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

新教材 人教版 高中物理 选择性必修第一册 第3章知识点清单 目录 第3章　机械波 3. 1 波的形成 3. 2 波的描述 3. 3 波的反射、折射和衍射 3. 4 波的干涉 3. 5 多普勒效应 2 / 2 第3章　机械波 3. 1 波的形成 一、波的形成 1. 绳波模型 　　如图所示，手拿较长软绳的一端，上下摆动一次，使绳上形成一个凸起部分，随后形成一个凹下部分，可以看到，这个凸起部分和凹下部分在绳上从一端向另一端移动。手持续上下摆动，在绳上就形成了波。 2. 介质：绳、弹簧、水、空气等是波借以传播的物质，叫作介质。 3. 波的产生 (1)动力学观点：介质中的相邻质点间存在相互作用力，前面的质点带动后面的质点振动，将波源的振动形式向外传播。 (2)能量观点：介质中前后质点间存在相互作用力，因而相互做功，从而将波源的能量向外传播。 二、横波和纵波 1. 横波：质点的振动方向与波的传播方向相互垂直的波，叫作横波。 (1)波峰：在横波中，凸起的最高处叫作波峰。 (2)波谷：在横波中，凹下的最低处叫作波谷。 2. 纵波：质点的振动方向与波的传播方向在同一直线上的波，叫作纵波。 (1)密部：在纵波中，质点分布最密的位置叫作密部。 (2)疏部：在纵波中，质点分布最疏的位置叫作疏部。 注意    (1)地震波既有横波又有纵波； (2)水波既不是横波，也不是纵波，是一种比较复杂的机械波。 三、机械波 1. 定义：机械振动在介质中传播，形成了机械波。 2. 产生机械波的条件：同时存在介质和波源。 3. 机械波传播的只是振动这种运动形式，质点并不随波迁移。 4. 机械波不但传递能量，而且可以传递信息。 四、利用“带动法”分析质点振动方向 　　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，如图所示。        五、机械波的特点 1. 各质点都做受迫振动，其振动的频率(或周期)都与波源的频率(或周期)相同，各质点的起振方向都与波源的起振方向相同，但不同步，离波源越远的质点振动越滞后。 2. 前一质点带动后一质点振动，介质中相邻质点间存在相互作用力，可根据前一质点的位置确定后一质点的运动方向。此外，若不计能量损失，在均匀介质中各质点振动的振幅应相同。 3. 机械波传播的只是振动这种运动形式，介质中各质点并不随波迁移，而是在自己的平衡位置附近振动。 4. 机械波不仅可以传递能量，还能传递信息。 5. 机械波一旦形成，运动形式和能量就会向外传播，即使波源的振动停止，波也不会停止传播。 3. 2 波的描述 一、波的图像 1. 波的图像的建立 (1)建立坐标系：用横坐标x表示在波的传播方向上各质点的平衡位置，纵坐标y表示某一时刻各质点偏离平衡位置的位移。 (2)选取正方向：选取质点振动的某一个方向为y轴正方向。 (3)描点：把某一时刻各质点的位移画在坐标平面内。 (4)连线：用一条平滑曲线把坐标平面内各点连接起来。 2. 正弦波：如果波的图像是正弦曲线，这样的波叫作正弦波，也叫简谐波。 二、波长、频率和波速 1. 波长(λ) (1)定义：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，叫作波长，通常用λ表示。 (2)特征：在横波中，两个相邻波峰或两个相邻波谷之间的距离等于波长。在纵波中，两个相邻密部或两个相邻疏部之间的距离等于波长。在波的图像上，振动位移总是相同的两个相邻质点间的距离为一个波长。 注意    在波的传播方向上，相距波长整数倍的质点振动情况完全相同；相距半波长奇数倍的质点振动情况完全相反。 (3)决定因素：波长由波源和介质共同决定，与温度有关。 2. 频率(f) (1)定义：在波动中，各个质点的振动周期或频率是相同的，它们都等于波源的振动周期或频率，这个周期或频率也叫作波的周期或频率。 (2)决定因素：波的周期或频率由波源的周期或频率决定。 (3)时空对应：在一个周期内，振动在介质中传播的距离等于一个波长。 (4)频率和周期的关系：频率f与周期T互为倒数，即f=。 3. 波速(v) (1)定义：波速是指机械波在介质中传播的速度。 注意    波速并非质点的振动速度。 (2)公式：v=或v=λf。 (3)决定因素：机械波在介质中的传播速度由介质本身的性质决定，在不同的介质中，波速不同。另外，声速还与温度有关。 三、图像中波的传播方向与质点的振动方向的判断 1. 振动图像与波的图像 振动图像 波的图像 不同点 物理意义 表示某一质点在各个时刻的位移 表示各个质点在某一时刻的位移 研究对象 某一振动质点 沿波传播方向上的所有质点 研究内容 该质点的位移随时间的变化规律 某一时刻所有质点的空间分布规律 图像     一个