内容正文:
第2讲:机械波
第七章:机械振动与机械波
甲
乙
一、机械波的传播与图像
1.振动方向与传播方向的关系
(1)上面图像中, 是波动图, 是振动图。
(2)若甲为0.2s时刻的波动图,乙为x=2m处的振动图像,则波的传播方向往那边?
由振动图像
得振动方向
得传播方向
甲
乙
一、机械波的传播与图像
1.振动方向与传播方向的关系
(3)通过上面两个图像,可得:传播波长 ,振动周期 T = 。
波速
二、振动与传播的关系
1.什么关系?
——课本63页
(1)振动一个周期,传播一个波长。
振动和传播 是 一 一 对应关系。
(2)质点不会随波移动,每个质点的起振方向均和波源起振方向一致。
真题演练(2025年贵州高考第13题)一列波沿x轴传播,t=0时刻波的图像如图a,图中 x =8×10-4m处的P点的振动图像如图b,振幅A=1×10-6m。
(1)求波的传播方向和传播速度。
(2)求0~3×106s时间内,质点P运动的路程。
0时刻的波动图
P的振动图
巩固训练1.(2024·广东卷)一列简谐横波沿 轴正方向传播。波速为, 时的波形如图所示。时, 处的质点相对平衡位置的位移为( )。
A.0 B. C. D.
B
巩固训练2.(2024· 新课标卷)(多选)位于坐标原点的波源在 时开始振动,振动图像如图所示,所形成的简谐横波沿 轴正方向传播。平衡位置在处的质点 开始振动时,波源恰好第2次处于波谷位置,则( )。
A.波的周期是
B.波的振幅是
C.波的传播速度是
D.平衡位置在处的质点 开
始振动时,质点 处于波峰位置
BC
方法总结
3. 已知某个距离x 时
狂喜
2. 已知某个时间 t 时
狂 喜
1. 判断波的传播方向时
狂 喜
传播方向与振动方向是同侧关系
可以寻找距离x与波长λ的倍数关系
可以寻找时间 t 与周期T的倍数关系
例题3.(多选)一列沿 轴正向传播的简谐横波, 时刻的波形图如图所示,波速大小,此时波刚好传到 的位置,为 处的质点。下列说法正确的是( )。
A.该简谐波经过传播到 点
B.刚传播到点时 点由平衡位置向上振动
C.从时刻到刚传播到点过程中,原点 处的质点通过的路程为
D.处的质点的振动方程为
AC
例4 (2022·山东卷)(多选)一列简谐横波沿轴传播,平衡位置位于坐标原点 的质点振动图像如图所示。当 时,简谐波的波动图像可能正确的是( )。
AC
3.(2024·吉林白山期末)一列简谐横波沿 轴负方向传播, 时刻的波形图如图所
示。时刻质点的纵坐标为 ,质点的振幅为 ,波的传播速度 ,求:
(1)波源振动的周期 。
(2)质点 的振动方程。
例5 (多选)一列简谐横波沿 轴传播,如图所示,实线为 时的波形图,虚线为
时的波形图。下列关于平衡位置在 处质点的振动图像,可能正确的是( )。
AC
例6 (2024·河南信阳期中)一列简谐横波图像如图所示, 时刻的波形图如图中实线所示, 时刻的波形图如图中虚线所示,已知 。
(1)若波向右传播,且 ,波速为多大?
(2)若波速 ,则波向哪个方向传播?
三、波的衍射、干涉、多普勒效应
1.波的衍射:波可以绕过障碍物继续传播的现象。
当障碍物 直径d ≤ 波长λ 时,可以发生明显的衍射现象
三、波的衍射、干涉、多普勒效应
2.波的干涉:频率相同、相位差恒定、振动方向相同的两列波叠加时,某些区域的振动总是加强,某些区域的振动总是减弱的现象。一切波都能够发生干涉,干涉是波特有的现象。
加强点
振幅叠加
减弱点
振幅相减
2倍振幅振动
不动
三、波的衍射、干涉、多普勒效应
加强点与减弱点的判断
n=0、2、4、6、8・・・ 为加强点
n=1、3、5、7、9・・・ 为减弱点
三、波的衍射、干涉、多普勒效应
2.多普勒效应:波源与观察者互相靠近或者互相远离时,接收到的波的频率都会发生变化的现象。
例7 (2024·福建福州期末)(多选)两列频率相同、振幅分别为和 的横波发生干涉时,某一时刻的图样如图,实线表示波峰,虚线表示波谷,下列关于质点、、 的说法正确的是( )。
A.质点 为振动减弱的点
B.质点的振幅为
C.经过一段时间,质点、 的位移大小不可能相等
D.由图中时刻再经过周期时,质点 的位移为零
BD
例8 (2024·山东阶段练习)(多选)两列简谐横波分别沿 轴正方向和负方向传播,两波源分别位于轴和 处,两波的波速均为,波源的振幅均为。图为 时刻两列波的图像,此刻平衡位置在轴和的、 两质点开始振动,下列说法正确的是( )。
A.为振动加强点, 为振动
减弱点
B.两列波相遇前平衡位置为
处的质点振动方程为
C.第内,质点的运动路程为
D.稳定后,、 之间还有3个振动减弱点
AB
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