62 第十四章 第2讲　机械波（word教参）-2023高考物理【金版新学案】大一轮复习讲义·高三总复习（老高考 A版）

第2讲　机械波 一、机械波、横波和纵波 1.机械波的形成和传播 (1) 产生条件 ①有波源。 ②有能传播振动的介质，如空气、水、绳子等。 (2) 传播特点 ①传播振动形式、能量和信息。 ②质点不随波迁移。 ③介质中各质点振动频率、振幅、起振方向等都与波源相同。 2.机械波的分类 分类 质点振动方向和波的传播方向的关系 形状 举例 横波 垂直 凹凸相间；有波峰、波谷 绳波等 纵波 在同一条直线上 疏密相间；有密部、疏部 弹簧波、声波等 3.波速、波长和频率(周期) 的关系 (1) 波长λ：在波动中振动情况总是相同的两个相邻质点间的距离。 (2) 频率f：在波动中，介质中各质点的振动频率都是相同的，都等于波源的振动频率。 (3) 波速v、波长λ和频率f、周期T的关系： 公式：v＝＝λf。机械波的波速大小由介质本身的性质决定，与机械波的频率无关。 二、横波的图像 1.坐标轴：横轴表示各质点的平衡位置，纵轴表示该时刻各质点的位移。如图 2.物理意义：表示在波的传播方向上，某时刻各质点离开平衡位置的位移。 三、波的特有现象 1.波的叠加 观察两列波的叠加过程可知：几列波相遇时，每列波都能够保持各自的状态继续传播而不互相干扰，只是在重叠的区域里，质点同时参与这几列波引起的振动，质点的位移等于这几列波单独传播时引起的位移的矢量和。 2.波的干涉和衍射 分类 波的干涉 波的衍射 条件 两列波的频率必须相同 明显条件：障碍物或孔的尺寸比波长小或相差不多 现象 形成加强区和减弱区相互隔开的稳定的干涉图样 波能够绕过障碍物或孔继续向前传播 四、多普勒效应 1.定义：由于波源和观察者之间有相对运动，使观察者感受到波的频率发生变化的现象。 2.实质：波源频率不变，观察者接收到的频率发生变化。 3.规律 (1) 波源与观察者如果相互靠近，观察者接收到的频率增大。 (2) 波源与观察者如果相互远离，观察者接收到的频率减小。 (3) 波源和观察者如果相对静止，观察者接收到的频率等于波源的频率。 1.在艺术体操的带操表演中，运动员手持细棒抖动彩带的一端，彩带随之波浪翻卷。彩带上的波浪向前传播时，彩带上的 (1) 蝴蝶结随波远离运动员。(　　) (2) 蝴蝶结的振动频率与运动员手(波源) 的振动频率相同。(　　) (3) 蝴蝶结振动的能量是从运动员的手(波源) 获得的。(　　) (4) 彩带传播的是振动形式和能量。(　　) 答案：　(1) ×　(2) √　(3) √　(4) √ 2.简谐横波某时刻的波形如图所示。P为介质中的一个质点，波沿x轴的正方向传播。以下说法正确的是(　　) (1) 质点P此时刻的速度沿x轴的正方向(　　) (2) 质点P此时刻的加速度沿y轴的正方向(　　) (3) 再过半个周期时，质点P的位移为负值(　　) (4) 经过一个周期，质点P通过的路程为4A(　　) 答案：　(1) ×　(2) ×　(3) √　(4) √ 考点一　波的传播与图像 机械波的传播特点 (1) 波传到任意一点，该点的起振方向都和波源的起振方向相同。 (2) 介质中每个质点都做受迫振动，因此，任一质点的振动频率和周期都和波源的振动频率和周期相同。 (3) 波从一种介质进入另一种介质，由于介质不同，波长和波速可以改变，但频率和周期都不会改变。 (4) 波源经过一个周期T完成一次全振动，波恰好向前传播一个波长的距离，所以v＝＝λf。 (5) 在波的传播方向上，当两质点平衡位置间的距离为nλ(n＝1，2，3，…) 时，它们的振动步调总相同；当两质点平衡位置间的距离为(2n＋1) (n＝0，1，2，3，…) 时，它们的振动步调总相反。 如图，一列简谐横波平行于x轴传播，图中的实线和虚线分别为t＝0和t＝0.1 s时的波形图。已知平衡位置在x＝6 m处的质点，在0到0.1 s时间内运动方向不变。这列简谐波的周期为　　　　s，波速为　　　　m/s，传播方向沿x轴　　　　(选填“正方向”或“负方向”) 。 解析：　本题考查波的传播问题。根据题图可知波长λ＝4 m，根据平衡位置在x＝6 m处的质点在0到0.1 s时间内运动方向不变可知，此过程该质点从最大位移处第一次运动到平衡位置，且继续向下运动，由同侧法可知该波的传播方向沿x轴负方向，运动时间为T＝0.1 s，可得周期T＝0.4 s，所以波速为v＝＝10 m/s。 答案：　0.4　10　负方向 针对练1.(多选) 一列简谐横波在t1＝0.1 s的波形图如图所示，已知该简谐横波沿x轴负方向传播，A、B两点为该简谐波上平衡位置在xA＝1.0 m、xB＝1.2 m处的质点。经观测可知A点通过大小为振幅的10倍的路程所用的时间为t＝0.5 s，则下列说法正确的是(　　) A．该