第8章機(jī)械振動(dòng)與機(jī)械波

高中珈工田

伏能

第九章機(jī)械波J

一、機(jī)械波的描述

1.描述機(jī)械波的物理量T

（I）機(jī)械波

①機(jī)械波的定義：機(jī)械振動(dòng)在介質(zhì)中傳播就形成機(jī)械波.

②機(jī)械波的產(chǎn)生條件：a.有作機(jī)械振動(dòng)的物體作為波源.b.有能傳播機(jī)械振動(dòng)Y

的介質(zhì).

③機(jī)械波的分類(lèi)：a.橫波；b.縱波￥

④機(jī)械波的傳播過(guò)程：

a.機(jī)械波傳播的是振動(dòng)形式和能量。質(zhì)點(diǎn)只在各自的平衡位置附近做振動(dòng),

并不隨波遷移。￥

后一質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)總是落后于帶動(dòng)它的前一質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)。

b.介質(zhì)中各質(zhì)皮的振動(dòng)周期和頻率都與波源的振動(dòng)周期和頻率相同。￥

c,由波源向遠(yuǎn)處的各質(zhì)點(diǎn)都依次重復(fù)波源的振動(dòng)。

（2）描述機(jī)械波的物理量

①波長(zhǎng)Q兩個(gè)相鄰的在振動(dòng)過(guò)程中相對(duì)平衡位置的位移總是相等的質(zhì)點(diǎn)間的￥

距離叫波長(zhǎng)。在橫波中，兩個(gè)相鄰的波峰或相鄰的波谷之間的距離。在縱波中

兩相鄰的的密部（或疏部）中央間的距離，振動(dòng)在一個(gè)周期內(nèi)在介質(zhì)中傳播的T

距離等于波長(zhǎng)。

②周期與頻率：波的頻率由振源決定，在任何介質(zhì)中傳播波的頻率不變。波從

一種介質(zhì)進(jìn)入另一種介質(zhì)時(shí)，唯一不變的是頻率（或周期），波速與波氏都發(fā)￥

生變化.

③波速：?jiǎn)挝粫r(shí)間內(nèi)波向外傳播的距離。v=s〃=x/r=y0波速的大小由介質(zhì)￥

決定。

例1.簡(jiǎn)諧機(jī)械波在給定的媒質(zhì)中傳播時(shí)，下列說(shuō)法中正確的是（)

A.振幅越大，則波傳播的速展越快￥

B.振幅越大，則波傳播的速度越慢

C.在一個(gè)周期內(nèi)，振動(dòng)質(zhì)元走過(guò)的路程等于一個(gè)波長(zhǎng)￥

D.振動(dòng)的頻率越高，則波傳播一個(gè)波長(zhǎng)的距離所用的時(shí)間越短

答案：D

例2.在波的傳播方向上有A、B兩質(zhì)點(diǎn)，該兩質(zhì)點(diǎn)在振動(dòng)過(guò)程中，相對(duì)平衡

位置的位移始終相同，該兩質(zhì)點(diǎn)連線中點(diǎn)處的質(zhì)點(diǎn)為C，則（）

A.該兩質(zhì)點(diǎn)間的距離一定等于一個(gè)波長(zhǎng)

B.該兩質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向總是相同

C.質(zhì)點(diǎn)C的振動(dòng)方向一定和A的振動(dòng)方向相反

D.當(dāng)質(zhì)點(diǎn)C處于波谷時(shí)，質(zhì)點(diǎn)A,B一定處于波峰￥

答案：B

例3.做簡(jiǎn)諧振動(dòng)的單擺擺長(zhǎng)不變，若擺球質(zhì)量增加為原來(lái)的4倍，擺球經(jīng)過(guò)T

平衡位置時(shí)速度減小為原來(lái)的1/2,則單擺振動(dòng)的（）

A.頻率、振幅都不變B.頻率、振幅都改變

C.頻率不變、振幅改變D.頻率改變、振幅不變I

答案：C

練習(xí)I

I.下列關(guān)于波長(zhǎng)的說(shuō)法正確的是（)

A.在振動(dòng)過(guò)程中平衡位置的位移總是相等的質(zhì)點(diǎn)間的距離

B.波峰與波峰間的距離或波谷與波谷間的距離

1I

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程I優(yōu)能

C.一個(gè)周期內(nèi)振動(dòng)傳播的距離

D.一個(gè)正弦波形的曲線長(zhǎng)

2.下列關(guān)于波的說(shuō)法中正確的是（）

A.機(jī)械波中各質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)的頻率與波源的振動(dòng)頻率相同J

B.在機(jī)械波傳播的過(guò)程中，機(jī)械能一定守恒

C.有機(jī)械波一定有振動(dòng)，有振動(dòng)也一定有機(jī)械波T

D.聲波是縱波

3.關(guān)于機(jī)械波，下列說(shuō)法不正確的是（）

A.能在真空中傳播B.頻率由波源決定Y

B.能產(chǎn)生干涉、衍射現(xiàn)象D.在傳播過(guò)程中能傳遞能量

4.關(guān)于機(jī)械波的概念，下列說(shuō)法中正確的是（）￥

A.質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)的方向總是垂直于波的傳播方向

B.簡(jiǎn)諧波沿長(zhǎng)繩傳播，繩上相距半個(gè)波長(zhǎng)的兩個(gè)質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)位移的大小相

等￥

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.相隔一個(gè)周期的兩個(gè)時(shí)刻的波形相同￥

5.如圖所示，為一列簡(jiǎn)諧橫波在/=（）時(shí)刻的波形圖，已知這列波沿x軸正向

傳播，波速為20m/s,P是離原點(diǎn)為2m的一個(gè)質(zhì)點(diǎn)，則在/=0.17時(shí)刻，質(zhì)點(diǎn)

P的運(yùn)動(dòng)情況是（）￥

y/cm

A.速度和加速度都沿-y方向

速度沿方向，加速度沿方向

B.+y-yx/mT

C.速度和加速度均在增大

D.速度正在減小，加速度正在增大

6.一列簡(jiǎn)諧橫波在x軸上傳播，某時(shí)刻的波形圖如圖所示，a、b、c為三個(gè)質(zhì)￥

元，a處于平衡位置且正向上運(yùn)動(dòng)，由此可知（）

A.該波沿x軸正方向傳播￥

B.a的振幅為零

C.b正向上運(yùn)動(dòng)b

D.該時(shí)刻以后，c比b先到平衡位置￥

v/cm

7.一列平面簡(jiǎn)諧波，波速為20m/s,沿x軸

正方向傳播，在某一時(shí)刻這列波的圖象如圖￥

所示。由圖可知（）

A.這列波的周期是0.2s

B.質(zhì)點(diǎn)P、Q此時(shí)刻的運(yùn)動(dòng)方向都沿y2

軸正方向

C.質(zhì)點(diǎn)P、R在任意時(shí)刻的位移都相同

D.質(zhì)點(diǎn)P、S在任意時(shí)刻的速度都相同

8.下列關(guān)于簡(jiǎn)諧振動(dòng)和簡(jiǎn)諧機(jī)械波的說(shuō)法正確的是（

A.彈簧振子的周期與振幅有關(guān)

B.橫波在介質(zhì)中的傳播速度由介質(zhì)本身的性質(zhì)決定

C.在波傳播方向上的某個(gè)質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)速度就是波的傳播速度￥

D.單位時(shí)間內(nèi)經(jīng)過(guò)媒質(zhì)中一點(diǎn)的完全波的個(gè)數(shù)就是這列簡(jiǎn)諧波的頻率

9.一列簡(jiǎn)諧橫波在f=0時(shí)的波形如圖所示，

經(jīng)過(guò)1.2s該波形恰好第三次重復(fù)出現(xiàn)。根據(jù)

以上信息，下列各項(xiàng)不能唯一確定的是

（）

A.波的傳播速度的大小

B.經(jīng)過(guò)（）.3s,x=0.8m處的質(zhì)點(diǎn)P通過(guò)

的路程

2

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伏能高中物理

C.Z=0.6s時(shí)，x=0.8m處的質(zhì)點(diǎn)P的速度方向

D./=0.6s時(shí)的波形圖

答案：1.C2.AD3.A4.BD5.A6.D7.ABD8.BDJ

9.C

橫波與縱波T

2.

（I）橫波

質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向與波的傳播方向垂直。凸起部分叫波峰，凹下部分叫波谷。Y

（2）縱波

質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向與波的傳播方向在?直線Iio質(zhì)點(diǎn)分布密的叫密部,疏的

部分叫疏部，液體和氣體不能傳播橫波。￥

例1.某地區(qū)地震波中的橫波和縱波傳播速率分別約為

4km/s和9km/s,一種簡(jiǎn)易地震儀由豎直彈簧振子P和￥

水平彈簧振子H組成.在一次地宸中，震源地地震儀下

方，觀察到兩振子相差5s開(kāi)始振動(dòng)，則（）

先開(kāi)始振動(dòng),震源距地震儀約￥

A.P36km

B.P先開(kāi)始振動(dòng)，震源距地震儀約25km

C.H先開(kāi)始振動(dòng),宸源距地震儀約36km￥

D.H先開(kāi)始振動(dòng),震源距地震儀約25km

答案：AT

例2.類(lèi)比是一種有效的學(xué)習(xí)方法，通過(guò)歸類(lèi)和比較，有助「掌握新知識(shí)，提

高學(xué)習(xí)效率。在類(lèi)比過(guò)程中，既要找出共同之處，又要抓住不同之處。某同

學(xué)對(duì)機(jī)械波和電磁波進(jìn)行類(lèi)比，總結(jié)出下列內(nèi)容，其中不正確的是（）￥

A.機(jī)械波的頻率、波長(zhǎng)和波速三者滿足的關(guān)系，對(duì)電磁波也適用

B.機(jī)械波和電磁波都能產(chǎn)生干涉和衍射現(xiàn)象￥

C.機(jī)械波的傳播依賴于介質(zhì)，而電磁波可以在真空中傳播

D.機(jī)械波既有橫波又有縱波，而電磁波只有縱波

答案：D￥

練習(xí)

1.關(guān)于聲波和光波以下說(shuō)法正確的是（）￥

A.聲波和光波都是橫波

B.聲波和光波都能在真空中傳播

C.聲波和光波從空氣到水中波速都變小

D.聲波和光波都可以發(fā)生多普勒效應(yīng)

2.下列關(guān)于簡(jiǎn)諧振動(dòng)和簡(jiǎn)諧波的說(shuō)法，正確的是（）

A.媒質(zhì)中質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)的周期一定和相應(yīng)的波的周期相等

B.媒質(zhì)中質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)的速度一定和相應(yīng)的波的波速相等

C.波的傳播方向一定和媒質(zhì)中質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)的方向一致￥

D.橫波的波峰與波谷在振動(dòng)方向上的距離一定是質(zhì)點(diǎn)振幅的兩倍

3.2008年北京時(shí)間5月12日14時(shí)28分,在四川省汶川縣（北緯31度,東

經(jīng)度）發(fā)生了級(jí)地震。它是印度板塊向亞洲板塊俯沖，造成青藏高原T

103.48

快速隆升導(dǎo)致的。己知地震波分為三種：縱波（P波），速度叩=9.9km/s；橫

波（S波），速度vs=4.5km/s面I

波（L波），此〈冶，面波在淺

源地震中破壞力最大。假若地震

臺(tái)記錄到的地震曲線如圖所示，I

在曲線圖上測(cè)得P波與S波的時(shí)

間差為8s,則地震臺(tái)距震源為

3I

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高中物理

（）

A.66kmB.8.25kmC.36kmD.79.2km

4.2002年3月31日，臺(tái)灣地區(qū)附近發(fā)生了一次地震，廣東和廈門(mén)的地震觀測(cè)

站分別記錄到了這次地震的震波，這一地區(qū)的相對(duì)位置如右圖所示。廣州觀測(cè)

站記錄的縱波和橫波到達(dá)的時(shí)間相差125s,原門(mén)觀測(cè)站記錄的縱波和橫波到達(dá)

的時(shí)間相差50s。已知地震縱波和橫波

在地表附近的傳播速度分別為

9.0km/s和4.0km/s。由此可知，這次

地震的震中位于（）

A.臺(tái)北附近

B.高雄附近

C.臺(tái)灣海峽中部中線附近

D.臺(tái)灣中部以東的太平洋上

5.已知地震波的縱波波速為M=5km/s,橫波波速為】，2=3km/s,宸中到某地

縱波比橫波早到達(dá)，時(shí)間差加=20s,則該地距震中的距高為km.

答案：1.D2.AD3.A4.A5.150

3.波長(zhǎng)與波速、頻率的關(guān)系

公式：V=Af=-

T

（1）周期r和頻率/：只取決于波源，而與丫、九無(wú)關(guān)；

（2）波速V：決定于介質(zhì)的物理性質(zhì)，它與八人無(wú)直接關(guān)系。

（3）波長(zhǎng)左決定于v和7,只要其中一個(gè)發(fā)生變化，九必然發(fā)生變化，但保持

v=y的關(guān)系。

例I.關(guān)于波速公式下面哪幾句話是正確的（）

A.適用于一切波

B.對(duì)同一機(jī)械波來(lái)說(shuō)，通過(guò)不同的介質(zhì)時(shí)，只有頻率/'不變

C.一列機(jī)械波通過(guò)不同介質(zhì)時(shí)，波長(zhǎng)2和頻率/.都會(huì)發(fā)生變化

D.波長(zhǎng)的聲音比波長(zhǎng)1加的聲音的傳播速度大一倍

答案：AB

例2.同一音叉發(fā)出的聲波同時(shí)在水和空氣中傳播，某時(shí)刻的波形曲線見(jiàn)圖,

以下說(shuō)法正確的是（）

A.聲波在水中波長(zhǎng)較大，b培水

中聲波的波形曲線。

B.聲波在空氣中波長(zhǎng)較大，b是

空氣中聲波的波形曲線

C-水中質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)頻率較高，a是

水中聲波的波形曲線

D.空氣中質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)頻率較高，a是空氣中聲波的波形曲線

答案：A

例3.如圖所示，位于介質(zhì)【和I［分界面上的波源S,產(chǎn)生兩列分別沿x軸負(fù)

方向與正方向傳播的機(jī)械波.若在兩種介質(zhì)中波的頻率及傳播速度分別為力、力

和V］、V2?貝U(

A./i=2/2?vi=V2

B.VI=0.5V2

C.f\=fi>VI=2V2

D./1=0.5/2*V|=V?

4

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伏能

答案：C

練習(xí)

1.關(guān)于波速公式y(tǒng)=y,下面哪兒句話是正確的（）

A.適用于一切波J

B.對(duì)同一機(jī)械波來(lái)說(shuō)，通過(guò)不同的介質(zhì)時(shí)，只有頻率/不變

C.一列機(jī)械波通過(guò)不同介質(zhì)時(shí)，波長(zhǎng)入和頻率/都會(huì)發(fā)生變化T

D.波長(zhǎng)2m的聲音比波長(zhǎng)1m的聲音的傳播速度大一倍

2.一列聲波從空氣傳入水中，已知水中聲速較大，則（）

A.聲波頻率不變，波長(zhǎng)變小B.聲波頻率不變，波長(zhǎng)變大Y

C.聲波頻率變小，波長(zhǎng)變大D.聲波頻率變大，波長(zhǎng)不變

3.波由甲介質(zhì)進(jìn)入乙介質(zhì)，可能發(fā)生變化的是（）￥

A.波長(zhǎng)B.頻率C.波速D.傳播方向

4.一簡(jiǎn)諧橫波在某一時(shí)刻的波形圖如圖所示，圖中位于a、b兩處的質(zhì)元經(jīng)過(guò)

四分之一周期后分別運(yùn)動(dòng)到a，、b，處。某人據(jù)此做出如下判斷：①可知波的周￥

期，②可知波的傳播速度，③可知的波

的傳播方向，④可知波的波長(zhǎng)。其中正￥

確的是（）

0

A.①和④B.②和④

C.③和④D.②和③￥

5.一列沿x軸正方向傳播的簡(jiǎn)諧橫波,1=0時(shí)刻的波形如圖中實(shí)線所示，，=

0.2s時(shí)刻的波形如圖中的虛線所示，則()￥

A.質(zhì)點(diǎn)P的運(yùn)動(dòng)方向向右

B.波的周期可能為0.27s

C.波的頻率可能為1.25Hz

D.波的傳播速度可能為20m/s

6.A、B兩列波在某時(shí)刻的波形如圖所示，經(jīng)過(guò)，=7A時(shí)間（7A為波A的周T

￥

￥

￥

元，a正向上運(yùn)動(dòng)。由此可（

A.該波沿x軸正方向傳播

B.c正向上運(yùn)動(dòng)

C.該時(shí)刻以后，b比c先到達(dá)平衡位置

D.該時(shí)刻以后，b比c先到達(dá)離平衡

位置最遠(yuǎn)處

8.一列簡(jiǎn)諧波在兩時(shí)刻的波形如圖中實(shí)線和0

虛線所示，由圖可確定這列波的（)

0.02-

A.周期B.波速

C.波長(zhǎng)D.頻率56.v.'n

?0.02r

,0.041I

9.如圖所示,■—列在x軸上傳播的橫波/0

時(shí)刻的圖線用實(shí)線表示，經(jīng)加=0.2s時(shí)，

其圖線用虛線表示。已知此波的波長(zhǎng)為2m

則以下說(shuō)法正確的是（）

5

追求卓越，挑戰(zhàn)極限，人生終將輝煌!

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伏能

A.若波向右傳播，則最大周期為2s

B.若波向左傳播，則最大周期為2s

C.若波向左傳播，則最小波速是9m/s

D.若波速是19m/s,則波的傳播方向向左J

10.在O點(diǎn)有一波源，，=0時(shí)刻開(kāi)始向上振動(dòng)，形成向右傳播的一列橫波。t\

=4s時(shí)，距離O點(diǎn)為3m的A點(diǎn)第一次達(dá)到波峰；〃=7s時(shí)，距離O點(diǎn)為4mT

的B點(diǎn)第一次達(dá)到波谷。則以下說(shuō)法正確的是（）

A.該橫波的波長(zhǎng)為2m

B.該橫波的周期為4sY

C.該橫波的波速為lm/s

D.距離0點(diǎn)為1m的質(zhì)點(diǎn)第?次開(kāi)始向上振動(dòng)的時(shí)刻為6s末￥

答案：

1.AB2.B3.ACD4.C5.C6.ABC7.AC8.C￥

9.ACD10.BC

二、波形圖￥

I.波形圖的意義

（1）物理意義

在波的傳加方向上，介質(zhì)中質(zhì)點(diǎn)在某一時(shí)刻相對(duì)各自平衡位置的位移。波形圖￥

反映的不一定是波在介質(zhì)中的實(shí)際運(yùn)動(dòng)情況，例如縱波。

（2）坐標(biāo)軸T

取質(zhì)點(diǎn)平衡位置的連線作為x軸，表示質(zhì)點(diǎn)分布的順序；取過(guò)波源質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)

方句作為Y軸表示質(zhì)點(diǎn)位移。￥

（3）形狀

正弦（或余弦）圖線。T

例1.如圖為一列在均勻介質(zhì)中沿X軸正方向傳播的簡(jiǎn)諧橫波在某時(shí)刻的波形

圖，波速為2m/s,貝（）￥

A.質(zhì)點(diǎn)P此時(shí)刻的振動(dòng)方向

沿y軸負(fù)方向

B.P點(diǎn)振幅比Q點(diǎn)振幅?。?/p>

C.經(jīng)過(guò)△/=4s,質(zhì)點(diǎn)P將向

右移動(dòng)8mI

D.經(jīng)過(guò)△/=4s,質(zhì)點(diǎn)Q通過(guò)

的路程是0.4m

答案：D

例2.如圖所示，一列簡(jiǎn)諧橫波沿x軸正向傳播，從波傳到x=lm的尸點(diǎn)時(shí)開(kāi)

始計(jì)時(shí)，已知在，=0.4s時(shí)2W間第一次形成圖示波形，此時(shí)x=4m的M點(diǎn)正￥

好在波谷。下列說(shuō)法中正確的是（）

A.P點(diǎn)的振動(dòng)周期為0.4s

B.。點(diǎn)開(kāi)始振動(dòng)的方向沿歹軸正方向T

C.當(dāng)時(shí)點(diǎn)開(kāi)始振動(dòng)時(shí)，P點(diǎn)正好在波谷

D.這列波的傳播速度是7.5m/sI

答案：A

例3.如圖所示，是一列簡(jiǎn)諧橫波在7=0時(shí)刻的波動(dòng)圖象。已知這列波沿x軸I

正方向傳播，波速為5.0m/s。關(guān)于波上的P、。兩個(gè)質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)，以下說(shuō)法正

確的是（）

6I

追求卓越，挑戰(zhàn)極限，人生終將輝煌!

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程I優(yōu)能

A.在/=0時(shí)刻，質(zhì)點(diǎn)P和。的速度方向均沿yU

軸正方向

B.2點(diǎn)和。點(diǎn)振動(dòng)的周期均為0.4s

c.在，=o至h=o.is的時(shí)間里，。點(diǎn)的速度在

不斷增大

D.在/=0.1s到z=0.2s的時(shí)間里，。點(diǎn)的加速度在不斷增大

答案：B￥

練習(xí)

1.下列關(guān)于波的圖像和振動(dòng)圖像正確的是（）￥

A.波的圖像表示某一時(shí)刻某質(zhì)點(diǎn)的位移

B.振動(dòng)圖像表示某一質(zhì)點(diǎn)在各個(gè)時(shí)刻的位移

C.波的圖像表示各個(gè)時(shí)刻各個(gè)質(zhì)點(diǎn)的位移￥

D.振動(dòng)圖像表示某一質(zhì)點(diǎn)在某一時(shí)刻的位移

2.關(guān)于機(jī)械振動(dòng)和機(jī)械波的關(guān)系，以下說(shuō)法中正確的是（）￥

A.有機(jī)械振動(dòng)必有機(jī)械波

B.波源振動(dòng)時(shí)的運(yùn)動(dòng)速度和波的傳播速度始終相同

C.由某波源激起機(jī)械波，機(jī)械波和波源的頻率始終相同￥

D.一旦波源停止振動(dòng)，由它激起的機(jī)械波也立即停止波動(dòng)

3.下列關(guān)于機(jī)械波說(shuō)法正確的是（）T

A.質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)的方向總是垂宜于波傳播的方向

B.簡(jiǎn)諧波沿長(zhǎng)繩傳播，繩上相距半波長(zhǎng)的兩質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)位移的大小相等

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.相隔一個(gè)周期的兩時(shí)刻，簡(jiǎn)諧波的圖像相同

4.在一列橫波的傳播方向上，某時(shí)刻有兩個(gè)質(zhì)點(diǎn)的位移相同，且不等于零,￥

則這兩個(gè)質(zhì)點(diǎn)的間距可能（）

A.小于半個(gè)波長(zhǎng)B.等于半個(gè)波長(zhǎng)

C.大于半個(gè)波長(zhǎng)且小于波長(zhǎng)D.等于波長(zhǎng)￥

答案：

1.B2.C3.BD4.ACD￥

2.波形圖的分析

（I）簡(jiǎn)諧波圖象的應(yīng)用

①讀出波長(zhǎng)和振幅。

②確定質(zhì)點(diǎn)的位移。

③確定質(zhì)點(diǎn)的加速度的方向。

④確定質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)：若已知波的傳播方向，可確定各質(zhì)點(diǎn)在該時(shí)刻的振動(dòng)方

向,若已知某質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向，可確定波的傳播方向。￥

⑤確定波的傳播趨勢(shì)。：若已知波的傳播方向，可畫(huà)出在4前后的波形.沿傳

播方向平移心=必/。T

例1.如圖為一列沿x軸正方向傳播的簡(jiǎn)諧橫波在，=0時(shí)的波形。當(dāng)R點(diǎn)在/

=0時(shí)的振動(dòng)狀態(tài)傳到S點(diǎn)時(shí)，PR范圍內(nèi)（含P、R）有一些質(zhì)點(diǎn)正在向y軸

負(fù)方向運(yùn)動(dòng)，這些質(zhì)點(diǎn)的x坐標(biāo)取值范圍是（I

A.2cm<x*<4cmB.2cm<x<4cm

C.2cm<v<3cmD.2cmV爛3cmI

答案：C

7I

追求卓越，挑戰(zhàn)極限，人生終將輝煌!

高中珈工田

程I優(yōu)能

例2.右圖是一列簡(jiǎn)諧橫波在某時(shí)刻的波形圖，

已知圖中b位置的質(zhì)點(diǎn)起振時(shí)間比a位置的質(zhì)點(diǎn)

晚0.5s,b和c之間的距離是5m,則此列波的

波長(zhǎng)和頻率應(yīng)分別為（)J

A.5m,1HzB.10m,2Hz

C.5m,2HzD.10m,1Hz￥

答案：A

例3.圖示為一列沿x軸負(fù)方向傳播的簡(jiǎn)諧橫波,

虛線為/=0.6s時(shí)的波形圖，波的周期7>0.6s,

A.波的周期為2.4s

B.在/=0.9s時(shí)，P點(diǎn)沿y軸正方向運(yùn)動(dòng)

C.經(jīng)過(guò)0.4s,P點(diǎn)經(jīng)過(guò)的路程為4m

D.在f=0.5s時(shí)，Q點(diǎn)到達(dá)波峰位置

答案：D

練習(xí)

1.如圖所示為一列向某方向傳播的簡(jiǎn)諧橫波在某時(shí)刻的波形圖，在波的傳播

方向上有一質(zhì)點(diǎn)P在該時(shí)刻的振動(dòng)方向如圖.由圖可知（）

A.波向右傳播

B.波向左傳播

C.P點(diǎn)在該時(shí)刻前1/4周期時(shí)和后3/4周期

時(shí)運(yùn)動(dòng)情況相同

D.P點(diǎn)在該時(shí)刻前1/4周期時(shí)和后1/4周

期時(shí)運(yùn)動(dòng)情況相反

2.一簡(jiǎn)諧橫波沿x軸正方向傳播，某時(shí)刻

其波形如圖所示.下列說(shuō)法正確的是（）

A.由波形圖可知該波的波長(zhǎng)

B.由波形圖可知該波的周期

C.經(jīng)1/4周期后質(zhì)元P運(yùn)動(dòng)到Q

D.經(jīng)1/4周期后質(zhì)元Q的速度變?yōu)榱?/p>

3.一列簡(jiǎn)諧橫波在x軸上傳播，某時(shí)刻的波形T

圖如圖所示，a、b、c為三個(gè)質(zhì)元，a正向上運(yùn)

動(dòng),由此可知（）

A.該波沿x軸正方向傳播

B.C正向上運(yùn)動(dòng)

C.該時(shí)刻以后，b比c先到達(dá)平衡位置

D.該時(shí)刻以后，b比c先到達(dá)離平衡位置

最遠(yuǎn)處

4.列筒諧機(jī)械橫波某時(shí)刻的波形圖如圖￥

所示，波源的平衡位置坐標(biāo)為x=（）.當(dāng)波源

質(zhì)點(diǎn)處于其平衡位置上方且向下運(yùn)動(dòng)時(shí)，T

介成中平衡位置坐標(biāo)x=2m的質(zhì)點(diǎn)所處位

置及運(yùn)動(dòng)情況是（）

A.在其平衡位置下方且向上運(yùn)動(dòng)I

B.在其平衡位置下方且向下運(yùn)動(dòng)

C.在其平衡位置上方且向上運(yùn)動(dòng)

在其平衡位置上方且向下運(yùn)動(dòng)I

D.

8I

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高中珈工田

伏能

5.一列簡(jiǎn)諧波在x軸上傳播，在某時(shí)刻波形圖如

圖所示，已知此時(shí)質(zhì)點(diǎn)E的運(yùn)動(dòng)方向向下，則

（）

A.此波沿x軸正方向傳播￥

B.質(zhì)點(diǎn)C此時(shí)向下運(yùn)動(dòng)

C.質(zhì)點(diǎn)A將比質(zhì)點(diǎn)B先回到平衡位置

D.質(zhì)點(diǎn)D的振幅為零

6.如圖所示為簡(jiǎn)諧橫波在某一時(shí)刻的波形圖線，

已知波的傳播速度為2m/s,質(zhì)點(diǎn)a的運(yùn)動(dòng)方向如￥

圖，則下列說(shuō)法中正確的是（）

A.波沿x的負(fù)方向傳播￥

B.質(zhì)點(diǎn)d再經(jīng)過(guò)0.5s第一次到達(dá)波峰

C.該時(shí)刻質(zhì)點(diǎn)a的速度大于質(zhì)點(diǎn)b的速度

D.該時(shí)刻質(zhì)點(diǎn)e運(yùn)動(dòng)的加速度為零￥

7.一列橫波沿水平方向傳播，某一時(shí)刻的

波形如圖所示，則圖中a、b、c、d四點(diǎn)在￥

此時(shí)刻具有相同運(yùn)動(dòng)方向的是（

A.a和cB.a和d

C.b和cD.b和d￥

8.如圖所示，下列說(shuō)法中正確的是（

A.此列波的振幅是0.1mT

B.x=15m處質(zhì)點(diǎn)的位移是0.1

C.若A的速度沿正y軸方向，則B的速

度亦沿正y方向￥

D.A的加速度為沿負(fù)y方向，而B(niǎo)、C

的加速度沿正y方向￥

答案：

1.BCD2.AD3.AC4.A5.B6.AB7.BC8.ACD

3.波形圖的應(yīng)用￥

（I）判定質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)方向或波的傳播方向方法

由書(shū)波的傳播方向確定媒質(zhì)中某個(gè)質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向，或已知波形和波形上一點(diǎn)￥

的振動(dòng)方向，判定波的傳播方向,

①帶動(dòng)法

波的形成和傳播過(guò)程中，前一質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)帶動(dòng)后一相鄰質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)，后一

質(zhì)點(diǎn)重復(fù)前一質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)形式。只要知道某點(diǎn)振動(dòng)方向或波的傳播方向，再通

過(guò)二匕較某質(zhì)點(diǎn)的位移與它相鄰質(zhì)點(diǎn)的位移進(jìn)行比較，即可判斷波的傳播方向或

確定該質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向。

②振向波向同側(cè)法

“振向波向I可側(cè)法”是利用“質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)力向與波的傳播方向都位于波形的￥

同一側(cè)”來(lái)分析判斷波形問(wèn)題的方法。在波形圖上，如果用豎直箭頭表示質(zhì)點(diǎn)

的振動(dòng)方向，用水平箭頭表示波的傳播方向，并且要兩箭頭的笥尾相接，那么T

當(dāng)波向右傳播時(shí)，兩箭頭都在波形右側(cè)，如下圖左圖所示。當(dāng)波向左傳播時(shí)，

兩箭頭都在波形的左側(cè)，如下圖右圖所示。I

I

③微平移法

9I

追求卓越，挑戰(zhàn)極限，人生終將輝煌!

高中珈理

程I優(yōu)能

把原波形沿波的傳播方向平移一段小于Q4的距離，通過(guò)比較某點(diǎn)在原波

形和移動(dòng)后波形上的位移大小，就可判斷該點(diǎn)的振動(dòng)方向。

④上下坡法：把波形圖線比喻為凸凹的路面，凸凹路面就有上坡段和下坡段，

沿著波的傳播方向看去，位于上坡段的質(zhì)點(diǎn)，則向下運(yùn)動(dòng)，位于下坡段的質(zhì)點(diǎn),J

則句上運(yùn)動(dòng)；反之，向上運(yùn)動(dòng)的質(zhì)點(diǎn)，必位于下坡段,向下運(yùn)助的質(zhì)點(diǎn)，必位

于上坡段。￥

例1.簡(jiǎn)諧橫波某時(shí)刻的波形圖線如圖所示，由圖可

知（）

A.若質(zhì)點(diǎn)a向下運(yùn)動(dòng)，則波是從左向右傳播左

B.若質(zhì)點(diǎn)b向上運(yùn)動(dòng)，則波是從左向右傳播

C.若波是從右向左傳播，則質(zhì)點(diǎn)c向下運(yùn)動(dòng)￥

D.若波是從右向左傳播，對(duì)質(zhì)點(diǎn)d向上運(yùn)動(dòng)

答案：BD

例2.如圖所示為一簡(jiǎn)諧橫波在某一時(shí)刻的波形圖,

已知此時(shí)質(zhì)點(diǎn)A正向上運(yùn)T

動(dòng)，如圖中箭頭所示，由此可斷定此橫波（）

A.向右傳播，且此時(shí)質(zhì)點(diǎn)B正向上運(yùn)動(dòng)￥

B.向右傳播，且此時(shí)質(zhì)點(diǎn)C正向下運(yùn)動(dòng)

C.向左傳播，且此時(shí)質(zhì)點(diǎn)D正向上運(yùn)動(dòng)

D.向左傳播，且此時(shí)質(zhì)點(diǎn)E正向下運(yùn)動(dòng)￥

答案:C

練習(xí)T

1.一列簡(jiǎn)諧波沿X軸正向傳播，/=0時(shí)刻波形如圖所示，/=o.5s時(shí)刻P點(diǎn)剛

好第二次出現(xiàn)波峰，有下列可供選擇的說(shuō)法：①此刻P質(zhì)點(diǎn)速度方向向上；

②Q質(zhì)點(diǎn)開(kāi)始振動(dòng)時(shí)，P質(zhì)點(diǎn)正在波峰；￥

③在r=0.5s時(shí)刻，質(zhì)點(diǎn)P加速度方向向上;J/cm

④在E=O5s時(shí)刻,Q點(diǎn)第一次出現(xiàn)波峰。￥

其中正確的是（

)0810x/m

A.②③B.@@

C.③④D.??￥

2.如圖所示為一列沿x軸正方向傳播、頻率為50Hz的簡(jiǎn)諧橫波在t=0時(shí)刻

的波形，此時(shí)P點(diǎn)恰好開(kāi)始振動(dòng)，已知波源的平

y/cm￥

衡位置在O點(diǎn)，P、Q兩質(zhì)點(diǎn)平衡位置坐標(biāo)分別

為P（12,0）、Q（56,0）,則（）Q

O

A.波源剛開(kāi)始振動(dòng)時(shí)的運(yùn)動(dòng)方向沿+y方向x/m

B.這列波的波速為600m/s

C.當(dāng)，=0.1Is時(shí)，Q點(diǎn)剛開(kāi)始振動(dòng)

D.Q點(diǎn)剛開(kāi)始振動(dòng)時(shí)，P點(diǎn)恰位于波谷

3.一列波沿繩子傳播時(shí)、繩上有相距3m的P

點(diǎn)和Q點(diǎn)，它們的振動(dòng)圖線如圖所示。其中￥

實(shí)線為P點(diǎn)的圖線，虛線為Q點(diǎn)的圖線，則

該列波的波長(zhǎng)和波速的可能值為（）T

A.6m,30m/sB.6m,12m/s

C.2m,12m/sD.2m,lOin/s

4.一列橫波沿x軸的負(fù)向傳播，波速為6m/s,當(dāng)位于xl=3cm的A質(zhì)點(diǎn)恰好I

在平衡位置向上振動(dòng)時(shí)，位于x2=6cm的B質(zhì)點(diǎn)正處于x軸下方最大位移處,

求由此波的波長(zhǎng)表達(dá)式及最小頻率值。I

5.一列橫波沿直線ab,向右傳播，ab=2m,a、b兩點(diǎn)的振動(dòng)情況如圖所示，

下列說(shuō)法中正確的是（）

A.波速可能是2/43m/sB.波K可能是8/3ni

10I

追求卓越，挑戰(zhàn)極限，人生終將輝煌!

高中物理

C.波速可能大于2/3m/sD.波長(zhǎng)可能大于8/3m

6.在波的傳播直線上有兩個(gè)介質(zhì)質(zhì)點(diǎn)A、B,它們相距60cm,當(dāng)A質(zhì)點(diǎn)在平

衡位置處向上振動(dòng)時(shí)，B質(zhì)點(diǎn)處于波谷位置。若波速的大小為24m/s,則波的

頻率可能值是（)J

A.30HzB.410HzC.400HzD.490Hz

4.3

答案：1.BC2.C3.Am(n=0?1,2,...),150HzT

IOOn+75

5.CD6.ABDY

三、機(jī)械波的傳播￥

1.橫波的傳播方式

（I）振動(dòng)圖象和波的圖象￥

振動(dòng)是一個(gè)質(zhì)點(diǎn)隨時(shí)間的推移而呈現(xiàn)的現(xiàn)象，波動(dòng)是全部質(zhì)點(diǎn)聯(lián)合起來(lái)共

同呈現(xiàn)的現(xiàn)象。

簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)和其引起的簡(jiǎn)諧波的振幅、頻率相同，二者的圖象有相同的正弦I

（余弦）曲線形狀，但二圖象是有本質(zhì)區(qū)別的。見(jiàn)表：

簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的振圖象機(jī)械波的波動(dòng)圖象

ix/cm

圖象

up

研究對(duì)象一個(gè)振動(dòng)質(zhì)點(diǎn)波傳播方向所有質(zhì)點(diǎn)

研究?jī)?nèi)容一質(zhì)點(diǎn)位移隨時(shí)間變化規(guī)律某時(shí)刻所有質(zhì)點(diǎn)的空間分布規(guī)律

C)

一個(gè)質(zhì)點(diǎn)做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)時(shí)，它的在某一時(shí)刻某一直線上各個(gè)質(zhì)點(diǎn)

函數(shù)關(guān)系

位置X隨時(shí)間/變化的關(guān)系的位置所形成的圖象（橫波）

各質(zhì)點(diǎn)平衡位置距坐標(biāo)原點(diǎn)的位CJ

坐橫軸一個(gè)質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)的時(shí)間

置（距離）

標(biāo)

一個(gè)質(zhì)點(diǎn)不同時(shí)刻相對(duì)平衡同一時(shí)刻各質(zhì)點(diǎn)相對(duì)各自平衡位

縱軸

位置的位移置的位移

形:匕正弦函數(shù)或余弦函數(shù)的圖象

C)

由H象可波長(zhǎng)7

周期r

直觀得到振幅力

振幅力

的數(shù)據(jù)波峰及波谷的位置

物理意義表示一質(zhì)點(diǎn)在各時(shí)刻的位移表示某時(shí)刻各質(zhì)點(diǎn)的位移

隨時(shí)間推移圖象延續(xù)，但已有隨時(shí)間推移，圖象沿傳播方向平不

圖象變化

形態(tài)不變移

完整曲線

C_)

占橫坐標(biāo)表示一個(gè)周期表示一個(gè)波長(zhǎng)

距離

圖象上某在某時(shí)刻（橫軸坐標(biāo)）做簡(jiǎn)諧在某時(shí)刻，距坐標(biāo)原點(diǎn)的距離一I

一點(diǎn)的物運(yùn)動(dòng)的物體相對(duì)平衡位置的定（橫軸坐標(biāo)）的該質(zhì)點(diǎn)的位移

理意義位移（縱軸坐標(biāo)）（縱坐標(biāo)）一一

形象比喻拍一個(gè)人做廣播操的錄像拍許多人做廣播操的一張照片

11

追求卓越，挑戰(zhàn)極限，人生終將輝煌!

高中珈理

程I優(yōu)能

振動(dòng)圖象和波的圖象既有區(qū)別，也有聯(lián)系。波在傳播過(guò)程中，波上的各質(zhì)

點(diǎn)都在自己的平衡位置附近振動(dòng)，都有自己的振動(dòng)圖像。旦各質(zhì)點(diǎn)