高三物理一轮复习机械波.ppt

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【想一想想一想】用用手手握握住住较较长长软软绳绳的的一一端端连连续续上上下下抖抖动动，形形成成一一列列简简谐谐横横波波某某一一时时刻刻的的波波形形如如图图所所示示绳绳上上aa、bb两两质质点点均均处处于于波波峰峰位位置置试试思思考考以下几个问题：

以下几个问题：

（1）

（1）aa、bb两两点点之之间间的的距距离离与与波波长长的的关关系系是是什什么么？

这这两两点点振振动动开开始始时时刻相差多长时间？

刻相差多长时间？

（2）

（2）aa、bb两点中，哪个点完成全振动次数多？

多几次？

两点中，哪个点完成全振动次数多？

多几次？

第第22单元机械波单元机械波基础探究基础探究机械波的形成和传播机械波的形成和传播提提示示：

（1）

（1）aa、bb两两点点之之间间的的距距离离为为一一个个波波长长，aa、bb两两点点振振动动开开始始时刻相差一个周期时刻相差一个周期

（2）

（2）波动先传播到波动先传播到aa点，点，bb点完成全振动次数比点完成全振动次数比aa点少一次点少一次.【填一填填一填】11产生条件：

生条件：

（1）

（1）；

（2）

（2）22特点特点

（1）

（1）机械机械波波传播的只是振播的只是振动的的和和，质质点点只只在在各各自自的的平衡位置平衡位置附近做受迫运附近做受迫运动，并不随，并不随波波

（2）

（2）介介质质中中各各质质点点的的振振幅幅相相同同，振振动周周期期和和频率率都都与与波波源源的的振振动周周期和期和频率率相同相同（3）（3）各各质点质点开始振开始振动（即起振即起振）的方的方向向均均（4）（4）一一个周期内，个周期内，质点质点完成完成一一次全振次全振动，通，通过的路程的路程为，位移位移为.33机械波的分类机械波的分类

（1）

（1）横横波波：

质点质点的振的振动方方向向与与波波的的传播方播方向相向相互互的的波波

（2）

（2）纵波波：

质点质点的振的振动方方向向与与波波的的传播方播方向向在在的的波波，有有和和波源波源介质介质形式形式能量能量迁移迁移相同相同44AA00垂直垂直同一直线上同一直线上密部密部疏部疏部44波长、波速、频率及其关系波长、波速、频率及其关系

（1）

（1）波波长在在波波动中中，振振动相相位位总是是相相同同的的两两个个相相邻质质点点间的的距距离离，通通常常用用表示表示

（2）

（2）波波速速波波在在介质介质中的中的传播速度由播速度由本本身的性身的性质质决定决定（3）（3）周期和周期和频率率由由决定，各个决定，各个质点质点的振的振动周期周期（或或频率率）等于等于的的振振动周期周期或或频率率（4）（4）波波长、波波速和速和频率的关系率的关系公公式式关系：

关系：

vv.适用条件：

适用条件：

对机械机械波波、电磁磁波波均适用均适用介质介质波源波源波源波源ff【想一想想一想】一一列列简简谐谐横横波波沿沿xx轴轴正正向向传传播播，传传到到MM点点时时波波形形如如图图所所示示，再再经经0.6s0.6s，NN点开始振动，则该波的振幅点开始振动，则该波的振幅AA和频率和频率ff分别为多少？

分别为多少？

波的图象波的图象【填一填填一填】11坐坐标标轴轴：

取取各各质质点点平平衡衡位位置置的的连线线作作为xx轴，表表示示质质点点分分布布顺序；取序；取过波源质点波源质点的振的振动方方向向作作为yy轴，表示，表示质点质点的的22意意义义：

在在波波的的传播播方方向向上上，介介质质中中质质点点在在某某一一时刻刻相相对各各自自的的位移位移33形状形状：

位移位移平衡位置平衡位置正弦正弦（或余弦或余弦）曲线曲线基础自测基础自测11关于振动和波的关系，下列说法中不正确的是关于振动和波的关系，下列说法中不正确的是（）AA振动是波的成因，波是振动的传播振动是波的成因，波是振动的传播BB振振动动是是单单个个质质点点呈呈现现的的运运动动现现象象，波波是是许许多多质质点点联联合合起起来来呈呈现的运动现象现的运动现象CC波的传播速度和质点振动的速度无关波的传播速度和质点振动的速度无关DD波源停止振动时，波立即停止传播波源停止振动时，波立即停止传播解解析析：

机机械械波波的的产产生生条条件件是是有有波波源源和和介介质质由由于于介介质质中中的的质质点点依依次次带带动动由由近近及及远远传传播播而而形形成成波波，所所以以选选项项AA和和BB正正确确波波的的传传播播速速度度是是波波形形由由波波源源向向外外伸伸展展的的速速度度，在在均均匀匀介介质质中中其其速速度度大大小小不不变变；而而质质点点振振动动的的速速度度和和方方向向都都随随时时间间周周期期性性地地发发生生变变化化选选项项CC正正确确波波源源一一旦旦将将振振动动传传给给了了介介质质，振振动动就就会会在在介介质质中中向向远远处处传传播播；当当波波源源停停止止振振动动时时，介介质质仍仍然然继继续续传传播播波波源源振振动动的的运运动动形形式式，不不会会随随波波源源停停止止振振动动而而停止传播，即波不会停止传播选项停止传播，即波不会停止传播选项DD错误错误答案：

答案：

DD22一一列列简谐横横波波在在tt00时的的波波形形图如如图所所示示介介质质中中xx22mm处处的的质质点点PP沿沿yy轴方方向向做做简谐运运动的的表表达达式式为yy10sin（510sin（5tt）cm.）cm.关关于于这列列简谐波波，下列，下列说法法正正确的是确的是（）AA周期周期为4.0s4.0sBB振幅振幅为20cm20cmCC传播方播方向向沿沿xx轴方方向向DD传播速度播速度为2020m/sm/s答案：

答案：

CC33如如图所所示示，图甲甲为一一列列简谐横横波波在在tt2020ss时的的波波形形图，图乙乙是是这列列波波中中PP点点的振的振动图象，那么象，那么该波波的的传播速度和播速度和传播方播方向向是是（）AAvv25cm/s25cm/s，向向左左传播播BBvv50cm/s50cm/s，向向左左传播播CCvv25cm/s25cm/s，向向右右传播播DDvv50cm/s50cm/s，向向右右传播播解解析析：

由由PP点点的的振振动动图图线线判判断断出出在在tt2020ss时时PP点点在在平平衡衡位位置置且且向向上上振振动动，再再由由波波形形图图判判断断出出波波是是向向左左传传播播的的，由由题题图图判判断断出出TT22ss，100cm100cm，则，则vv/TT50cm/s.50cm/s.故选项故选项BB是正确的是正确的答案：

答案：

BB4.4.一一列列简谐横横波波沿沿直直线线传播播，该直直线线上上的的aa、bb两两点点相相距距4.424.42mm，下下图中中实实、虚虚两两条条曲曲线线分分别表表示示平平衡衡位位置置在在aa、bb两两点点处处质质点点的的振振动曲曲线线从从图示可示可知知（）AA此此列列波波的的频率率一一定是定是1Hz1HzBB此此列列波波的的波波长一一定是定是0.1m0.1mCC此此列列波波的的传播速度可播速度可能能是是3434m/sm/sDDaa点一点一定比定比bb点点距距波源波源近近答案：

答案：

CC【互动探究互动探究】11如何理解波长？

质点振动一个周期的路程等于波长吗？

如何理解波长？

质点振动一个周期的路程等于波长吗？

22波波速速、波波长长、频频率率的的大大小小关关系系是是什什么么？

它它们们各各自自取取决决于于什什么么因因素？

素？

对波长、波速及频率概念的理解对波长、波速及频率概念的理解【核心突破核心突破】11对波长的理解对波长的理解

（1）

（1）在在波波的的传播播方方向向上上，两两个个相相邻的的振振动步步调总是是相相同同的的质质点点间的的距离距离

（2）

（2）质点质点振振动一一个周期，个周期，波波传播的距离播的距离（3）（3）在在横横波波中中两两个个相相邻的的波波峰峰（或或两两个个相相邻的的波波谷谷）之之间的的距距离离；在在纵波波中两个中两个相相邻的的密部密部（或或两个两个相相邻的的疏部疏部）之之间的距离的距离22对波速的理解对波速的理解

（1）

（1）波波在在均均匀匀介介质质中中匀匀速速传播播，波波速速就就是是指指波波在在介介质质中中的的传播播速速度度

（2）

（2）波波速的大小完全由速的大小完全由介质介质决定，与决定，与波波的的频率无关率无关（3）（3）在在同同种种介质介质中，中，纵波波和横和横波波的的传播速度是不播速度是不同同的的（4）（4）波波速与振速的区速与振速的区别波波速速：

波波源源振振动几几个个周周期期，波波形形就就向向外外平平移移几几个个波波长这个个比比值就就表表示示了了波波形形（或或能能量量）向向外外平平移移的的速速度度在在同同一一种种均均匀匀介介质质中中波波动的的传播是匀速的，与播是匀速的，与波波动频率无关率无关振振速速：

质质点点的的振振动速速度度波波动中中各各质质点点都都在在平平衡衡位位置置附附近近做做周周期性振期性振动，是，是变速运速运动，质点质点并不沿并不沿波波的的传播方播方向向随随波迁移波迁移33对频率的理解对频率的理解

（1）

（1）在在波波的的传播播方方向向上上，介介质质各各质质点点都都做做受受迫迫振振动，其其振振动是是由由振振源源的振的振动引起的，故各引起的，故各质点质点的振的振动频率都等于振率都等于振源源的振的振动频率率

（2）

（2）当当波波从从一一种种介质介质进入另入另一一种种介质介质时，波波的的频率不率不变【典典例例11】振振源源SS在在OO点点做做竖直直方方向向的的简谐运运动，频率率为1010HzHz，tt00时刻刻向向右右传播播的的简谐横横波波如如图所所示示（向向左左传播播的的简谐横横波波图中中未未画画出出）。

则以下以下说法法正正确的是确的是（）AAtt00时，xx1m1m处处的的质点质点振振动方方向向向向下下BBtt00时，xx2m2m处处的的质点质点振振动方方向向上向向上CCtt0.175s0.175s时，xx1m1m处处的的质点处质点处在在波波谷谷位置位置DDtt0.175s0.175s时，xx1m1m处处的的质点处质点处在在波波峰峰位置位置自自主主解解答答tt00时时，xx11mm处处的的质质点点振振动动方方向向向向上上，选选项项AA错错误误；根根据据波波动动传传播播的的双双向向性性和和对对称称性性，画画出出向向左左传传播播波波的的波波形形图图，tt00时时，xx22mm处处的的质质点点振振动动方方向向向向下下，选选项项BB错错误误；波波长长为为22mm，周周期期TT1/1/ff0.10.1ss，波波速速vvff2020m/s.m/s.tt0.1750.175ss时时，xx11mm处处的的质质点点处处在在波谷位置，选项波谷位置，选项CC正确，正确，DD错误错误.答案答案CC11下列关于下列关于简谐运运动和和简谐波波的的说法，法，正正确的是确的是（）AA介质介质中中质点质点振振动的周期不的周期不一一定和定和相相应的的波波的周期的周期相相等等BB介质介质中中质点质点振振动的速度的速度一一定和定和相相应的的波波的的波波速速相相等等CC波波的的传播方播方向一向一定和定和介质介质中中质点质点振振动的方的方向一向一致致DD横横波波的的波波峰峰与与波波谷谷在在振振动方方向向上上的的距距离离一一定定是是质质点点振振幅幅的的两两倍倍解解析析：

波波传传播播过过程程中中每每个个质质点点都都在在前前面面质质点点的的驱驱动动力力作作用用下下做做受受迫迫振振动动，AA错错误误波波速速是是波波在在介介质质中中传传播播的的速速度度，在在同同种种均均匀匀介介质质中中波波速速是是个个常常量量；质质点点振振动动速速度度随随质质点点振振动动所所处处位位置置不不断断变变化化，BB、CC错错误误波波峰峰、波波谷谷分分别别是是平平衡衡位位置