精品解析：第三章 机械波 讲和练 -2023-2024学年高二上学期物理人教版（2019）选择性必修第一册

第三章机械波 一、波的形成和传播 1.波：的传播称为波动，简称波。 2.波的形成和传播（以绳波为例） （1）一条绳子可以分成一个个小段，一个个小段可以看做一个个质点，这些质点之间存在着。 （2）当手握绳端上下振动时，绳端相邻质点，使它也上下振动。这个质点又更远一些的质点……绳上的质点都起来，只是后面的质点总比前面的质点迟一些开始振动。 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相互垂直的波 （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.介质 （1）定义：波借以的物质。 （2）特点：组成介质的质点之间有，一个质点的振动会引起质点的振动。 2.机械波 机械振动在中传播，形成了机械波。 3.机械波的特点 （1）介质中有机械波传播时，介质本身并不随波一起传播，它传播的只是这种运动形式。 （2）波是传递的一种方式。 （3）波可以传递。 四、波的图像的画法 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，纵坐标y表示某时刻各质点 2.描点 把平衡位置位于x1，x2，x3，…的质点的位移y1，y2，y3，…画在xOy坐标平面内，得到一系列坐标为，…的点。 3.连线 用一条的线把各点连接起来就是这时，有时也称，简称 五、正弦波 如果波形是正弦曲线，这样的波叫做，也叫。 六、波形图与振动图像 1.波形图表示介质中的“各个质点”在的位移。 2.振动图像表示介质中“某一质点”在的位移。 七、波长、周期和频率 1.波长λ （1）定义：在波动中，振动相位总是相同的两个质点间的距离。 （2）特征 ①在横波中，两个相邻或两个相邻之间的距离等于波长。 ②在纵波中，两个相邻或两个相邻之间的距离等于波长。 2.周期T、频率f （1）周期（频率）：在波动中，各个质点的叫波的周期（或频率）。 （2）周期T和频率f的关系：互为，即。 （3）波长与周期的关系：经过，振动在介质中传播的距离等于一个波长。 八、波速 1.定义：机械波在的传播速度。 2.决定因素：由本身的性质决定，在不同的介质中，波速是（填“相同”或“不同”）的。 3.波长、周期、频率和波速的关系：v＝＝λf。 九、波的反射和折射 1.反射现象：波遇到介质界面会原介质继续传播的现象。 2.折射现象：波从一种介质另一种介质时，波的发生改变的现象。 十、波的衍射 1.定义：波可以继续传播的现象。 2.发生明显衍射现象的条件：只有缝、孔的宽度或障碍物的尺寸跟波长，或者比波长时，才能观察到明显的衍射现象。 3.波的衍射的普遍性：一切波都能发生，是波特有的现象。 十一、波的叠加原理 几列波相遇时能够保持各自的运动特征，继续传播，在它们重叠的区域里，介质的质点 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。 十二、波的干涉 1.定义 两列波叠加时，某些区域的振幅加大、某些区域的振幅减小的现象。 2.稳定干涉条件 （1）两列波的频率必须相同。 （2）两个波源的必须保持不变。 3.干涉的普遍性 一切波都能够发生干涉，干涉是现象。 十三、多普勒效应 1.多普勒效应 波源与观察者互相靠近或者互相远离时，接收到的波的都会发生变化的现象。 2.多普勒效应产生的原因 （1）当波源与观察者相对静止时，1s内通过观察者的波峰（或密部）的数目是的，观察到的频率波源振动的频率。 （2）当波源与观察者相向运动时，1s内通过观察者的波峰（或密部）的数目（填“增加”或“减小”），观察到的频率（填“增加”或“减小”）；反之，当波源与观察者互相远离时，观察到的频率（填“增加”或“减小”）。 3.应用 （1）测车辆速度。 （2）测星球速度。 （3）测血流速度。 1.机械波的形成与传播 2.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（频率）：各质点都在做受迫振动，所以各质点振动的周期（频率）均与波源的振动周期（频率）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振动，并不随波迁移。各质点的起振方向都与波源开始振动的方向相同。 （5）实质：机械波向前传播的是振动这种运动形式，同时也可以传递能量和信息。 【例题】 1. 关于振动和波，下列说法正确的是（　　） A. 有机械波必有振动 B. 纵波中，质点的振动方向与波的传播方向垂直 C. 纵波中，波水平向右传播，各个质点一定上下振动 D. 波源停止振动时，介质中的波动立即停止 2. 用手握住较长轻质细绳的一端连续上下抖动，形成一列简谐横波。某一时刻的波形图