选修3-4 第十二章 机械波-高考物理大二轮总复习【知识清单-涂考点】（高中全阶段通用）

第十二章 机械波 第1节 波的形成和传播 一、波的形成与传播 1.介质：借以传播波的物. 2.波源：保持持续振动的物体. 3.绳波的形成过程： （1）绳子各部分看成许多质点组成，各部分之间存在着相互作用的弹力. （2）沿波的传播方向上后一个质点比前一个质点落后一段时间，质点依次被带动. （3）振动的形式传播出去形成波. 4.波的传播：波源振动起来时，带动相邻的质点振动，这个质点又带动更远的质点振动，这样波源的振动就传播出去了. 二、横波和纵波 定义 标志性物理量 实物波形 横　波 质点的振动方向与波的传播方向互相垂直的波 （1）波峰：凸起的最高处 （2）波谷：凹下的最低处 纵　波 质点的振动方向与波的传播方向在同一直线上的波 （1）密部：质点分布最密的位置 （2）疏部：质点分布最疏的位置 三、机械波 1.定义：机械振动在介质中传播，形成机械波. 2.产生条件： （1）要有机械振动； （2）要有传播振动的介质. 3.机械波的实质： （1）传播振动这种运动形式； （2）传递能量的一种方式，依靠介质中各个质点间的相互作用力而使各相邻质点依次做机械振动来传递波源的能量. 4.波的特点 （1）振幅：像绳波这种一维(只在某个方向上传播)机械波，若不计能量损失，各质点的振幅相同. （2）周期：各质点振动的周期均与波源的振动周期相同. （3）步调：离波源越远，质点振动越滞后. （4）运动：各质点只在各自的平衡位置附近做往复振动，并不随波迁移. （5）实质：机械波向前传播的是振动这种运动形式，同时也传递能量和信息. 5.机械波的特点： （1）每一质点都以它的平衡位置为中心做简振振动，后一质点的振动总是落后于带动它的前一质点的振动. （2）波只是传播运动形式和振动能量，介质并不随波迁移. 6.振动和波动的比较： 振动 波动 区别 研究对象 单个质点在平衡位置附近的往复运动，研究的是单个质点的“个体行为” 振动在介质中的传播，研究的是大量质点将波源振动传播的“群体行为” 力的来源 可以由作用在物体上的各种性质力提供 联系介质中各质点的弹力 运动性质 质点做变加速运动 在均匀介质中是匀速直线运动 联系 （1）振动是波动的原因，波动是振动的结果；有波动必然有振动，但有振动不一定有波动 （2）波动的性质、频率和振幅都与振源相同 例：下列关于简谐振动和简谐机械波的说法正确的是（　　） A．简谐振动的平衡位置一定是物体所受合外力为零的位置 B．横波在介质中的传播速度由波源本身的性质决定 C．简谐振动的质点在最大位移处，回复力和速度都为最大 D．波在传播过程中，介质中的质点不会随波迁移，只在自己平衡位置附近振动 解析：A.简谐振动的平衡位置一定是物体所受回复力为零的位置，而不一定是所受合外力为零的位置，比如单摆，在平衡位置时所受的合外力不为零，故A错误；B.横波在介质中的传播速度由介质的性质决定，与波源无关，故B错误；C.简谐振动的质点在最大位移处，回复力最大，但速度为零，故C错误；D.波在传播过程中，介质中的质点不会随波迁移，只在自己平衡位置附近振动，故D正确. 答案：D 第2节 波的图像 一、波的图像 1.图像的画法：用照相机把波的形状摄下来，就是按下快门瞬间各个质点离开各自平衡位置时的情形.我们就把这些质点连成曲线，就是该时刻的波的图像. 2.物理意义：描述某一时刻各个质点相对于平衡位置的位移. 3.波的图像的应用： （1）从波的图像可以知道振幅. （2）从波的图像可以知道该时刻各个质点对平衡位置的位移. （3）借助图像还可以说明各个质点的速度、加速度在该时刻的变化情况和速度、加速度的方向. 二、波的传播方向与质点的振动方向的判断方法 图象 方法 （1）微平移法：沿波的传播方向将波的图象进行一微小平移，然后由两条波形曲线来判断. 例如：波沿x轴正向传播，t时刻波形曲线如左图中实线所示.将其沿v的方向移动一微小距离，获得如左图中虚线所示的图线.可以判定：t时刻质点A振动方向向下，质点B振动方向向上，质点C振动方向向下.   （2）“上、下坡”法：沿着波的传播方向看，上坡的点向下振动，下坡的点向上振动，即“上坡下，下坡上”. 例如：左图中，A点向上振动，B点向下振动，C点向上振动. （3）同侧法：质点在振动方向与波的传播方向在波的图象的同一侧.如左图所示. 例：图中所示为一简谐横波在某一时刻的波形图，已知此时质点A正向上运动，如图中箭头所示．请在图中标出B、C、D质点的运动方向．并且在图中标出横波的传播方向. 解题思路：由质点A的振动方向，运用波形的平移法可确定波的传播方向，波峰两侧或波谷两侧的质点运动方向相反. 解：图中质点A正向上运动，可