第2講機(jī)械波1/31一、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(dòng)機(jī)械振動(dòng)介質(zhì)(1)有發(fā)生________波源．(2)有傳輸________．垂直波峰波谷3．分類同一直線密部疏部

(1)橫波：質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)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(dòng)方向與波傳輸方向在________上波，有________和________．2/314．傳輸特點(diǎn)形式能量遷移

(1)機(jī)械波傳輸只是振動(dòng)______和______，質(zhì)點(diǎn)只在各自平衡位置附近做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)，并不隨波________． (2)介質(zhì)中各質(zhì)點(diǎn)振幅相同，振動(dòng)周期和頻率都與________振動(dòng)周期和頻率相同． (3)一個(gè)周期內(nèi)，質(zhì)點(diǎn)完成一次全振動(dòng)，經(jīng)過旅程為________，位移為零．波源4A3/31二、波長(zhǎng)、波速和波圖象1．波長(zhǎng)、波速、頻率及其關(guān)系(1)波長(zhǎng)λ：在波動(dòng)中，________總是相同兩個(gè)相鄰質(zhì)點(diǎn)間距離．振動(dòng)相位介質(zhì)本身

(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(dòng)頻率． (4)波長(zhǎng)、波速和頻率關(guān)系：v＝________＝________.波源λfλT4/312．波圖象(1)坐標(biāo)軸：橫軸表示各質(zhì)點(diǎn)________，縱軸表示該時(shí)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(shí)刻________離開平衡位置位移． (3)圖象：5/31圖象類型振動(dòng)圖象波圖象研究對(duì)象一振動(dòng)質(zhì)點(diǎn)沿波傳輸方向上全部質(zhì)點(diǎn)研究?jī)?nèi)容一質(zhì)點(diǎn)位移隨時(shí)間改變規(guī)律某時(shí)刻全部質(zhì)點(diǎn)空間分布規(guī)律圖象物理意義表示某質(zhì)點(diǎn)各個(gè)時(shí)刻位移表示某時(shí)刻各質(zhì)點(diǎn)位移(4)振動(dòng)圖象與波動(dòng)圖象比較6/31圖象類型振動(dòng)圖象波圖象圖象信息(1)質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)周期(2)質(zhì)點(diǎn)振幅(3)各時(shí)刻質(zhì)點(diǎn)位移(4)各時(shí)刻速度、加速度方向(1)波長(zhǎng)、振幅(2)任意一質(zhì)點(diǎn)在該時(shí)刻位移(3)任意一質(zhì)點(diǎn)在該時(shí)刻加速度方向(4)傳輸方向、振動(dòng)方向互判形象比喻統(tǒng)計(jì)著一個(gè)人一段時(shí)間內(nèi)活動(dòng)錄像帶統(tǒng)計(jì)著許多人某時(shí)刻動(dòng)作、表情集體照片圖象改變隨時(shí)間推移，圖象延續(xù)，但已經(jīng)有形狀不變隨時(shí)間推移，圖象沿傳輸方向平移一完整曲線占橫坐 標(biāo)距離表示一個(gè)周期表示一個(gè)波長(zhǎng)（續(xù)表）7/31

【基礎(chǔ)檢測(cè)】甲乙圖13-2-18/31A．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(dòng)旅程為4mD．此時(shí)刻質(zhì)點(diǎn)a速度沿＋y方向E．質(zhì)點(diǎn)a在t＝2s時(shí)速度為零9/3110/31三、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．波衍射相對(duì)運(yùn)動(dòng)聲源頻率(1)條件：障礙物或孔尺寸比波長(zhǎng)______或__________．(2)現(xiàn)象：波能夠______________或孔繼續(xù)向前傳輸．3．多普勒效應(yīng)不變改變(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______．11/31

【基礎(chǔ)檢測(cè)】

2．以下物理現(xiàn)象：①在春天里一次閃電過后，有時(shí)雷聲轟鳴不絕；②“聞其聲而不見其人”；③學(xué)生圍繞振動(dòng)音叉轉(zhuǎn)一圈會(huì)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(shí)，我們聽到汽笛聲音調(diào)變高．請(qǐng)問： 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②④12/31考點(diǎn)1波傳輸多解問題⊙重點(diǎn)歸納1．造成波動(dòng)問題多解主要原因(1)周期性①時(shí)間周期性：時(shí)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(zhǎng)λ關(guān)系不明確．(2)雙向性①傳輸方向雙向性：波傳輸方向不確定．②振動(dòng)方向雙向性：質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)方向不確定．13/312．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(gè)周期內(nèi)滿足條件關(guān)系Δt或Δx，若此關(guān)系為時(shí)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，…)．14/31

【考題題組】

1．(多項(xiàng)選擇，

年吉林長(zhǎng)春三模)一列簡(jiǎn)諧橫波沿

x軸正方向傳輸，t時(shí)刻波形圖如圖13-2-2中實(shí)線所表示，此時(shí)波剛好傳到P點(diǎn)，t＋0.6s時(shí)刻波形如圖中虛線所表示，a、b、c、P、)Q是介質(zhì)中質(zhì)點(diǎn)，則以下說法正確是( 圖13-2-215/31A．這列波波速可能為50m/sB．質(zhì)點(diǎn)a在這段時(shí)間內(nèi)經(jīng)過旅程一定小于30cmC．質(zhì)點(diǎn)c在這段時(shí)間內(nèi)經(jīng)過旅程可能為60cmD．若周期T＝0.8s，則在t＋0.5s時(shí)刻，質(zhì)點(diǎn)b、P位移相同E．若周期T＝0.8s，從t＋0.4s時(shí)刻開始計(jì)時(shí)，則質(zhì)點(diǎn)c振動(dòng)方程為x＝0.1sinπt(m)答案：ACD16/31

2．(年新課標(biāo)Ⅰ卷)甲、乙兩列簡(jiǎn)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(shí)波形曲線如圖13-2-3所表示．求：(1)t＝0時(shí)，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(shí)間．圖13-2-317/31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(zhǎng)分別為λ甲＝50cm，λ乙＝60cm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，…)．18/3119/31考點(diǎn)2波干涉、衍射、多普勒效應(yīng)⊙重點(diǎn)歸納20/31(2)圖象法

在某時(shí)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．2．多普勒效應(yīng)成因分析(1)接收頻率：觀察者接收到頻率等于觀察者在單位時(shí)間內(nèi)接收到完全波個(gè)數(shù)．

(2)當(dāng)波源與觀察者相互靠近時(shí)，觀察者接收到頻率變大；當(dāng)波源與觀察者相互遠(yuǎn)離時(shí)，觀察者接收到頻率變小．21/31【考題題組】

3．如圖13-2-4所表示，在某一均勻介質(zhì)中，A、B是振動(dòng)情況完全相同兩個(gè)波源，其簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)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(jiǎn)諧波分別沿AP、BP方向傳輸，波速都是10m/s.(1)求簡(jiǎn)諧橫波波長(zhǎng)．(2)經(jīng)過分析說明P點(diǎn)是振動(dòng)加強(qiáng)點(diǎn)還是減弱點(diǎn)．圖13-2-422/3123/31

4．如圖13-2-5所表示表示兩個(gè)相干波源S1、S2產(chǎn)生波在同一個(gè)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13-2-5 (1)在a、b、c、d、e、f六點(diǎn)中，振動(dòng)加強(qiáng)點(diǎn)是________．振動(dòng)減弱點(diǎn)是________． (2)若兩振源S1

和S2

振幅相同，此時(shí)刻位移為零點(diǎn)是________．b、d、f答案：(1)a、c、e(2)b、c、d、f24/31項(xiàng)目?jī)?nèi)容圖象“上下坡”法沿波傳輸方向，“上坡”時(shí)質(zhì)點(diǎn)向下振動(dòng)，“下坡”時(shí)質(zhì)點(diǎn)向上振動(dòng)“同側(cè)”法波形圖上某點(diǎn)表示傳輸方向和振動(dòng)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(duì)應(yīng)同一x坐標(biāo)兩波形曲線上點(diǎn)來判斷振動(dòng)方向易錯(cuò)點(diǎn)波傳輸方向與質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)方向互判1．互判方法25/312.求解波動(dòng)圖象與振動(dòng)圖象綜合類問題可采取“一分、一看、二找”方法(1)分清振動(dòng)圖象與波動(dòng)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(jí)．(3)找準(zhǔn)波動(dòng)圖象對(duì)應(yīng)時(shí)刻．(4)找準(zhǔn)振動(dòng)圖象對(duì)應(yīng)質(zhì)點(diǎn)．26/31

例1：(多項(xiàng)選擇)簡(jiǎn)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(shí)，P、Q兩質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)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(dòng)方向沿y軸正方向 B．該波周期為6s C．該波從P傳到Q時(shí)間可能為7s D．該波傳輸速度可能為2m/s E．該波波長(zhǎng)可能為6m27/3128/31

備考策略：此題是對(duì)振動(dòng)圖象及機(jī)械波傳輸問題考查；首先要掌握已知振動(dòng)圖象判斷質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)方向基本方法以及波速、波長(zhǎng)及周期關(guān)系；此題中要考慮波形傳輸重復(fù)性及多解問題，這是題目標(biāo)難點(diǎn)所在．29/31

【觸類旁通】

(多項(xiàng)選擇，

年四川資陽(yáng)一診)某橫波在介質(zhì)中沿x

軸傳輸，圖13-2-7甲是t＝1s時(shí)波形圖，圖乙是介質(zhì)中x＝2m處質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)圖象，