第12章-机械波复习

1、第12章 机械波复习,机 械 波,形成,特点,描述,多普勒,条件：同时存在振源和介质,分类：横波与纵波 质点振动方向与波的传播方向关系 绳波、声波,物理量：v=f =s/t n=s/=t/T,机械波向外传播是振动形式，介质中各质点不随波发生迁移,图像：表示方法、物理意义、图象应用、与振动图象的区别,波在传播振动形式的同时也传递能量。,波的反射、折射,当波源和观察者相对介质都静止不动,波源相对介质不动，观察者朝波源运动时（或观察者不动，波源朝观察者运动时）,波源相对介质不动，观察者远离波源运动时（或观察者不动，波源远离观察者运动时）,波的叠加原理：波的干涉、衍射,3.产生条件：同时存在波源和介质

2、,波源保持持续振动的物体（内因）,2.定义：机械振动在介质中的传播，形成机械波,机械振动是产生机械波的必要条件。,介质借以传播波的物质（外因）,机械波不能在真空中传播。,当波在介质中传播时，各个质点均在自己的平衡位置附近振动质点本身不随波的传播而沿波的传播方向移动.,1）.机械波向外传播是振动形式，介质中各质点不随波发生迁移,介质中的质点“循规蹈矩；不“随波逐流”.,在波的传播方向上各质点依次开始振动，离波源越远，质点振动越滞后。 各质点振动周期相同（由振源决定，即与振源振动周期相同） 各质点振幅相同（不考虑能量损失时） 各质点刚开始振动的方向相同,受迫振动,2）.波在传播振动形式的同时也传递

3、能量。,特点：,LOGO,机械波的形成和传播,机械振动在介质中的传播形成机械波,机械振动是产生机械波的必要条件。,沿波传播方向，前一质点依次带动后一质点延迟振动,先带后，后跟前,运动状态向后传.,1.机械波向外传播是振动形式，介质中各质点不随波发生迁移2.波在传播振动形式的同时也传递能量。,介质中的质点不“随波逐流”.,1.横波：质点振动方向与波的传播方向垂直的 2.纵波：质点振动方向与波的传播方向共线,波峰，波谷；密部，疏部。,产生条件,形成传播,分类,传播特点,一、波动情况的图象表示法,1.用横坐标表示,2.用纵坐标表示,平衡位置,在波传播方向上各质点的平衡位置,某时刻各质点偏离平衡位置的

4、位移,二、波的图象的物理意义,1. 物理意义：,2.图象信息：,反映某一时刻各个质点偏离平衡位置的位移规律,（1）该时刻各质点的位移、振幅、以及该波的波长,（2）已知波速的大小可求周期（或频率）,（3）若知道波速的方向，可知道各质点的振动方向,（4）已知波速的大小和方向，可画前后任一时刻的波形图,波的图象的应用,主要题型之一： 波的传播方向、质点的振动方向以及 波形图 三者,知其二，而求其一。,主要方法:,正交法 （同侧法）,“正交法中两向垂 角不夹线才算对”,波的图象与振动图像的什么区别？,同一质点不同时刻,同一时刻不同质点,X:各个质点的平衡位置到原点的距离,X:质点振动的时间,X,t,比

5、喻为一质点的“传记记录卡” 比喻为一个质点的“录象带”,比喻为无数质点某一时刻的“特写镜头” 比喻为无数质点某一时刻拍摄的“照片”,在波动中，对平衡位置的位移总是相等的两个相邻质点间的距离，叫波长。,一、波长,1.位移总是相等的两个质点,振动情况完全相同,3.相距的整数倍的两个质点振动步调总是一致,4.相距/2的奇数倍的两个质点振动步调总是相反,5.在横波中，两个相邻的波峰（或波谷）之间的距离等于波长；在纵波中，两个相邻的密部（或疏部）之间的距离等于波长,说明,2.每经过一个波长的距离，出现一个振动情况完全相同的质点，因此波长描述了波传播过程中的空间上的周期性（重复性）。,二、周期和频率,说明

6、,波源振动的周期（或频率），就是波的周期（或频率）,1.波的周期（频率）由波源决定，与介质无关。,2.每经历一个周期，当前的波形图与原有的波形图相同，并向前传播了一个波长。因此周期描述了波传播过程中的时间上的周期性。,波速数值上等于波长与频率的乘积。,三、波速,单位时间内振动状态所传播的距离叫做波速。,2.波速的物理意义是反映波（振动状态或机械波的波形）在介质中传播快慢的物理量。,说明,3.机械波在介质中传播的速度由介质本身的性质决定，与波源无关,例如：频率不同的声波在15的空气中的传播速度都是340ms，在水中的速度为1450ms，而在钢铁中的速度达到4900ms,1.机械波的波形及振源的振

7、动状态以波速匀速传播。,波长由波源和介质共同决定。,四、波长、周期和频率、波速的关系,机械波的周期和频率由波源决定，与介质无关；,波速由介质决定，与波源无关；,说明,1.当一列波从一种介质进入另一种介质传播时，周期（或频率）保持不变但由于波速的变化而导致波长成正比例变化。,2.波速等于波长和频率的乘积这一关系虽从机械波得到，但对其他形式的波比如电磁波也成立。,一、多普勒效应,现象：当汽车向你驶来时，感觉音调变高；当汽车离你远去时，感觉音调变低（音调由频率决定，频率高音调高；频率低音调低） 多普勒效应：由于波源和观察者之间有相对运动，使观察者感到频率变化的现象叫做多普勒效应,1、如右图所示为一横

8、波在某一时刻的波形图。已知F质点此时的运动方向如图所示，则 （ ）,A,B,C,D,E,F,G,H,A：波向右传播 B：质点H的运动方向与质点F的 的运动方向相同 C：质点C比质点B先回到平衡位置 D：质点C在此时的加速度为零,C,C,2关于简谐波说法中正确的是（ ） A两个振动情况完全相同的质点之间的距离是一个波长 B任意两个波峰或波谷之间的距离叫波长 C波动在一周期内向前传播的距离等于波长 D在一个周期内质点所走过的路程等于一个波长,3关于波速说法错误的有（ ） A.波速由介质和波源共同决定 B.提高振源频率，波的传播速度将增大 C.同时在空气中传播两列声波，波长较大的声波传播较快 D.频

9、率大的声波在空气中传播的波长越短 E.波速反映了介质中质点振动的快慢 F.波速反映了振动在介质中传播的快慢,A B C E,A B D,4.关于v=f和v=/T说法正确的是（ ） A.它们适用于一切波（包括电磁波、光波） B.同一列波在传播过程中，从一种介质进入另 一种介质时保持不变的只有f C.由v=f可以看出，波速与频率成正比 D.由两式得出声波在同一种介质中传播时，波长和频率成反比，与周期成正比,5、如图所示，位于介质和分界面上的波源S，产生两列分别沿x轴负方向与正方向传播的机械波。若在两种介质中波的频率及传播速度分别为f1、f2和v1、v2，则（ ） Af1=2f2 v1=v2 Bf1

10、=f2 v1=0.5v2 Cf1=f2 v1=2v2 Df1=0.5f2 v1=v2,C,6.一列横波沿直线传播，在传播方向上有A、B两点，相距1.2m，当波刚好到达B点时开始计时，已知4秒内，A位置的质点完成8次全振动，B位置质点完成10次全振动。这列波的波长为多少？频率为多少？波速为多少？,解析：由题可知波先传到B质点，B质点在4s内振动了10次。波从B传到A用了两个周期时间，所以A、B间的距离等于两个波长。,波长=0.6m，频率f=2.5Hz 波速v=1.5m/s,D,7.右图中A是波源，各质点之间的距离均为1m，当t=0时A质点开始向上振动，经过0.1s第一次到达最大位移，此时波传到C

11、点，下列说法正确的是（ ）,A.波的传播速度是10m/s，周期是0.4s B.波的频率是2.5HZ，波长是4m C.再经过0.2s，波传播到G点，F到达最大位移 D.波传播到J点时共历时0.45s，这时质点H到达最大位移,解析：,8.如图示，一列向右传播的简谐横波，波速的大小为0.6m/s，P质点横坐标xp=0.96m，从图中状态开始计时，求：,解析：(1)P点第一次达到波谷的时间,就是初始时刻x坐标为0.18m处的质点的振动状态传到P点所用的时间.,(2)P点第二次达到波峰的时间等于初始时刻x坐标为0.06m处的质点的振动状态传到P点所用的时间与一个周期之和.,（1）经过多长时间，P质点第一

12、次到达波谷？（2）经过多长时间，P质点第二次达到波峰？,波可能向右传，也可能向左传，又因为t小于一个周期，所0.05s=1/4T或0.05s=3/4T,解析：由图可知波长=4m，振幅等于0.2m,所以频率f =5Hz或15Hz，由v=f可知v =20m/s或60m/s,A D,9一列简谐横波沿x轴传播，t=0时刻的波形如图实线所示，经过t=0.05s后的波形如图虚线所示。已知t小于一个周期，则（ ） A这列波的波长是4m B这列波的振幅是0.4m C这列波的波速一定是20m/s D这列波的频率可能是15Hz,10.已知空气中的声速是340m/s。现有几种声波：（1）周期为0.04s；（2）频率

13、为104Hz；（3）波长为14m。它们传播时若遇到宽度约为13m的障碍物，发生明显衍射现象的是 （ ） A.（）和（） .（）和（） .（）和（） .都可以,C,11如图所示是观察水面波衍射的实验装置，AC和BD是两块挡板，AB是一个孔，O是波源，图中已画出波源所在区域波的传播情况，每两条相邻的波纹之间的距离表示一个波长，则有关于波经孔之后的传播情况，下面描述正确的是 （ ） A此时能观察到明显的衍射情况 B如果将孔AB扩大，可能观察不到明显的衍射现象 C挡板前后波纹间距离相等 D如果孔的大小不变，使波源的频率变大，能更明显地观察到衍射情况,A B C,明确产生明显衍射现象的 条件是作出正确判

14、断掌握的关键。,12、一列简谐横渡沿x轴负方向传播，图甲是t=ls时的波形图，图乙是波中某振动质点位移随时间变化的振动图线(两图用同一时间起点)，则图乙可能是图甲中哪个质点的振动图线 ( ) A. x=0处的质元 B. x=lm处的质元 C. x=2m处的质元 D. x=3m处的质元,A,13、一简谐横波在x轴上传播，波源振动周期T=0.1s，在某一时刻的波形如图所示，且此时a点向下运动，则 ( ) A波速为20m/s，波向x轴正方向传播 B波速为l0m/s，波向x轴负方向传播 C波速为20m/s，波向x轴负方向传播 D波速为10m/s，波向x轴正方向传播,A,14、如上右图所示，S1和S2是两个相干波源，由它们发生的波相互叠加，实线表示波峰，虚线表示波谷，对于a、b、c三点的振动情况，下列判断中正确的是 ( ) Ab处的振动永远互相减弱 Ba处永远是波峰与波峰相遇 Cb处在此时刻是波谷与波谷相遇 Dc处的振动永远互相减弱,CD,15、如图所示，是某一向左传播的横渡在某时刻的图像，从该时刻开始的一段极短时间内，这列波中质点A、B的速度及加速度的大小变化情况是 ( ) AvA变小，aA变