《機械波總復習》

機械波總復習.一、大綱知識要點及要求：振動在介質中的傳播形成波。分類：橫波和縱波。波長、頻率和波速的關系。超聲波及其應用，均為I級要求。二、知識點解析1、機械波的定義：機械振動在介質中的傳播。2、形成機械波的兩個必要條件：介質和波源。.3、機械波的分類：（1）橫波：質點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：質點的振動方向與波的傳播方向平行?？梢栽诠?、氣、液中傳播。*常見機械波中，聲波是縱波；地震波既有橫波又有縱波。.4、波的特點：（1）在波的傳播過程中，介質中各質點均做受迫振動，振動頻率等于波源的振動頻率。（2）離波源近的點（前質點）先振動，離波源遠的點（后質點）后振動，后質點總是模擬前質點的振動，在步調上比前質點略慢。（3）波在同一種均勻介質中是勻速傳播的，波速v=s/t=λ/T，而介質中的質點只在自己的平衡位置附近作簡諧振動，并不隨波一起遷移，波的傳播過程實際上是振動形式和能量的傳播。.5、描述機械波的物理量：（1）頻率和周期：由波源決定，即介質中質點的振動頻率和周期。（2）波長：在波動中，對平衡位置的位移總相等的兩個相鄰質點間的距離。波長還等于波在一個周期中向前傳播的距離、橫波中兩個相鄰波峰或波谷間的距離、縱波中兩個相鄰疏部或密部間的距離。（3）波速：由介質本身性質決定。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間介質中在波的傳播方向上各個質點的平衡位置縱軸一個質點各個時刻偏離平衡位置的位移某一時刻各個質點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間的變化規(guī)律某一時刻各個質點偏離平衡位置的位移直讀量（1）某一時刻的位移或某一位移所對應的時刻（2）振幅A、周期T和頻率f(f=1/T)（1）圖示時刻各質點的位移（2）波長λ和振幅A分析判斷量（1）各時刻質點的振動方向（2）畫出t時刻后的圖象（延伸）（1）已知質點的振動方向求波的傳播方向（2）已知波的傳播方向求質點的振動方向（3）畫出t時刻后（或前）的波形圖（平移）.例1、一列波由波源向周圍擴展開去，則下列正確的是（）A介質中各質點由近及遠傳播開去B介質中各質點的振動形式由近及遠傳播開去C介質中各質點能量由近及遠傳播D介質中各質點只是振動而沒有遷移兩個圖象均具有周期性，重復性BCD.例2、一列簡諧波某時刻波形如圖所示（甲圖），乙圖表示該波傳播的介質中某點此后一段時間內的振動圖象，則（）A若波沿x軸正向傳播，圖乙為A點振動圖象B若波沿x軸正向傳播，圖乙為B點振動圖象C若波沿x軸負向傳播，圖乙為C點振動圖象D若波沿x軸負向傳播，圖乙為D點振動圖象BD.分析：由波動圖象可知，若波沿x正向傳播，A點此刻（振動圖象上的t=0時刻）正處在正最大位移處，B正經過平衡位置向上運動，故B正確。若波沿x負向傳播，C點此刻在負最大位移處，D點正經過平衡位置向上運動，則D正確。.例3、如圖所示，為一列簡諧橫波在某時刻的波形圖線，已知該簡諧波沿x軸正方向傳播，波速為2m/s，則從這一時刻起，質點P在0.5s內所發(fā)生的位移為______m，所通過的路程是_____m，并在圖上畫出經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點在波谷，位移為-0.004m，T內的路程為5A=0.02m。注意，質點T內路程一定為4A，內路程一定為2A，內路程不一定為A。由最大位移到平衡位置，路程一定為A，內越過平衡位置，路程大于A，內越過最大位移處，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，當位于x1=3m的質點A在x軸上方最大位移處時，位于x2=6m處的質點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式。.解：先求出AB間的最簡波形，則SAB=(n+)=3υ=6m/sn=0時，波長最長為4m.7、波的特有現(xiàn)象：（1）在兩種物質的界面上同時出現(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，任何一個質點的總位移，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，某些區(qū)域的振動減弱，并且振動加強和振動減弱的區(qū)域互相間隔。B條件：兩列波頻率相同，相差恒定。.C對振動加強和振動減弱的理解：振動加強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，振動加強點的振幅一定大于振動減弱點的振幅，而振動加強點的位移有可能小于振動減弱點的位移。在兩列波傳播的過程中，如果在空間某點是波峰遇波峰或波谷遇波谷，那么該點就是振動加強點；如果是波峰遇波谷，則該點是振動減弱點。.8、聲波（1）發(fā)聲體的振動在介質中的傳播形成聲波。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。聲速與介質和溫度有關，不同頻率的聲波在同一介質中的傳播速率相同。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：聲源和觀察者相互靠近時，觀察者接收到的頻率增大，音調變高；二者相互遠離時，觀察者接收到的頻率減小，音調變低。（3）次聲波和超聲波：頻率低于20Hz的波叫次聲波，地震、臺風、核爆炸、火箭起飛都能產生次聲波。頻率高于20000Hz的聲波叫超聲波，可以用它進行探傷、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，同時減小波的頻率B縮小障礙物尺寸，同時增大波的頻率C增大障礙物尺寸，同時減小波的頻率D增大障礙物尺寸，同時增大波的頻率A.例6、A、B是同頻率的兩水波源，如圖實線是波峰、虛線是波谷，則下列說法錯誤的是（）Aa點此時速度為零，加速度最大Bb點此時速度最大，加速度最小為0Ca、b、c此時加速度都最大Db點位移大于a點位移BD.三、