第十三章 第2讲 机械波-2023高考物理【步步高】大一轮复习讲义（新教材 教师word）津鲁琼辽鄂粤冀渝湘闽晋皖黑吉云

第2讲　机械波

目标要求　1.知道机械波的形成及特点.2.掌握波速、波长和频率的关系，会分析波的图像.

3.知道波的干涉、衍射和多普勒效应，掌握干涉、衍射的条件．

考点一　机械波与波的图像

1．机械波

(1)机械波的形成条件

①有发生机械振动的波源．

②有传播介质，如空气、水等．

(2)传播特点

①机械波传播的只是振动的形式和能量，质点只在各自的平衡位置附近做简谐运动，并不随波迁移．

②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．

③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．

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．

2．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．

(2)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．

(3)图像(如图)

3．波长、波速、频率及其关系

(1)波长λ：在波的传播方向上，振动相位总是相同的两个相邻质点间的距离．

(2)波速v：波在介质中的传播速度，由介质本身的性质决定．

(3)频率f：由波源决定，等于波源的振动频率．

(4)波长、波速和频率(周期)的关系：v＝＝λf.

1．在机械波传播过程中，介质中的质点沿着波的传播而移动．(　×　)

2．通过波的图像可以找出任一质点在任意时刻的位移．(　×　)

3．机械波在传播过程中，各质点振动的周期、起振方向都相同．(　√　)

4．机械波在一个周期内传播的距离是振幅的4倍．(　×　)

5．波速表示介质中质点振动的快慢．(　×　)

1．波的周期性

(1)质点振动nT(n＝1,2,3，…)时，波形不变．

(2)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．

2．波的传播方向与质点振动方向的互判

 

 考向1　波的形成及传播

 

例1　(多选)如图所示，A、B两点为某简谐横波上的质点，已知波的传播方向由A到B，t＝0时刻该波刚好传到A点，且A点的振动方向竖直向上，经时间t0质点B刚好起振．已知波的传播周期为T、传播速度为v，则下列说法正确的是(　　)

A．振源位于A的左侧，且起振方向竖直向上

B．质点B振动后，其振动周期一定为T

C．质点B每次经过平衡位置的速度一定为v

D．质点B的起振方向与A、B两点之间的距离有关

答案　AB

解析　因为质点A刚起振时的振动方向竖直向上，因此振源的起振方向竖直向上，又由于波的传播方向由A到B，因此振源位于A的左侧，故A正确；质点B的振动周期等于振源的振动周期，等于波的传播周期，则一定为T，故B正确；波的传播速度与质点的振动速度是两个不同的概念，则质点B经过平衡位置的速度不一定为v，故C错误；A、B之间各质点在振源的带动下做受迫振动，则开始振动的方向与振源开始起振的方向相同，与A、B两点之间的距离无关，故D错误．

 

 考向2　波的图像

 

例2　(多选)一简谐横波沿x轴传播，在某时刻的波形如图所示，已知此时质点F的运动方向向下，则(　　)

A．此波沿x轴负方向传播

B．质点D此时向下运动

C．质点B将比质点C先回到平衡位置

D．质点E的振幅为零

答案　AB

解析　简谐横波沿x轴传播，此时质点F的运动方向向下，由波形平移法可知，该波沿x轴负方向传播，故A正确；质点D此时的运动方向与质点F的运动方向相同，即向下运动，故B正确；此时质点B向上运动，而质点C已经在最大位移处，将向下运动，直接回到平衡位置，则质点C先回到平衡位置，故C错误；此时质点E的位移为零，但振幅不为零，各个