《機(jī)械波總復(fù)習(xí)》

機(jī)械波總復(fù)習(xí).一、大綱知識要點(diǎn)及要求：振動在介質(zhì)中的傳播形成波。分類：橫波和縱波。波長、頻率和波速的關(guān)系。超聲波及其應(yīng)用，均為I級要求。二、知識點(diǎn)解析1、機(jī)械波的定義：機(jī)械振動在介質(zhì)中的傳播。2、形成機(jī)械波的兩個(gè)必要條件：介質(zhì)和波源。.3、機(jī)械波的分類：（1）橫波：質(zhì)點(diǎn)的振動方向與波的傳播方向垂直。在橫波中，凸起的最高處叫做波峰，凹下的最低處叫做波谷。只能在固體中傳播。（2）縱波：質(zhì)點(diǎn)的振動方向與波的傳播方向平行?？梢栽诠?、氣、液中傳播。*常見機(jī)械波中，聲波是縱波；地震波既有橫波又有縱波。.4、波的特點(diǎn)：（1）在波的傳播過程中，介質(zhì)中各質(zhì)點(diǎn)均做受迫振動，振動頻率等于波源的振動頻率。（2）離波源近的點(diǎn)（前質(zhì)點(diǎn)）先振動，離波源遠(yuǎn)的點(diǎn)（后質(zhì)點(diǎn)）后振動，后質(zhì)點(diǎn)總是模擬前質(zhì)點(diǎn)的振動，在步調(diào)上比前質(zhì)點(diǎn)略慢。（3）波在同一種均勻介質(zhì)中是勻速傳播的，波速v=s/t=λ/T，而介質(zhì)中的質(zhì)點(diǎn)只在自己的平衡位置附近作簡諧振動，并不隨波一起遷移，波的傳播過程實(shí)際上是振動形式和能量的傳播。.5、描述機(jī)械波的物理量：（1）頻率和周期：由波源決定，即介質(zhì)中質(zhì)點(diǎn)的振動頻率和周期。（2）波長：在波動中，對平衡位置的位移總相等的兩個(gè)相鄰質(zhì)點(diǎn)間的距離。波長還等于波在一個(gè)周期中向前傳播的距離、橫波中兩個(gè)相鄰波峰或波谷間的距離、縱波中兩個(gè)相鄰疏部或密部間的距離。（3）波速：由介質(zhì)本身性質(zhì)決定。v=s/t=λ/T。.6、波動圖象與振動圖象的對比振動圖象波動圖象圖象橫軸時(shí)間介質(zhì)中在波的傳播方向上各個(gè)質(zhì)點(diǎn)的平衡位置縱軸一個(gè)質(zhì)點(diǎn)各個(gè)時(shí)刻偏離平衡位置的位移某一時(shí)刻各個(gè)質(zhì)點(diǎn)偏離平衡位置的位移.物理意義振動物體對平衡位置的位移隨時(shí)間的變化規(guī)律某一時(shí)刻各個(gè)質(zhì)點(diǎn)偏離平衡位置的位移直讀量（1）某一時(shí)刻的位移或某一位移所對應(yīng)的時(shí)刻（2）振幅A、周期T和頻率f(f=1/T)（1）圖示時(shí)刻各質(zhì)點(diǎn)的位移（2）波長λ和振幅A分析判斷量（1）各時(shí)刻質(zhì)點(diǎn)的振動方向（2）畫出t時(shí)刻后的圖象（延伸）（1）已知質(zhì)點(diǎn)的振動方向求波的傳播方向（2）已知波的傳播方向求質(zhì)點(diǎn)的振動方向（3）畫出t時(shí)刻后（或前）的波形圖（平移）.例1、一列波由波源向周圍擴(kuò)展開去，則下列正確的是（）A介質(zhì)中各質(zhì)點(diǎn)由近及遠(yuǎn)傳播開去B介質(zhì)中各質(zhì)點(diǎn)的振動形式由近及遠(yuǎn)傳播開去C介質(zhì)中各質(zhì)點(diǎn)能量由近及遠(yuǎn)傳播D介質(zhì)中各質(zhì)點(diǎn)只是振動而沒有遷移兩個(gè)圖象均具有周期性，重復(fù)性BCD.例2、一列簡諧波某時(shí)刻波形如圖所示（甲圖），乙圖表示該波傳播的介質(zhì)中某點(diǎn)此后一段時(shí)間內(nèi)的振動圖象，則（）A若波沿x軸正向傳播，圖乙為A點(diǎn)振動圖象B若波沿x軸正向傳播，圖乙為B點(diǎn)振動圖象C若波沿x軸負(fù)向傳播，圖乙為C點(diǎn)振動圖象D若波沿x軸負(fù)向傳播，圖乙為D點(diǎn)振動圖象BD.分析：由波動圖象可知，若波沿x正向傳播，A點(diǎn)此刻（振動圖象上的t=0時(shí)刻）正處在正最大位移處，B正經(jīng)過平衡位置向上運(yùn)動，故B正確。若波沿x負(fù)向傳播，C點(diǎn)此刻在負(fù)最大位移處，D點(diǎn)正經(jīng)過平衡位置向上運(yùn)動，則D正確。.例3、如圖所示，為一列簡諧橫波在某時(shí)刻的波形圖線，已知該簡諧波沿x軸正方向傳播，波速為2m/s，則從這一時(shí)刻起，質(zhì)點(diǎn)P在0.5s內(nèi)所發(fā)生的位移為______m，所通過的路程是_____m，并在圖上畫出經(jīng)0.5s后的波形圖線。-0.0040.04.解：周期T===0.4(s)0.5s為T，T后波形圖為該圖象向右平移λ，故0.5s后P點(diǎn)在波谷，位移為-0.004m，T內(nèi)的路程為5A=0.02m。注意，質(zhì)點(diǎn)T內(nèi)路程一定為4A，內(nèi)路程一定為2A，內(nèi)路程不一定為A。由最大位移到平衡位置，路程一定為A，內(nèi)越過平衡位置，路程大于A，內(nèi)越過最大位移處，路程小于A。.例4、如圖所示一列橫波沿x軸正向傳播速率為6m/s，當(dāng)位于x1=3m的質(zhì)點(diǎn)A在x軸上方最大位移處時(shí)，位于x2=6m處的質(zhì)點(diǎn)B恰在平衡位置，而且振動方向向下，求：（1）這列波的最大波長是多少？（2）列出此波頻率的表達(dá)式。.解：先求出AB間的最簡波形，則SAB=(n+)=3υ=6m/sn=0時(shí)，波長最長為4m.7、波的特有現(xiàn)象：（1）在兩種物質(zhì)的界面上同時(shí)出現(xiàn)反射和折射；（2）衍射現(xiàn)象：波繞過障礙物繼續(xù)傳播的現(xiàn)象。發(fā)生明顯衍射現(xiàn)象的條件是：縫、孔的寬度或障礙物的尺寸比波長小或差不多。.（3）干涉現(xiàn)象：①波的疊加原理；在兩列波重疊的區(qū)域里，任何一個(gè)質(zhì)點(diǎn)的總位移，等于兩列波分別引起的位移的矢量和。②波的干涉A現(xiàn)象：頻率相同的兩列波疊加，使某些區(qū)域的振動加強(qiáng)，某些區(qū)域的振動減弱，并且振動加強(qiáng)和振動減弱的區(qū)域互相間隔。B條件：兩列波頻率相同，相差恒定。.C對振動加強(qiáng)和振動減弱的理解：振動加強(qiáng)還是減弱指的是振幅增大還是減小。因此發(fā)生干涉現(xiàn)象時(shí)，振動加強(qiáng)點(diǎn)的振幅一定大于振動減弱點(diǎn)的振幅，而振動加強(qiáng)點(diǎn)的位移有可能小于振動減弱點(diǎn)的位移。在兩列波傳播的過程中，如果在空間某點(diǎn)是波峰遇波峰或波谷遇波谷，那么該點(diǎn)就是振動加強(qiáng)點(diǎn)；如果是波峰遇波谷，則該點(diǎn)是振動減弱點(diǎn)。.8、聲波（1）發(fā)聲體的振動在介質(zhì)中的傳播形成聲波。聲波是縱波，可以在固體、氣體、液體中傳播，但不能在真空中傳播，可聽聲波的頻率范圍在20Hz~20000Hz。聲速與介質(zhì)和溫度有關(guān)，不同頻率的聲波在同一介質(zhì)中的傳播速率相同。聲波可以發(fā)生反射、折射、干涉、衍射和共鳴現(xiàn)象。.（2）多普勒效應(yīng)：聲源和觀察者相互靠近時(shí)，觀察者接收到的頻率增大，音調(diào)變高；二者相互遠(yuǎn)離時(shí)，觀察者接收到的頻率減小，音調(diào)變低。（3）次聲波和超聲波：頻率低于20Hz的波叫次聲波，地震、臺風(fēng)、核爆炸、火箭起飛都能產(chǎn)生次聲波。頻率高于20000Hz的聲波叫超聲波，可以用它進(jìn)行探傷、診斷，以及聲吶定位。.例5、一列波在傳播過程中通過一個(gè)障礙物，發(fā)生了一定程度的衍射，以下情況能使衍射現(xiàn)象更明顯的是（）A縮小障礙物尺寸，同時(shí)減小波的頻率B縮小障礙物尺寸，同時(shí)增大波的頻率C增大障礙物尺寸，同時(shí)減小波的頻率D增大障礙物尺寸，同時(shí)增大波的頻率A.例6、A、B是同頻率的兩水波源，如圖實(shí)線是波峰、虛線是波谷，則下列說法錯(cuò)誤的是（）Aa點(diǎn)此時(shí)速度為零，加速度最大Bb點(diǎn)此時(shí)速度最大，加速度最小為0Ca、b、c此時(shí)加速度都最大Db點(diǎn)位移大于a點(diǎn)位移BD.三、