振動(dòng)

2、，質(zhì)點(diǎn)并不隨波而遷移，傳播的是波源的振動(dòng)形式和振動(dòng)能量.（2）后一質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)總是落后于帶動(dòng)它的前一質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)，且每個(gè)質(zhì)點(diǎn)開(kāi)始振動(dòng)的方向與振源起振方向相同.（3）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.二、描述波的物理量1.波長(zhǎng)（λ）：在波的傳播方向上，兩個(gè)相鄰的、在振動(dòng)過(guò)程中對(duì)平衡位置的位移總是相等的質(zhì)點(diǎn)之間的距離叫波長(zhǎng).理解：在橫波中，相鄰的兩個(gè)波峰或波谷間的距離等于波長(zhǎng)；在縱波中，兩個(gè)相鄰的密部或疏部中央間的距離等于波長(zhǎng).2.頻率（f）：波源的振動(dòng)頻率，亦即波的頻率.它由振源決定，與介質(zhì)無(wú)關(guān).3.波速（v）：?jiǎn)挝粫r(shí)間內(nèi)波沿傳播方向傳播的距離叫波

3、速.波速公式為：.4.頻率、波速和波長(zhǎng)大小的決定因素（1）波的頻率（f）就是波源振動(dòng)的頻率，跟介質(zhì)無(wú)關(guān).波由一種介質(zhì)進(jìn)入另一種介質(zhì)，頻率一定不會(huì)發(fā)生改變.（2）波速（v）由介質(zhì)及波的種類（橫波或縱波）決定，而與頻率的大小無(wú)關(guān)，所以不同頻率的機(jī)械波在同種介質(zhì)中的速率相同，由一種介質(zhì)進(jìn)入另一種介質(zhì)時(shí)，速率改變.（3）波長(zhǎng)（λ）由頻率和波速共同決定，也就是由振源和介質(zhì)共同決定，即.三、波的圖象波動(dòng)圖象是指在某時(shí)刻波的傳播方向上的介質(zhì)中各質(zhì)點(diǎn)相對(duì)于各自平衡位置的位移.1.由簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)形成的簡(jiǎn)諧波的圖象為正弦曲線.2.波動(dòng)圖象能反映的物理量（1）可直接讀出波長(zhǎng)和振幅.（2）可判

4、定某時(shí)刻各質(zhì)點(diǎn)偏離平衡位置的位移大小和方向和某時(shí)刻各質(zhì)點(diǎn)加速度的方向，并能比較大小.（3）結(jié)合波的傳播方向可確定各質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向,畫(huà)出質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)波形或由各質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向確定波的傳播方向.四、波的特有現(xiàn)象1.波的干涉（1）產(chǎn)生干涉的條件：振動(dòng)方向相同、頻率相等（相差恒定）的兩列波相遇.（2）現(xiàn)象：兩列波相遇時(shí)，某些區(qū)域振動(dòng)總是加強(qiáng)，某些區(qū)域振動(dòng)總是減弱，且加強(qiáng)區(qū)和減弱區(qū)互相間隔.（3）對(duì)兩個(gè)完全相同的波源產(chǎn)生的干涉來(lái)說(shuō)，凡到兩波源的路程差為一個(gè)波長(zhǎng)的整數(shù)倍時(shí)，振動(dòng)加強(qiáng)；凡到兩波源的路程差為半個(gè)波長(zhǎng)的奇數(shù)倍時(shí)，振動(dòng)減弱.2.波的衍射（1）產(chǎn)生明顯衍射現(xiàn)象的條件：障礙物或

5、孔（縫）的尺寸跟波長(zhǎng)差不多，或者比波長(zhǎng)更小.（2）現(xiàn)象：波繞過(guò)障礙物繼續(xù)傳播.3.多普勒效應(yīng)（1）由于波源和觀察者之間有相對(duì)運(yùn)動(dòng)，使觀察者接收到的波的頻率不等于波源頻率的現(xiàn)象叫多普勒效應(yīng).（2）注意：波源的頻率不變，只是觀察者接收到的波的頻率發(fā)生了變化.如果兩者相互接近，觀察者接收的頻率相對(duì)于波源變大；如果兩者相互遠(yuǎn)離，觀察者接收的頻率相對(duì)于波源變小.五、聲波1.聲波是縱波，常溫下空氣中的聲速為340m/s.2.頻率低于20Hz的聲波叫次聲波，頻率高于20000Hz的聲波叫超聲波.基礎(chǔ)自測(cè)1.(2009年濰坊高三年級(jí)統(tǒng)一考試)如圖36-1所示,S是一頻率為10Hz上

6、下振動(dòng)的波源,所激起的波同時(shí)向x軸正負(fù)兩方向傳播,波速為20m/s,質(zhì)點(diǎn)P和Q到波源S的距離分別是32.3m和9.3m.已知P、Q兩質(zhì)點(diǎn)已圖36-1開(kāi)始振動(dòng),則當(dāng)波源S經(jīng)過(guò)平衡位置向上振動(dòng)時(shí)()A.Q質(zhì)點(diǎn)在x軸下方B.P質(zhì)點(diǎn)在x軸上方C.Q質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)方向向下D.P質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)方向向下【解析】此波波長(zhǎng),所以質(zhì)點(diǎn)P到波源的距離32.3m=16λ+0.3m,而0.3m小于,波從S傳播到P,向右傳播,當(dāng)波源S經(jīng)過(guò)平衡位置向上振動(dòng)時(shí),此時(shí)P正處于x軸下方,向上振動(dòng),故B、D均錯(cuò)；質(zhì)點(diǎn)Q到波源的距離9.3m=4λ++0.3m,波從S傳播到Q,向左傳播,當(dāng)波源S經(jīng)過(guò)平衡位置向上振動(dòng)時(shí),

7、此時(shí)Q正處于x軸上方且向下振動(dòng),故C正確，D錯(cuò)誤.【答案】C2.(2009年山西省實(shí)驗(yàn)中學(xué)月考)圖36-2所示是一列簡(jiǎn)諧橫波在t=0時(shí)刻的圖象.經(jīng)過(guò)Δt=1.2s時(shí)間,恰好第三次重復(fù)出現(xiàn)圖示的波形.根據(jù)以上信息,下面各項(xiàng)能確定的是()圖36-2A.該波的傳播速度的大小B.Δt=1.2s時(shí)間內(nèi)質(zhì)點(diǎn)P經(jīng)過(guò)的路程C.t=0.6s時(shí)刻質(zhì)點(diǎn)P的速度方向D.t=0.6s時(shí)刻的波形圖【解析】本題以機(jī)械波的圖象為核心命題,考查了波的傳播速度、質(zhì)點(diǎn)在某段時(shí)間內(nèi)的路程、波形圖等知識(shí)點(diǎn).并且本題具有發(fā)散性,要求學(xué)生具有從圖象中得到有關(guān)信息的能力.從圖象中可知波長(zhǎng)λ=8m,經(jīng)過(guò)Δt=1