1、精選優質文檔-傾情為你奉上物理總復習：機械波及波的圖像編稿：xx 審稿：xx【考綱要求】1、理解機械波的產生條件、形成過程；2、知道研究機械波的幾個重要物理量及其相互間的關系；3、理解波動圖像的意義；4、知道波動圖像與振動圖像的區別；5、能分析有關波的多解問題。【知識網絡】【考點梳理】考點一、機械波1、波的形成機械振動在介質中的傳播形成機械波。條件：波源；介質。2、機械波的分類按質點的振動方向與波的傳播方向是垂直還是平行，分為橫波和縱波。3、描述波動的物理量名稱符號單位意義備注波長m沿著波的傳播方向，兩個相鄰的振動情況完全相同的質點的距離在一個周期內，波傳播的距離等于一個波長波速m/s振動傳播

2、的速度波速大小由介質決定振幅Am質點振動的位移的最大值數值大小由波源決定周期Ts質點完成一次全振動的時間頻率Hz1s內質點完成全振動的次數 4、機械波的傳播特征要點詮釋：（1）機械波向外傳播的只是振動這一運動形式和振動的能量，介質中的質點本身并沒有隨波遷移。（2）機械波在傳播過程中，介質中各質點都在各自的平衡位置附近做同頻率、同振幅的簡諧振動，沿著波的傳播方向，后一質點的振動總落后于前一質點的振動，或者說后面的質點總要重復前面質點的振動，只是在時間上晚了一段。正是由于不同質點在同一時刻的振動步調不一致，于是就形成了波。（3）在介質中有波傳播時，由于介質中各個質點運動的周期性，決定振動狀態在介質

3、中的傳播也具有周期性，如果忽略了介質對能量的吸收消耗，則介質中各質點均做振幅相同的簡諧振動。（4）機械波從一種介質進入另一種介質，頻率不變，波速、波長都改變。機械波波速僅由介質來決定，固體、液體中波速比空氣中大。考點二、波的圖像簡諧波的圖象是正弦或余弦曲線。要點詮釋：（1）波的圖象形象直觀地揭示了較為抽象的波動規律。波的圖象表示在波的傳播方向上介質中大量質點在同一時刻相對平衡位置的位移，波動圖象一般隨時間的延續而變化（時，波形不變，k為整數）。（2）從圖象可獲取的信息有：該時刻各質點的振動位移；振幅A和波長；若已知波的傳播方向，由圖象可知各質點的振動方向；若已知某質點此時刻的振動方向，由圖象可

4、知波的傳播方向。考點三、確定振動或傳播方向的方法要點詮釋：波的傳播方向與質點振動方向的判斷方法已知波的傳播方向，由圖象可知各質點的振動方向；若已知某質點此時刻的振動方向，由圖象可知波的傳播方向。常用方法有：1、上下坡法。沿波的傳播方向看，“上坡”的質點向下振動；“下坡”的質點向上振動，簡稱“上坡下，下坡上”（如圖甲所示）。2、同側法。在波的圖象上某一點，沿縱軸方向畫出一個箭頭表示質點的振動方向，并設想在同一點沿水平方向畫個箭頭表示波的傳播方向，那么這兩個箭頭總是在曲線的同側 （如圖乙所示）。3、平移法。將波沿波的傳播方向做微小移動，如圖丙中虛線所示，則可判定P點沿y正方向運動了。或者說沿波的傳

5、播方向畫出下一時刻的波形，這個波形（虛線）在原波形的上面，則P點向上振動；如果這個波形（虛線）在原波形的下面，如Q點向下振動。考點四、振動圖像與波動圖像的區別 振動是一個質點隨時間的推移而呈現的現象，波動是全部質點聯合起來共同呈現的現象。簡諧運動和其引起的簡諧波的振幅、頻率相同，二者的圖象有相同的正弦(余弦)曲線形狀，但二圖象是有本質區別的。振動圖象波形圖象研究對象一振動質點沿傳播方向所有介質質點研究內容一質點的位移隨時間的變化規律同一時刻所有質點的空間分布規律圖 線物體意義一質點在各時刻的位移同一時刻所有質點相對平衡位置位移的規律圖線變化隨時間而延伸，已有的圖像形狀保持不變圖象隨時間沿傳播方

6、向平移質點振動方向的確定方法下一時刻的振動重復前一質點的振動一個完整曲線占橫坐標的距離表示一個周期表示一個波長橫坐標表示質點振動的時間表示介質中各質點的平衡位置縱坐標的最大值振幅A振幅A考點五、波的多解問題在解決圖象問題時，要注意波的空間周期性、時間周期性、雙向性、對稱性和多解性。要點詮釋：1、波的空間周期性在同一波線上相距為波長整數倍的多個不同質點振動情況完全相同。沿波的傳播方向，在軸上任取一點P，如圖所示，P點的振動完全重復波源O的振動，只是時間上比O點要落后時間，在同一波線上，凡坐標與P點坐標之差為波長整數倍的質點，在同一時刻t的位移都與坐標為的質點的振動“相貌”完全相同，因此在同一波線

7、上，某一振動“相貌”勢必會不斷地重復出現，這就是機械波的空間周期性。2、波的時間周期性波在傳播過程中，經過整數倍周期時，其波形圖線相同，這就是機械波的時間周期性。3、波的雙向性雙向性是指波沿正、負方向傳播時，若正、負兩方向傳播的時間之和等于周期的整數倍，則正、負兩方向傳播的那一時刻波形相同。4、波的對稱性波源的振動，要帶動它左、右相鄰介質質點振動，波要向左、右兩方向傳播，對稱性是指波在介質中左、右同時傳播時，關于波源對稱的左、右兩質點振動情況完全相同。【典型例題】類型一、波動情況與振動情況之間的相互確定【高清課堂：機械波及波的圖像例1】例1、（1）手握住水平的繩子一端（質點1）上下抖動，形成如

8、圖所示的波形。在圖中標出質點6此時刻的速度方向；由波形，可以知道質點1開始振動時，是向 方向振動。（2）波形的變化；如果一列波向右傳播，已知時刻的波形如圖，請在下圖中畫出時刻的波形圖。【思路點撥】根據波的平移法（上下坡法）判斷質點1開始振動時的方向。根據已知波形找出經過半個周期各質點的位置，連接成圖形。【答案】 （1）速度方向向下；向上。（2）見圖。【解析】波向右傳播，根據上下坡法或平移法，可判斷6的振動速度向下。同理1 開始振動時，是在平衡位置向上方向振動的。（2）時刻是在已知波形時刻再經過半個周期的波形。波向右傳播，第一個質點向下振動，再經過半個周期恰好振動到波谷，畫出波形如圖。【總結升華

9、】解這類基本題就是要會應用上下坡法或平移法、對稱性的特點。舉一反三【變式1】一簡諧橫波以4m/s的波速沿軸正方向傳播。已知t=0時的波形如圖所示，則（ ） A波的周期為1s B=0處的質點在t=0時向y軸負向運動 C=0處的質點在s時速度為0 D=0處的質點在s時速度值最大【答案】 AB【解析】由波的圖像可知半個波長是2m，波長是4m，周期是，A正確。波在沿軸正方向傳播，則=0的質點在沿軸的負方向傳播，B正確。=0的質點的位移是振幅的一半則要運動到平衡位置的時間是，則秒時刻=0的質點越過了平衡位置速度既不是為零也不是最大，CD錯誤。【變式2】(2014 新課標卷) 圖(a)為一列簡諧橫波在t2

10、s時的波形圖圖(b)為媒質中平衡位置在x1.5 m處的質點的振動圖像，P是平衡位置為x2m的質點下列說法正確的是_A波速為0.5m/sB波的傳播方向向右C02s時間內，P運動的路程為8cmD02s時間內，P向y軸正方向運動E當t7s時，P恰好回到平衡位置【答案】ACE【解析】 本題考查了機械振動與機械波，波速:，A正確x1.5m處的質點在t2s時正在向下振動，根據“上坡下”法可判斷機械波向左傳播，B錯誤；02s是半個周期，P點運動的路程為2×4 cm8cm，C正確，D錯誤；7s是此時刻再經過5s，即，這時P點剛好回到平衡位置，E正確類型二、波動過程與波形圖的推斷例2、（2015 北京

11、卷）周期為2.0s的簡諧橫波沿x軸傳播，該波在某時刻的圖像如圖所示，此時質點P沿y軸負方向運動，則該波 A. 沿x軸正方向傳播，波速v = 20m/s B. 沿x軸正方向傳播，波速v = 10m/sC. 沿x軸負方向傳播，波速v = 20m/sD. 沿x軸負方向傳播，波速v = 10m/s 【答案】B【解析】根據機械波的速度公式v = /T ,由圖可知波長為20m，再結合周期為2.0s，可以得出波速為 10m/s。應用“上下坡法”方法判斷波沿 x 軸正方向傳播。故答案為 B選項。舉一反三【高清課堂：機械波及波的圖像例5】【變式1】圖1所示為一列簡諧橫波在t=20s時的波形圖，圖2是這列波中P點

12、的振動圖線，那么該波的傳播速度和傳播方向是( ) A=25cm/s，向左傳播 B=50cm/s，向左傳播 C=25cm/s，向右傳播 D=50cm/s，向右傳播0y/cm圖2123450.2圖1y/cm0x/cmP501001502000.2【答案】B 【解析】由振動圖像可知，周期等于2秒，t=20s即10個周期，可知質點P在平衡位置向上振動，根據上下坡法或平移法可以判斷出波向左傳播；又由波動圖像知波長為100厘米，根據，故B對。【變式2】在xOy平面內有一列沿軸正方向傳播的簡諧橫波，波速為2m/s，振幅為A。M、N是平衡位置相距2m的兩個質點，如圖所示。在t=0時，M通過其平衡位置沿y軸正方

13、向運動，N位于其平衡位置上方最大位移處。已知該波的周期大于1s。則（ ）A. 該波的周期為5/3秒B. 在t=1/3秒時，N的速度一定為2m/sC. 從t=0到t=1s ，M向右移動了2mD. 在t=1/3到在t=2/3秒，M的動能逐漸增大【答案】D 【解析】由題意可知波源起振方向沿y軸正方向，周期大于1s，可畫出t=0時的波形圖如圖，則 ，波長；周期，則A錯；質點的振動速度與波速是兩個不同的概念，B錯；質點不會隨波遷移，C也錯誤；1/3秒就是T/4，M振動到最大位移處，t=2/3秒是半個周期，M振動到平衡位置下，方向向下，這段時間內M的速度逐漸增大，動能逐漸增大，D項正確。故正確答案為D。類

14、型三、波的多解問題【高清課堂：機械波及波的圖像例3】例3、如圖，曲線表示的是一列橫波的傳播，其中實線是時的波形，虛線是時的波形，且小于一個周期。由此可以判定( ) A波長一定為40cm B此波一定是向軸正向傳播C振幅為10cm D周期可能是6s，也可能是2s 【思路點撥】根據波動圖像找出波長，根據圖像分析，若向右傳播波峰經過四分之一個周期到達虛線位置，若向左傳播經過四分之三個周期到達虛線位置，顯然是多解問題。【答案】 AD【解析】從波動圖像上可以看出波長為40cm，振幅為5cm ，A對C錯。若波向右傳播，小于一個周期，可以分析=15厘米處的質點（實線波峰）經過四分之一周期波峰到達虛線=20cm

15、處，可以看出：, 得秒；若波向左傳播，同理的質點（實線波峰）經過四分之三周期到達波峰虛線=20cm處，可以看出：, 秒，D對。波的傳播方向不能確定，B錯。【總結升華】根據波動圖像可以確定的是振幅和波長，波的傳播方向要根據某質點的振動方向、振動圖像、振動方程以及波長周期傳播速度共同確定。周期、波速可能有多解。舉一反三【變式1】一列間諧橫波沿直線由A向B傳播，A、相距0.45m，圖是A處質點的振動圖像。當A處質點運動到波峰位置時，B處質點剛好到達平衡位置且向y軸正方向運動，這列波的波速可能是（ ） A4.5/s B . 3.0m/s C . 1.5m/s D .0.7m/s【答案】A【解析】在處理相距一定距離的兩個質點關系時必須嘗試作出兩質點間在該時刻的最少波形，然后根據間距和波長關系求波長（注意波的周期性）。波是由A向B傳播的，而且在A到達波峰的時刻，B處于平衡位置向上運動，則最少波形關系如圖，所以有，當n=0時，=4.5m/s；當n=1時，=0.9m/s；當n=2時，=0.5m/s等，正確答案為A。【變式2】在介質中有一沿水平方向傳播的簡諧橫波。一質點由平衡位置豎直向上運