第2講機(jī)械波1/39一、機(jī)械波1.定義：___________在介質(zhì)中傳輸叫做機(jī)械波.2.形成條件機(jī)械振動機(jī)械振動介質(zhì)(1)有發(fā)生___________波源.(2)有傳輸________.2/393.分類垂直波峰波谷

(1)橫波：質(zhì)點(diǎn)振動方向與波傳輸方向相互________波，有________(凸部)和________(凹部). (2)縱波：質(zhì)點(diǎn)振動方向與波傳輸方向在____________上波，有________和________.同一直線密部疏部3/394.傳輸特點(diǎn)形式能量遷移

(1)機(jī)械波傳輸只是振動______和______，質(zhì)點(diǎn)只在各自平衡位置附近做簡諧運(yùn)動，并不隨波________. (2)介質(zhì)中各質(zhì)點(diǎn)振幅相同，振動周期和頻率都與______振動周期和頻率相同.波源4A

(3)一個周期內(nèi)，質(zhì)點(diǎn)完成一次全振動，經(jīng)過旅程為____，位移為零.4/39二、波長、波速和波圖象1.波長、波速、頻率及其關(guān)系(1)波長λ：在波動中，________總是相同兩個相鄰質(zhì)點(diǎn)間距離.振動相位介質(zhì)本身波源λf

(2)波速v：波在介質(zhì)中傳輸速度，由________性質(zhì)決定. (3)頻率f：由________決定，等于波源振動頻率.(4)波長、波速和頻率關(guān)系：v＝______＝_____.5/392.波圖象(1)坐標(biāo)軸：橫軸表示各質(zhì)點(diǎn)___________，縱軸表示該時刻各質(zhì)點(diǎn)________.平衡位置位移各質(zhì)點(diǎn)

(2)意義：表示在波傳輸方向上，某時刻________離開平衡位置位移. (3)圖象：6/39圖象類型振動圖象波圖象研究對象一振動質(zhì)點(diǎn)沿波傳輸方向上全部質(zhì)點(diǎn)研究內(nèi)容一質(zhì)點(diǎn)位移隨時間改變規(guī)律某時刻全部質(zhì)點(diǎn)空間分布規(guī)律圖象(4)振動圖象與波動圖象比較7/39圖象類型振動圖象波圖象物理意義表示某質(zhì)點(diǎn)各個時刻位移表示某時刻各質(zhì)點(diǎn)位移圖象信息(1)質(zhì)點(diǎn)振動周期(2)質(zhì)點(diǎn)振幅(3)各時刻質(zhì)點(diǎn)位移(4)各時刻速度、加速度方向(1)波長、振幅(2)任意一質(zhì)點(diǎn)在該時刻位移(3)任意一質(zhì)點(diǎn)在該時刻加速度方向(4)傳輸方向、振動方向互判(續(xù)表)8/39圖象類型振動圖象波圖象形象比喻統(tǒng)計(jì)著一個人一段時間內(nèi)活動錄像帶統(tǒng)計(jì)著許多人某時刻動作、表情集體照片圖象改變隨時間推移，圖象延續(xù)，但已經(jīng)有形狀不變隨時間推移，圖象沿傳播方向平移一完整曲線占橫坐標(biāo)距離表示一個周期表示一個波長(續(xù)表)9/39點(diǎn)b從該時刻開始計(jì)時振動圖象.以下說法

【基礎(chǔ)檢測】

1.如圖13-2-1甲所表示為一列簡諧橫波在某一時刻波形圖，a、b兩質(zhì)點(diǎn)橫坐標(biāo)分別為xa＝2m和xb＝6m，圖乙為質(zhì)甲乙圖13-2-110/39A.該波沿＋x方向傳輸，波速為1m/sB.該波頻率為0.125HzC.質(zhì)點(diǎn)a經(jīng)過4s振動旅程為4mD.此時刻質(zhì)點(diǎn)a速度沿＋y方向E.質(zhì)點(diǎn)a在t＝2s時速度為零11/39解析：由題圖可知，該簡諧橫波波長為λ＝8m，周期T＝向上運(yùn)動，所以該波沿－x方向傳輸，A錯誤，B正確；經(jīng)過4s(半個周期)質(zhì)點(diǎn)a振動旅程為2A＝1m，C錯誤；此刻質(zhì)點(diǎn)a運(yùn)動方向與質(zhì)點(diǎn)b相反，沿－y方向，D錯誤；在t＝2s時質(zhì)點(diǎn)a在波谷處，速度為0，E正確.答案：ACD12/39三、波干涉和衍射現(xiàn)象多普勒效應(yīng)1.波干涉相同加強(qiáng)區(qū)減弱區(qū)(1)條件：兩列波頻率必須________.(2)現(xiàn)象：形成________和________相互隔開穩(wěn)定干涉圖樣.小相差不多繞過障礙物2.波衍射(1)條件：障礙物或孔尺寸比波長______或____________.(2)現(xiàn)象：波能夠_______________或孔繼續(xù)向前傳輸.13/393.多普勒效應(yīng)(1)條件：聲源和觀察者之間有____________.(2)現(xiàn)象：觀察者感到_________發(fā)生改變.(3)實(shí)質(zhì)：聲源頻率_______，觀察者接收到頻率_______.相對運(yùn)動頻率不變改變14/39

【基礎(chǔ)檢測】

2.以下物理現(xiàn)象：①在春天里一次閃電過后，有時雷聲轟鳴不絕；②“聞其聲而不見其人”；③學(xué)生圍繞振動音叉轉(zhuǎn)一圈會聽到忽強(qiáng)忽弱聲音；④當(dāng)正在鳴笛火車向著我們疾駛而來時，我們聽到汽笛聲音調(diào)變高. ①是波________現(xiàn)象；屬于波衍射現(xiàn)象是________；屬于多普勒效應(yīng)是________.答案：反射②④15/39》》》考點(diǎn)1波傳輸多解問題⊙重點(diǎn)歸納1.造成波動問題多解主要原因(1)周期性①時間周期性：時間間隔Δt與周期T關(guān)系不明確.②空間周期性：波傳輸距離Δx與波長λ關(guān)系不明確.(2)雙向性①傳輸方向雙向性：波傳播方向不確定.②振動方向雙向性：質(zhì)點(diǎn)振動方向不確定.16/392.處理波多解問題思緒

普通采取從特殊到普通思維方法，即找出一個周期內(nèi)滿足條件關(guān)系Δt或Δx，若此關(guān)系為時間，則t＝nT＋Δt(n＝0,1,2，…)；若此關(guān)系為距離，則x＝nλ＋Δx(n＝0,1,2，…).17/39

⊙典例剖析 例1：(多項(xiàng)選擇，

年湖北龍泉中學(xué)、宜昌一中聯(lián)考)一列簡諧橫波沿x軸正方向傳輸，t＝0時刻波形如圖13-2-2中實(shí)線所表示，t＝0.1s時刻波形如圖中虛線所表示.波源不在坐標(biāo)原點(diǎn)O，P是傳輸介質(zhì)中離坐標(biāo)原點(diǎn)xP＝2.5m處一個質(zhì)點(diǎn).則以下說法正確是()圖13-2-218/39A.質(zhì)點(diǎn)P振幅為0.1mB.波頻率可能為7.5HzC.波傳輸速度可能為50m/sD.在t＝0.1s時刻與P相距5m處質(zhì)點(diǎn)一定沿x軸正方向運(yùn)動E.在t＝0.1s時刻與P相距5m處質(zhì)點(diǎn)可能是向上振動，也可能是向下振動19/39

思維點(diǎn)撥：解答本類題目，要熟悉波傳輸規(guī)律，注意波傳輸方向和傳輸距離或所用時間.20/39v＝50m/s，選項(xiàng)C正確；波傳輸過程是振動形式傳輸，質(zhì)點(diǎn)不會沿波傳輸方向運(yùn)動，選項(xiàng)D錯誤；在t＝0.1s時刻與P相距5m處質(zhì)點(diǎn)可能是向上振動，也可能是向下振動，選項(xiàng)E正確.答案：ACE

備考策略：(1)熟悉波傳輸規(guī)律；(2)由波形圖求出波長，依據(jù)波傳播方向求出周期及波速大小通式.(3)要抓住波周期性，確定周期與時間(或者傳輸距離與波長)關(guān)系.21/39【考點(diǎn)練透】

1.(年新課標(biāo)全國卷Ⅰ)甲、乙兩列簡諧橫波在同一介質(zhì)中分別沿x軸正向和負(fù)向傳輸，波速均為v＝25cm/s.兩列波在t＝0時波形曲線如圖13-2-3所表示.求：圖13-2-322/39(1)t＝0時，介質(zhì)中偏離平衡位置位移為16cm全部質(zhì)點(diǎn)

x坐標(biāo).(2)從t＝0開始，介質(zhì)中最早出現(xiàn)偏離平衡位置位移為－16cm質(zhì)點(diǎn)時間.解：(1)兩列波振幅均為8cm，故偏離平衡位置位移為16cm質(zhì)點(diǎn)應(yīng)為兩列波波峰相遇處質(zhì)點(diǎn).依據(jù)波形圖可知，甲、乙波長分別為λ甲＝50cm，λ乙＝60cm23/39

則甲、乙兩列波波峰坐標(biāo)分別為

x甲＝(50＋50k1)cm(k1＝0，±1，±2，±3，…)

x乙＝(50＋60k2)cm(k2＝0，±1，±2，±3，…)

綜上分析，全部波峰和波峰相遇質(zhì)點(diǎn)x坐標(biāo)應(yīng)為

x＝(50＋300n)cm(n＝0，±1，±2，±3，…). (2)偏離平衡位置位移為－16cm對應(yīng)為兩列波波谷相遇.t＝0時，波谷之差24/39整理可得Δx＝10(6n1－5n2)＋5波谷之間最小距離為Δx′＝5cm兩列波相向傳輸，相對速度為2v＝50cm/s所以出現(xiàn)偏離平衡位置位移為－16cm最短時間25/39》》》考點(diǎn)2波干涉、衍射、多普勒效應(yīng)

⊙重點(diǎn)歸納

波干涉現(xiàn)象中加強(qiáng)點(diǎn)、減弱點(diǎn)兩種判斷方法 (1)公式法 某質(zhì)點(diǎn)振動是加強(qiáng)還是減弱，取決于該點(diǎn)到兩相干波源距離之差Δr. ①當(dāng)兩波源振動步調(diào)一致時. 若Δr＝nλ(n＝0,1,2，…)，則振動加強(qiáng)；26/39②當(dāng)兩波源振動步調(diào)相反時.若Δr＝nλ(n＝0,1,2，…)，則振動減弱.(2)圖象法

在某時刻波干涉波形圖上，波峰與波峰(或波谷與波谷)交點(diǎn)，一定是加強(qiáng)點(diǎn)，而波峰與波谷交點(diǎn)一定是減弱點(diǎn)，各加強(qiáng)點(diǎn)或減弱點(diǎn)各自連接而成以兩波源為中心向外輻射連線，形成加強(qiáng)線和減弱線，兩種線相互間隔，加強(qiáng)點(diǎn)與減弱點(diǎn)之間各質(zhì)點(diǎn)振幅介于加強(qiáng)點(diǎn)與減弱點(diǎn)振幅之間.27/39⊙典例剖析

例2：如圖13-2-4所表示，在某一均勻介質(zhì)中，A、B是振動情況完全相同兩個波源，其簡諧運(yùn)動表示式均為X＝0.1sin20πt(m)，介質(zhì)中P點(diǎn)與A、B兩波源間距離分別為4m和5m，兩波源形成簡諧波分別沿AP、BP方向傳輸，波速都是10m/s.圖13-2-428/39(1)求簡諧橫波波長.(2)經(jīng)過分析說明P點(diǎn)是振動加強(qiáng)還是減弱.

λ＝vT＝10×0.1＝1m. (2)P

點(diǎn)與A、B兩波源間距離之差Δx＝BP－AP＝1m，為1個波長，又A、B兩點(diǎn)振動情況完全相同，所以P點(diǎn)是振動加強(qiáng).29/39【考點(diǎn)練透】

2.如圖13-2-5所表示表示兩個相干波源S1、S2產(chǎn)生波在同一個均勻介質(zhì)中相遇.圖中實(shí)線表示波峰，虛線表示波谷，c和f分別為ae和bd中點(diǎn)，則：圖13-2-530/39

(1)在a、b、c、d、e、f六點(diǎn)中，振動加強(qiáng)點(diǎn)是________.振動減弱點(diǎn)是________. (2)若兩振源S1

和S2振幅相同，此時刻位移為零點(diǎn)是________.答案：(1)a、c、eb、d、f(2)b、c、d、f31/39項(xiàng)目內(nèi)容圖象“上下坡”法沿波傳輸方向，“上坡”時質(zhì)點(diǎn)向下振動，“下坡”時質(zhì)點(diǎn)向上振動波傳輸方向與質(zhì)點(diǎn)振動方向互判》》》易錯點(diǎn)1.互判方法32/39項(xiàng)目內(nèi)容圖象“同側(cè)”法波形圖上某點(diǎn)表示傳輸方向和振動方向箭頭在圖線同側(cè)“微平移”法將波形沿傳輸方向進(jìn)行微小平移，再由對應(yīng)同一x坐標(biāo)兩波形曲線上點(diǎn)來判斷振動方向(續(xù)表)33/392.求解波動圖象與振動圖象綜合類問題可采取“一分、一看、二找”方法(1)分清振動圖象與波動圖象，看清橫坐標(biāo).(2)看清橫、縱坐標(biāo)單位，尤其要注意單位前數(shù)量級.(3)找準(zhǔn)波動圖象對應(yīng)時刻.(4)找準(zhǔn)振動圖象對應(yīng)質(zhì)點(diǎn).34/39

例3：(多項(xiàng)選擇)簡諧橫波在均勻介質(zhì)中沿直線傳輸，P、Q是傳輸方向上相距10m兩質(zhì)點(diǎn)，波先傳到P，當(dāng)波傳到Q開始)計(jì)時，P、Q兩質(zhì)點(diǎn)振動圖象如圖13-2-6所表示，則( 圖13-2-6 A.質(zhì)點(diǎn)Q開始振動方向沿y軸正方向 B.該波周期為6s C.該波從P傳到Q時間可能為7s D.該波傳輸速度可能為2m/s E.該波波長可能為6m35/39

解析：由圖線可知，質(zhì)點(diǎn)Q開始起振方向沿y軸正方向，選項(xiàng)A正確；振動由P向Q傳輸，由圖線可知T＝6s，故振動從P傳到Q時間可能為(nT＋4)s＝(6n＋4)s，(n＝0、1、2、3、…)，因?yàn)閚為整數(shù)，故不可能為7s，選項(xiàng)B正確，C錯誤；答案：ABE36/39

備考策略：此題是對振動圖象及機(jī)械波傳輸問題考查；首先要掌握已知振動圖象判斷質(zhì)點(diǎn)振動方向基本