第三章 机械波 知识点清单-2023-2024学年高二上学期物理鲁科版（2019）选择性必修第一册

新教材 鲁科版2019版 物理选择性必修第一册 第3章知识点清单 目录 第3章　机械波 第1节 波的形成和描述 第2节 波的反射和折射 第3节 波的干涉和衍射 第4节 多普勒效应及其应用 2 / 2 第3章　机械波 第1节 波的形成和描述 一、波的形成与传播 1. 介质：传播波的物质。 2. 机械波 (1)定义：机械振动在介质中传播形成的波称为机械波。 (2)产生条件：波源和介质。 (3)特点 a. 机械波向外传递的是机械振动这种运动形式。 b. 介质中每个质点仅在平衡位置附近振动，并不随波向前移动。 c. 波是传递能量的一种方式。 二、波的分类 1. 分类：根据质点振动方向和波传播方向的关系，机械波分为横波和纵波。 2. 横波 (1)定义：质点的振动方向与波的传播方向垂直的波。 (2)标识性物理量 a. 波峰：凸起的最高处。 b. 波谷：凹下的最低处。 3. 纵波 (1)定义：质点的振动方向与波的传播方向在同一直线上的波。 (2)标识性物理量(以弹簧上形成的纵波为例) a. 密部：弹簧分布最密的位置。 b. 疏部：弹簧分布最疏的位置。 三、波的描述 1. 波的图像 (1)图像的描绘 a. 建立坐标系：用横坐标x表示沿波传播方向上各质点的平衡位置，用纵坐标y表示各质点离开平衡位置的位移，规定位移方向向上为正值。 b. 描点：在坐标系内，以某一时刻各个质点的x、y值描出各对应点，再把这些点用平滑曲线连接起来，就得到了该时刻波的图像，也称波形曲线或波形。   (2)简谐波：波源做简谐运动时，在各个时刻波的图像是一条正弦(或余弦)曲线，这种波称为简谐波。 2. 波的特征 (1)波的周期和频率 a. 周期：波源的振动周期就是波的周期，用T表示。 b. 频率：介质中各质点振动的频率就是波的频率，用f表示。 c. 两者的关系：T=。 d. 决定因素：由波源的周期或频率决定，与其他因素无关。 (2)波长 a. 定义：两个相邻的、相对平衡位置的位移和振动方向总是相同的质点间的距离，称为波长， 用λ表示。 b. 特征：在横波中，两个相邻波峰(或波谷)之间的距离等于波长；在纵波中，两个相邻密部(或疏部)中央的距离等于波长。 c. 决定因素：由波源和介质共同决定，与温度有关。 (3)波速 a. 定义：物理学中，将振动传播的距离与传播时间之比称为波速。 b. 公式：v=或v=λf。 c. 决定因素：取决于介质的物理性质，还与温度有关。 四、机械波 1. 机械波的形成   2. 机械波的特点 (1)机械波传播的是振动形式、能量和信息，介质中各质点本身并不随波的传播而迁移，而是在各自的平衡位置附近振动。 (2)由于波的形成实际上是从波源开始依次带动介质中的各个质点参与振动，所以各个质点都在做受迫振动，因此各个质点振动的周期(频率)与波源的周期(频率)相同。 (3)在不考虑能量损失时，各质点振动的振幅相同，各质点的起振方向都与波源开始振动的方向相同。 3. 振动和波动的关系 (1)振动是波动的起因，波动是振动在介质中向周围的传播。 (2)波动的周期等于质点振动的周期。 (3)波源停止振动后，介质中的波动并不立即停止，而是继续向远处传播，直到振动能量完全消耗。 五、波的图像与振动图像的比较与应用 1. 两类图像的对比 振动图像 波的图像 不同点 物理意义 表示某质点在各个时刻的位移 表示某时刻各个质点的位移 研究对象 某个振动质点 所有质点 研究内容 某质点位移随时间变化的规律 某时刻所有质点的空间分布规律 图像     一个完整图形对应横坐标距离 表示一个周期 表示一个波长 相同点 及联系 图像形状 正弦曲线 可获得的信息 质点振动的振幅、位移、加速度的方向 联系 质点的振动是形成波动的基本要素 2. 波的传播方向与质点振动方向的互判方法 (1)带动法 先振动的质点带动邻近的后振动的质点。如在质点P靠近波源一方附近的图像上另找一点P'，若P'在P上方，则P向上运动，若P'在P下方，则P向下运动。        (2)上下坡法 沿波的传播方向，“上坡”时质点向下振动，“下坡”时质点向上振动。   (3)同侧法 波形图上某点表示传播方向和振动方向的箭头在图线同侧。   (4)微平移法 将波形沿传播方向进行微小的平移，再由对应同一x坐标的两波形曲线上的点来判断振动方向。 3. 一段时间后的波形图的画法 (1)特殊点法 先找出两点(平衡位置、波峰、波谷等特殊点)并确定其运动方向，然后确定经Δt时间后这两点所到达的位置，最后按正弦规律画出新的波形。该法适用于Δt= (n=1，2，3…)的情况。 (2)波形平移法 在已知波的传播速度的情况下，由Δx=vΔt可得经Δ