第3章 第1節(jié)　波的形成和描述-同步新教材魯科版（2019）高中物理選擇性必修第一冊(cè)講義

第1節(jié)波的形成和描述學(xué)習(xí)目標(biāo)：1.[科學(xué)思維]理解機(jī)械波的形成和傳播．2.[物理觀念]知道什么是橫波、縱波．3.[科學(xué)思維]掌握波的圖像的意義和應(yīng)用，能夠區(qū)分波動(dòng)圖像和振動(dòng)圖像．4.[科學(xué)探究]掌握波長(zhǎng)、頻率、波速的關(guān)系及應(yīng)用．一、波的形成與傳播1．機(jī)械波的定義機(jī)械振動(dòng)在介質(zhì)中傳播，形成了機(jī)械波．2．機(jī)械波的產(chǎn)生條件(1)波源：做機(jī)械振動(dòng)的物體．(2)介質(zhì)：能傳播波的物質(zhì)．3．傳播特點(diǎn)機(jī)械波傳播時(shí)，介質(zhì)并不隨波前進(jìn)，傳播的只是機(jī)械振動(dòng)這種運(yùn)動(dòng)形式及其能量．二、波的分類定義標(biāo)識(shí)性物理量實(shí)物波形橫波質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向與波的傳播方向垂直的波(1)波峰：凸起的最高處(2)波谷：凹下的最低處繩上形成橫波縱波質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向與波的傳播方向在同一直線上的波(1)密部：質(zhì)點(diǎn)分布最密的地方(2)疏部：質(zhì)點(diǎn)分布最疏的地方彈簧上形成縱波三、波的描述1．波的圖像(1)波形：在繩子波動(dòng)的某個(gè)時(shí)刻拍下照片，就能得到該時(shí)刻的波形．(2)圖像：在波形上添加一個(gè)坐標(biāo)系，就可以得到該時(shí)刻這個(gè)波的圖像．用橫坐標(biāo)x表示在波的傳播方向上各質(zhì)點(diǎn)的平衡位置，縱坐標(biāo)y表示某時(shí)刻各質(zhì)點(diǎn)偏離平衡位置的位移．(3)簡(jiǎn)諧波：介質(zhì)中各質(zhì)點(diǎn)做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)，波形曲線是正弦(或余弦)曲線．(4)波的圖像的物理意義：波的圖像描述的是某一時(shí)刻各個(gè)質(zhì)點(diǎn)對(duì)平衡位置的位移．2．波的特征(1)波的周期和頻率：質(zhì)點(diǎn)完成一次全振動(dòng)的時(shí)間叫作周期，用T表示．介質(zhì)中的質(zhì)點(diǎn)每秒完成全振動(dòng)的次數(shù)叫作波的頻率，用f表示．兩者的關(guān)系：T＝eq\f(1,f).(2)波長(zhǎng)：在波動(dòng)中，沿著波的傳播方向，兩個(gè)相鄰的、相對(duì)平衡位置的位移和振動(dòng)方向總是相同的質(zhì)點(diǎn)間的距離，叫波長(zhǎng)，用λ表示．(3)波速：將振動(dòng)傳播的距離與傳播時(shí)間之比稱為波速，波在介質(zhì)中的傳播是勻速傳播，波速公式為v＝λ/T或v＝λf.1．思考判斷(正確的打“√”，錯(cuò)誤的打“×”)(1)機(jī)械波傳播的是介質(zhì)中的質(zhì)點(diǎn)． (×)(2)機(jī)械波傳播的是質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)形式． (√)(3)波的圖像表示介質(zhì)中質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)軌跡． (×)(4)在一個(gè)周期內(nèi)，振動(dòng)在介質(zhì)中傳播的距離等于一個(gè)波長(zhǎng)． (√)2．將一個(gè)小石子投向平靜的湖面中心，會(huì)激起一圈圈向外傳播的波紋，如果此時(shí)水面上有一片樹(shù)葉，下列對(duì)樹(shù)葉運(yùn)動(dòng)情況的敘述正確的是()A．樹(shù)葉慢慢向湖心運(yùn)動(dòng) B．樹(shù)葉慢慢向湖岸漂去C．在原位置上下振動(dòng) D．沿著波紋做圓周運(yùn)動(dòng)C[波在傳播過(guò)程中，只傳遞振動(dòng)能量和波源所發(fā)出的信息，而各質(zhì)點(diǎn)不隨波遷移，只在各自的平衡位置附近振動(dòng)，故選C.錯(cuò)選B的原因主要是對(duì)波的傳播特點(diǎn)不能很好地理解．]3．(多選)對(duì)于介質(zhì)中正在傳播的一列機(jī)械波，下列說(shuō)法正確的是()A．傳播速度等于波中某質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)速度B．某質(zhì)點(diǎn)一個(gè)周期內(nèi)走過(guò)的路程等于波長(zhǎng)C．波的周期等于波源振動(dòng)的周期D．波在一個(gè)周期內(nèi)傳播的距離等于波長(zhǎng)CD[波在介質(zhì)中勻速傳播，質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)是變速運(yùn)動(dòng)，二者不相等，A錯(cuò)；質(zhì)點(diǎn)在一個(gè)周期內(nèi)走過(guò)的路程等于振幅的四倍，不一定等于波長(zhǎng)，B錯(cuò)；波的周期與波源振動(dòng)的周期始終相等，C對(duì)；根據(jù)λ＝vT知，D對(duì)．]波的形成和傳播藝術(shù)體操也叫韻律體操，是一種藝術(shù)性很強(qiáng)的女子競(jìng)賽體操項(xiàng)目.19世紀(jì)末20世紀(jì)初起源于歐洲．藝術(shù)體操表演項(xiàng)目有很多，絲帶舞表演就是其中之一，如圖所示是一幅絲帶舞的表演圖．絲帶舞討論：(1)絲帶上的各點(diǎn)有沒(méi)有隨波遷移？(2)運(yùn)動(dòng)員的手停止抖動(dòng)后，絲帶上的波會(huì)立即停止嗎？提示：(1)沒(méi)有．(2)不會(huì)．1.機(jī)械波的形成2．機(jī)械波的特點(diǎn)(1)機(jī)械波傳播的是振動(dòng)形式、能量和信息，介質(zhì)中各質(zhì)點(diǎn)本身并不隨波傳播而遷移，而是在各自的平衡位置附近振動(dòng)．(2)由于波的形成實(shí)際上是從波源開(kāi)始依次帶動(dòng)介質(zhì)中的各個(gè)質(zhì)點(diǎn)參與振動(dòng)，所以各個(gè)質(zhì)點(diǎn)都在做受迫振動(dòng)，因此各個(gè)質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)的周期(頻率)與波源的周期(頻率)相同．(3)在不考慮能量損失時(shí)，各質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)的振幅相同，各質(zhì)點(diǎn)的起振方向都與波源開(kāi)始振動(dòng)的方向相同．3．橫波和縱波的區(qū)別橫波縱波概念在波動(dòng)中，質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向和波的傳播方向相互垂直在波動(dòng)中，質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向和波的傳播方向在一條直線上介質(zhì)只能在固體介質(zhì)中傳播在固體、液體和氣體介質(zhì)中均能傳播特征在波動(dòng)中交替、間隔出現(xiàn)波峰和波谷在波動(dòng)中交替、間隔出現(xiàn)密部和疏部【例1】(多選)如圖是一條軟繩，繩上選有18個(gè)質(zhì)點(diǎn)，質(zhì)點(diǎn)1在外力作用下首先向上振動(dòng)，其余質(zhì)點(diǎn)在相互作用力的帶動(dòng)下依次振動(dòng)，從而形成簡(jiǎn)諧波．由波的形成及圖示可知，下列說(shuō)法中正確的是()A．質(zhì)點(diǎn)1帶動(dòng)質(zhì)點(diǎn)2是利用繩上質(zhì)點(diǎn)間的彈力實(shí)現(xiàn)的，因此每個(gè)質(zhì)點(diǎn)均做受迫振動(dòng)B．每個(gè)質(zhì)點(diǎn)開(kāi)始運(yùn)動(dòng)后，在水平方向做勻速運(yùn)動(dòng)，在豎直方向做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)C．繩子上的每一個(gè)質(zhì)點(diǎn)開(kāi)始振動(dòng)時(shí)，方向都向上，振動(dòng)周期都相同D．繩子上波的傳播過(guò)程，也是能量的傳播過(guò)程，雖然每個(gè)質(zhì)點(diǎn)均做等幅振動(dòng)，但每個(gè)質(zhì)點(diǎn)的機(jī)械能并不守恒ACD[質(zhì)點(diǎn)1帶動(dòng)質(zhì)點(diǎn)2是利用繩上質(zhì)點(diǎn)間的彈力實(shí)現(xiàn)的，因此每個(gè)質(zhì)點(diǎn)都做受迫振動(dòng)，A正確；每個(gè)質(zhì)點(diǎn)開(kāi)始振動(dòng)后，只在豎直方向做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)，水平方向不隨波遷移，B錯(cuò)誤；繩子上每一個(gè)質(zhì)點(diǎn)的起振方向都相同，振動(dòng)周期等于波源振動(dòng)周期，C正確；波的傳播過(guò)程，也是能量的傳播過(guò)程，雖然每個(gè)質(zhì)點(diǎn)均做等幅振動(dòng)，但每個(gè)質(zhì)點(diǎn)的機(jī)械能并不守恒，D正確．]波動(dòng)過(guò)程介質(zhì)中各質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)波動(dòng)過(guò)程介質(zhì)中各質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)周期都與波源的振動(dòng)周期相同，其運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)可用三句話來(lái)描述，即(1)先振動(dòng)的質(zhì)點(diǎn)帶動(dòng)后振動(dòng)的質(zhì)點(diǎn)．(2)后振動(dòng)的質(zhì)點(diǎn)重復(fù)前面質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)．(3)后振動(dòng)質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)狀態(tài)落后于先振動(dòng)的質(zhì)點(diǎn)．概括起來(lái)就是“帶動(dòng)、重復(fù)、落后”．eq\o([跟進(jìn)訓(xùn)練])訓(xùn)練角度1機(jī)械波的特點(diǎn)1．一列簡(jiǎn)諧橫波在介質(zhì)內(nèi)傳播，若波源質(zhì)點(diǎn)突然停止振動(dòng)，則()A．所有質(zhì)點(diǎn)立即停止振動(dòng)B．已經(jīng)振動(dòng)的質(zhì)點(diǎn)將繼續(xù)振動(dòng)，未振動(dòng)的質(zhì)點(diǎn)不可能再振動(dòng)C．能量繼續(xù)向遠(yuǎn)處傳遞D．能量立即停止傳遞C[當(dāng)波源的振動(dòng)方向與波的傳播方向相互垂直時(shí)，稱之為橫波．當(dāng)波源突然停止振動(dòng)時(shí)，由于波是使質(zhì)點(diǎn)間相互帶動(dòng)，并且重復(fù)，同時(shí)后一個(gè)質(zhì)點(diǎn)比前一個(gè)質(zhì)點(diǎn)滯后，所以離波源近的質(zhì)點(diǎn)先停止振動(dòng)，然后才是遠(yuǎn)的質(zhì)點(diǎn)停止振動(dòng)；波的能量仍在質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)下傳播．最終所有質(zhì)點(diǎn)將會(huì)停止振動(dòng)，但靠近波源先停止，遠(yuǎn)離波源后停止振動(dòng)，故A、D錯(cuò)誤，C正確；已經(jīng)振動(dòng)的質(zhì)點(diǎn)繼續(xù)振動(dòng)，尚未振動(dòng)的質(zhì)點(diǎn)，將在波的能量傳播后，會(huì)停止振動(dòng)，故B錯(cuò)誤．]訓(xùn)練角度2橫波和縱波2．關(guān)于橫波和縱波，下列說(shuō)法正確的是()A．振源上下振動(dòng)形成的波是橫波B．振源水平振動(dòng)形成的波是縱波C．波沿水平方向傳播，質(zhì)點(diǎn)上下振動(dòng)，這類波是橫波D．質(zhì)點(diǎn)沿水平方向振動(dòng)，波沿水平方向傳播，這類波是縱波C[根據(jù)橫波和縱波的概念，質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)方向與波的傳播方向垂直為橫波，沿同一直線為縱波，并不是上下振動(dòng)與水平振動(dòng)的問(wèn)題，所以A、B選項(xiàng)錯(cuò)誤，對(duì)于D選項(xiàng)，質(zhì)點(diǎn)沿水平方向振動(dòng)，波沿水平方向傳播，并不能說(shuō)明是沿同一直線，故D選項(xiàng)錯(cuò)誤，C選項(xiàng)正確．]波的圖像一列波的圖像如圖甲，其中某一點(diǎn)的振動(dòng)圖像如圖乙．甲乙(1)如何區(qū)分波的圖像與振動(dòng)圖像．提示：看圖像的橫坐標(biāo)是x還是t.(2)兩種圖像縱坐標(biāo)的最大值相同嗎？提示：相同．1．由波的圖像獲得的三點(diǎn)信息(1)可以直接看出在該時(shí)刻沿傳播方向上各個(gè)質(zhì)點(diǎn)的位移．(2)可以直接看出在波的傳播過(guò)程中各質(zhì)點(diǎn)的振幅A.(3)若已知該波的傳播方向，可以確定各質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向；或已知某質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向，可以確定該波的傳播方向．2．波的圖像的周期性：在波的傳播過(guò)程中，各質(zhì)點(diǎn)都在各自的平衡位置附近振動(dòng)，不同時(shí)刻質(zhì)點(diǎn)的位移不同，則不同時(shí)刻波的圖像不同．質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)位移做周期性變化，則波的圖像也做周期性變化．經(jīng)過(guò)一個(gè)周期，波的圖像復(fù)原一次．3．波的傳播方向的雙向性：如果只知道波沿x軸傳播，則有可能沿x軸正向傳播，也可能沿x軸負(fù)向傳播，具有雙向性．4．波的圖像與振動(dòng)圖像的比較簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的圖像簡(jiǎn)諧波的圖像不同點(diǎn)圖像研究對(duì)象某個(gè)振動(dòng)質(zhì)點(diǎn)所有質(zhì)點(diǎn)研究?jī)?nèi)容某質(zhì)點(diǎn)位移隨時(shí)間的變化規(guī)律某時(shí)刻所有質(zhì)點(diǎn)的空間分布規(guī)律圖像變化隨時(shí)間延伸隨時(shí)間推移一個(gè)完整圖像所占橫坐標(biāo)的距離表示一個(gè)周期T表示一個(gè)波長(zhǎng)λ比喻單人舞的錄像抓拍的集體舞照片相同點(diǎn)及聯(lián)系圖像形狀正弦曲線可獲得的信息質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)的振幅、位移、加速度的方向聯(lián)系質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)是組成波動(dòng)的基本要素【例2】如圖所示是一列簡(jiǎn)諧橫波在某時(shí)刻的波形圖．若此時(shí)質(zhì)點(diǎn)P正處于加速運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，則此時(shí)()A．此波沿x軸正向傳播B．質(zhì)點(diǎn)N比質(zhì)點(diǎn)Q先回到平衡位置C．質(zhì)點(diǎn)N處于減速運(yùn)動(dòng)過(guò)程中D．質(zhì)點(diǎn)Q和質(zhì)點(diǎn)N運(yùn)動(dòng)情況恰好相反B[質(zhì)點(diǎn)P加速運(yùn)動(dòng)，知P向平衡位置振動(dòng)，即方向向下振動(dòng)，根據(jù)“上下坡法”知，波向左傳播，則Q點(diǎn)向上振動(dòng)，N點(diǎn)向上振動(dòng)，則可知N點(diǎn)直接到達(dá)平衡位置，而Q點(diǎn)先向上再向下，故N點(diǎn)比Q點(diǎn)先回到平衡位置，故A錯(cuò)誤，B正確；因N點(diǎn)向上振動(dòng)，此時(shí)在向平衡位置運(yùn)動(dòng)，速度增大，為加速過(guò)程，故C錯(cuò)誤；波向左傳播，根據(jù)“帶動(dòng)法”可知，N點(diǎn)和Q點(diǎn)均向上運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)方向相同，故D錯(cuò)誤．故選B.]判斷質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)方向或波傳播方向的方法(1)帶動(dòng)法：先振動(dòng)的質(zhì)點(diǎn)帶動(dòng)鄰近的后振動(dòng)質(zhì)點(diǎn)，在質(zhì)點(diǎn)P靠近波源一方附近的圖像上另找一點(diǎn)P′，若P′在P點(diǎn)上方，則P向上振動(dòng)，若P′在下方，則P向下振動(dòng)(如圖甲所示)．甲乙丙丁(2)上下坡法：沿波的傳播方向看去，“上坡”處的質(zhì)點(diǎn)向下振動(dòng)；“下坡”處的質(zhì)點(diǎn)向上振動(dòng)，簡(jiǎn)稱“上坡下、下坡上”(如圖乙所示)．(3)同側(cè)法：在波的圖像上的某一點(diǎn)，沿豎直方向畫出一個(gè)箭頭表示質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)方向，并設(shè)想在同一點(diǎn)沿水平方向畫一個(gè)箭頭表示波的傳播方向，那么這兩個(gè)箭頭總是在曲線的同側(cè)(如圖丙所示)．(4)微平移法：如圖丁所示，實(shí)線為t時(shí)刻的波形，作出微小時(shí)間Δt(Δt<eq\f(T,4))后的波形如虛線所示．由圖可見(jiàn)t時(shí)刻的質(zhì)點(diǎn)由P1(或P2)位置經(jīng)Δt后運(yùn)動(dòng)到P1′(或P2′)處，這樣就可以判斷質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向了．eq\o([跟進(jìn)訓(xùn)練])訓(xùn)練角度1波的圖像的理解3．如圖所示為一列沿x軸負(fù)方向傳播的簡(jiǎn)諧波在某一時(shí)刻的圖像，下列說(shuō)法中正確的是()A．該時(shí)刻質(zhì)點(diǎn)a和質(zhì)點(diǎn)d位移相同，加速度方向相反B．該時(shí)刻質(zhì)點(diǎn)b和質(zhì)點(diǎn)c位移相同，速度方向也相同C．質(zhì)點(diǎn)b比質(zhì)點(diǎn)c先回到平衡位置D．質(zhì)點(diǎn)a比質(zhì)點(diǎn)d先回到平衡位置D[題圖時(shí)刻a、d兩質(zhì)點(diǎn)位移相同，加速度相同，A錯(cuò)．據(jù)“上坡下，下坡上”可以判斷a、b兩質(zhì)點(diǎn)向上運(yùn)動(dòng)，c、d兩質(zhì)點(diǎn)向下運(yùn)動(dòng)，所以c比b先回到平衡位置，a比d先回到平衡位置，B、C錯(cuò)，D對(duì)．]訓(xùn)練角度2波的圖像與振動(dòng)圖像的綜合4．(多選)如圖甲所示的y－x圖線表示一列簡(jiǎn)諧波在沿x軸方向傳播時(shí)的波形圖，若以圖甲所示情況為計(jì)時(shí)起點(diǎn)，那么圖乙所示y－t圖線表示的是()甲乙A．當(dāng)這列波沿x軸正方向傳播時(shí)，是表示a質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)圖像B．當(dāng)這列波沿x軸負(fù)方向傳播時(shí)，是表示a質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)圖像C．當(dāng)這列波沿x軸正方向傳播時(shí)，是表示b質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)圖像D．當(dāng)這列波沿x軸負(fù)方向傳播時(shí)，是表示b質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)圖像AD[根據(jù)波的傳播方向，確定質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向，進(jìn)而畫出該點(diǎn)的振動(dòng)圖像．如果這列波沿x軸正方向傳播，a點(diǎn)應(yīng)向上運(yùn)動(dòng)，b點(diǎn)應(yīng)向下運(yùn)動(dòng)，這樣振動(dòng)圖像表示的是a質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)圖像；如果這列波沿x軸負(fù)方向傳播，a點(diǎn)應(yīng)向下運(yùn)動(dòng)，b點(diǎn)應(yīng)向上運(yùn)動(dòng)，振動(dòng)圖像表示的是b質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)圖像．故A、D正確．]波長(zhǎng)、波速和頻率地震時(shí)，震源的振動(dòng)會(huì)以橫波和縱波兩種形式向外傳播，兩種波在地殼中的傳播速度并不一樣，首先到達(dá)地面的是縱波，接著橫波傳來(lái)，所以在震中的人們會(huì)先感到上下顛簸，然后又會(huì)感到左右搖擺．(1)地震時(shí)，在地殼中縱波的速度與橫波的速度誰(shuí)大？(2)同一種波的傳播速度取決于什么？提示：(1)縱波的速度大．(2)波的傳播速度取決于介質(zhì)．1．關(guān)于波長(zhǎng)的定義：“振動(dòng)相位總是相同”和“相鄰兩質(zhì)點(diǎn)”是波長(zhǎng)定義的兩個(gè)必要條件，缺一不可；在波的圖像中，無(wú)論從什么位置開(kāi)始，一個(gè)完整的正(余)弦曲線對(duì)應(yīng)的水平距離為一個(gè)波長(zhǎng)．2．關(guān)于波長(zhǎng)與周期：質(zhì)點(diǎn)完成一次全振動(dòng)，波向前傳播一個(gè)波長(zhǎng)，即波在一個(gè)周期內(nèi)向前傳播一個(gè)波長(zhǎng)．可推知，質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)eq\f(1,4)周期，波向前傳播eq\f(1,4)波長(zhǎng)；反之，相隔eq\f(1,4)波長(zhǎng)的兩質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)的時(shí)間間隔是eq\f(1,4)周期．并可依此類推．3．波速的實(shí)質(zhì)：波的傳播速度即波形的平移速度．4．波從一種介質(zhì)進(jìn)入另外一種介質(zhì)，波源沒(méi)變，波的頻率不會(huì)發(fā)生變化；介質(zhì)的變化導(dǎo)致了波速和波長(zhǎng)的改變．5．波速和波長(zhǎng)、頻率的決定因素及關(guān)系：物理量決定因素關(guān)系周期和頻率取決于波源，而與v、λ無(wú)直接關(guān)系v＝λf或v＝eq\f(λ,T)波長(zhǎng)波長(zhǎng)λ則只取決于v和T，只要v、T其中一個(gè)發(fā)生變化，λ值必然發(fā)生變化波速取決于介質(zhì)的物理性質(zhì)．它與T、λ無(wú)直接關(guān)系【例3】一列簡(jiǎn)諧橫波在t＝0時(shí)刻的波形如圖中的實(shí)線所示，t＝0.02s時(shí)刻的波形如圖中虛線所示．若該波的周期T大于0.02s，則該波的傳播速度可能是()A．2m/s B．3m/sC．4m/s D．5m/s思路點(diǎn)撥：(1)對(duì)波的傳播方向要有兩種假設(shè)．(2)由于波的周期性可以確定波的周期有多解．但由于題目條件的限制，多解可變?yōu)閱谓饣驇讉€(gè)解．B[(1)設(shè)波向右傳播，則在0時(shí)刻x＝4cm處的質(zhì)點(diǎn)往上振動(dòng)，設(shè)經(jīng)歷Δt時(shí)間時(shí)質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到波峰的位置，則Δt＝eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,4)＋n))T(n＝0,1,2…)即T＝eq\f(4Δt,4n＋1)＝eq\f(0.08,4n＋1)s(n＝0,1,2，…)．當(dāng)n＝0時(shí)，T＝0.08s＞0.02s，符合要求，此時(shí)v＝eq\f(λ,T)＝eq\f(0.08,0.08)m/s＝1m/s；當(dāng)n＝1時(shí)，T＝0.016s＜0.02s，不符合要求．(2)設(shè)波向左傳播，則在0時(shí)刻x＝4cm處的質(zhì)點(diǎn)往下振動(dòng)，設(shè)經(jīng)歷Δt時(shí)間時(shí)質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到波峰的位置，則Δt＝eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(3,4)＋n))T(n＝0,1,2，…)，即T＝eq\f(4Δt,4n＋3)＝eq\f(0.08,4n＋3)s(n＝0,1,2，…)．當(dāng)n＝0時(shí)，T＝eq\f(0.08,3)s＞0.02s，符合要求，此時(shí)v＝eq\f(λ,T)＝eq\f(0.08,\f(0.08,3))m/s＝3m/s；當(dāng)n＝1時(shí)，T＝eq\f(0.08,7)s＜0.02s，不符合要求．綜上所述，只有B選項(xiàng)正確．]eq\o([跟進(jìn)訓(xùn)練])訓(xùn)練角度1波長(zhǎng)、波速的分析5．(多選)如圖所示，某均勻介質(zhì)中各質(zhì)點(diǎn)的平衡位置在x軸上，當(dāng)t＝0時(shí)，波源x＝0處的質(zhì)點(diǎn)S開(kāi)始振動(dòng)，t＝0.5s時(shí)，剛好形成如圖所示波形，則()A．波源的起振方向向下B．該波的波長(zhǎng)為4mC．該波的波速為6m/sD．t＝1.5s時(shí)，x＝4m處的質(zhì)點(diǎn)速度最大BD[根據(jù)圖像，由波向右傳播可得：質(zhì)點(diǎn)2點(diǎn)向上振動(dòng)即波源向上振動(dòng)，故波源起振方向沿y軸正方向，故A錯(cuò)誤；由圖可知，T＝2t＝1s，λ＝4m，故波速v＝eq\f(λ,T)＝eq\f(4,1)m/s＝4m/s，故B正確，C錯(cuò)誤；t＝1.5s＝1eq\f(1,2)T，波向前傳播的距離x＝vt＝6m，如圖所示：x＝4m處的質(zhì)點(diǎn)位于平衡位置，速度最大，故D正確．]訓(xùn)練角度2波動(dòng)的多解問(wèn)題6．(多選)一列簡(jiǎn)諧橫波沿直線傳播，該直線上的a、b兩點(diǎn)相距2.1m．圖中實(shí)、虛兩條曲線分別表示平衡位置在a、b兩點(diǎn)處質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)曲線．由此可知()A．此列波的頻率一定是10HzB．此列波的傳播速度可能是30m/sC．此列波的傳播速度可能是7m/sD．此列波的傳播速度可能是70m/sABD[由圖讀出周期為T＝0.1s，則此波的頻率為f＝eq\f(1,T)＝10Hz，故A正確；若波從a傳到b，則所用時(shí)間為t＝(0.1n＋0.03)s波速為v＝eq\f(2.1,0.1n＋0.03)m/s，(n＝0,1,2，…)當(dāng)n＝0時(shí)，波速為70m/s；若波從b傳到a，則所用時(shí)間為t＝(0.1n＋0.07)s波速v＝eq\f(2.1,0.1n＋0.07)m/s(n＝0,1,2，…)當(dāng)n＝0時(shí)，v＝30m/s；故選項(xiàng)B、D正確，C錯(cuò)誤．]1．物理觀念：橫波、縱波、波長(zhǎng)、波速、頻率．2．科學(xué)思維：波的形成和傳播，波動(dòng)與振動(dòng)的關(guān)系，波的多解問(wèn)題．3．科學(xué)方法：波的圖像與振動(dòng)圖像的比較.1．關(guān)于機(jī)械波，下列說(shuō)法正確的是()A．質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)的方向總是垂直于波傳播的方向B．機(jī)械波可以在真空中傳播C．任一振動(dòng)質(zhì)點(diǎn)每經(jīng)過(guò)一個(gè)周期沿波的傳播方向移動(dòng)一個(gè)波長(zhǎng)D．振動(dòng)相位總是相同的兩個(gè)相鄰質(zhì)點(diǎn)間的距離為一個(gè)波長(zhǎng)D[在橫波中質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)的方向垂直于波傳播的方向，在縱波中，質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向與波傳播方向平行，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；機(jī)械波只能借助于介質(zhì)傳播，不可以在真空中傳播，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；波在傳播過(guò)程中，質(zhì)點(diǎn)不隨波遷移，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；振動(dòng)相位總是相同的兩個(gè)相鄰質(zhì)點(diǎn)間的距離為一個(gè)波長(zhǎng)，選項(xiàng)D正確．]2．關(guān)于橫波與縱波，下列說(shuō)法正確的是()A．縱波的傳播方向與質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向相同，且做變速運(yùn)動(dòng)B．橫波可以在氣體、液體、固體中傳播，而縱波只能在固體中傳播C．橫波一定是水平傳播的，縱波一定是豎直傳播的D．橫波在傳播過(guò)程中有波峰和波谷，縱波在傳播過(guò)程中有疏部和密部D[縱波的傳播方向與質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向平行，質(zhì)點(diǎn)做變速運(yùn)動(dòng)，縱波在同一種均勻介質(zhì)中做勻速運(yùn)動(dòng)，故A錯(cuò)誤；橫波只能在固體中傳播，縱波能在氣體、液體、固體中傳播，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；橫波和縱波都能既在水平方向上傳播，也能在豎直方向上傳播，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；橫波在傳播過(guò)程中有波峰和波谷，縱波在傳