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单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,*,基础课2机械波,1/48,机械波横波和纵波,知识排查,机械振动,定义,在介质中传输形成机械波,产生条件,(1),；,(2),形成原因,介质中质点受波源或邻近质点驱动做 振动,分类,横波,振动方向与传输方向 波，如绳波,纵波,振动方向与传输方向 波，如声波,波源,介质,受迫,垂直,平行,2/48,波速、波长和频率关系,1.,波长,：在波动中，振动相位总是,两个相邻质点间距离。,2,.,频率,f,：与,振动频率相等。,3,.,波速,v,：,波在介质中传输速度。,4,.,波速与波长和频率关系：,v,。,相同,波源,f,3/48,波图象,1.,坐标轴意义,：横坐标表示在波传输方向上各质点,，纵坐标表示某一时刻各质点偏离平衡位置,。,2,.,图象物理意义：,某一时刻介质中各质点相对,位移。,图,1,4/48,波干涉和衍射现象多普勒效应,1.,波干涉和衍射,波干涉,波衍射,条件,两列波频率必须,显著条件：障碍物或孔 比波长小或相差不多,现象,形成加强区和减弱区相互隔开稳定,波能够绕过 或孔继续向前传输,相同,尺寸,干涉图样,障碍物,5/48,2.,多普勒效应,(1),条件：声源和观察者之间有,。,(2),现象：观察者感到,发生改变。,(3),实质：声源频率,，观察者接收到频率,。,相对运动,频率,不变,改变,6/48,小题速练,1,.,思索判断,(1),在机械波传输中，各质点随波传输而迁移。,(,),(2),机械波频率等于振源振动频率。,(,),(3),机械波传输速度与振源振动速度相等。,(,),(4),质点振动方向总是垂直于波传输方向。,(,),(5),在一个周期内，沿着波传输方向，振动在介质中传输一个波长距离。,(,),(6),机械波在介质中传输速度由介质本身决定。,(,),(7),火车鸣笛减速向我们驶来时，我们听到笛声频率将比声源发声频率低。,(,),答案,(1),(2),(3),(4),(5),(6),(7),7/48,2,.,(,多项选择,),一列沿,x,轴正方向传输简谐横波在,t,0,时刻波形如图,2,所表示，质点,P,x,坐标为,3 m,。已知任意振动质点连续,2,次经过平衡位置时间间隔为,0.4 s,。以下说法正确是,(,),A,.,波速为,4 m/s,B,.,波频率为,1.25 Hz,C,.,x,坐标为,15 m,质点在,t,0.6 s,时恰好位于波谷,D,.,x,坐标为,22 m,质点在,t,0.2 s,时恰好位于波峰,E,.,当质点,P,位于波峰时，,x,坐标为,17 m,质点恰好位于波谷,图,2,8/48,答案,BDE,9/48,波传输与波速公式应用,10/48,11/48,1,.,(,贵州遵义航天高级中学模拟,),(,多项选择,),一简谐横波沿,x,轴负向传输，,t,时刻波形如图,3,所表示，则该时刻,(,),图,3,12/48,答案,ADE,13/48,2,.,(,山西五校四联,)(,多项选择,),沿,x,轴传输一列简谐横波在,t,0,时刻波形如图,4,所表示，两质点,M,、,N,横坐标分别为,x,1,1.5 m,和,x,2,2.5 m,，,t,0,时刻质点,M,运动方向沿,y,轴负方向。若从,t,0,时刻开始，经,0.25 s,质点,N,第一次抵达平衡位置，则,(,),A,.,该列波沿,x,轴负方向传输,B,.,该列波周期为,1 s,C,.,该列波波速为,2 m/s,D,.,1 s,末，质点,M,运动方向沿,y,轴负方向,E.0,1 s,内，质点,N,经过旅程等于,8 cm,图,4,14/48,答案,ACE,15/48,3.,一列沿,x,方向传输简谐横波，在,t,0,时刻波形如图,5,所表示，质点振动振幅为,10 cm,。,P,、,Q,两点坐标分别为,(,1,，,0),和,(,9,，,0),，已知,t,0.7 s,时，,P,点第二次出现波峰。,(1),这列波传输速度多大？,(2),从,t,0,时刻起，经过多长时间,Q,点第一次出现波峰？,(3),当,Q,点第一次出现波峰时，,P,点经过旅程为多少？,图,5,16/48,解析,(1),由题意可知该波波长为,4 m,，,P,点与最近波峰水平距离为,3 m,，距离下一个波峰水平距离为,7 m,Q,点第一次出现波峰时质点,P,振动了,t,2,0.9 s,当,Q,点第一次出现波峰时，,P,点经过旅程,s,0.9 m,。,答案,(1)10 m/s,(2)1.1 s,(3)0.9 m,(2),Q,点与最近波峰水平距离为,11 m,17/48,波传输方向与质点振动方向互判方法,内容,图象,“,上下坡,”,法,沿波传输方向，“上坡”时质点向下振动，“下坡”时质点向上振动,“,同侧,”,法,波形图上某点表示传输方向和振动方向箭头在图线同侧,“,微平移,”,法,将波形沿传输方向进行微小平移，再由对应同一x坐标两波形曲线上点来判断振动方向,18/48,振动图象和波图象关联分析,求解波动图象与振动图象综合类问题可采取,“,一分、一看、二找,”,方法,19/48,1,.,(,河北石家庄调研,),(,多项选择,),如图,6,甲为一列简谐横波在某一时刻波形图，图乙为介质中,x,2 m,处质点,P,以此时刻为计时起点振动图象。以下说法正确是,(,),图,6,20/48,A,.,这列波传输方向是沿,x,轴正方向,B,.,这列波传输速度是,20 m/s,C,.,经过,0.15 s,，质点,P,沿,x,轴正方向传输了,3 m,D,.,经过,0.1 s,，质点,Q,运动方向沿,y,轴正方向,E,.,经过,0.35 s,，质点,Q,距平衡位置距离小于质点,P,距平衡位置距离,21/48,答案,ABE,22/48,2,.,(,江西南昌一模,)(,多项选择,),图,7,甲为一列简谐横波在,t,0,时刻波形图，,P,是平衡位置在,x,1 m,处质点，,Q,是平衡位置在,x,4 m,处质点，图乙为质点,Q,振动图象，则以下说法正确是,(,),图,7,23/48,A,.,这列波波长是,8 m,，周期是,0.20 s,，振幅是,10 cm,B,.,在,t,0,时刻，质点,Q,向,y,轴正方向运动,C,.,从,t,0,到,t,0.25 s,，该波沿,x,轴负方向传输了,6 m,D,.,从,t,0,到,t,0.25 s,，质点,P,经过旅程为,0 cm,E,.,质点,Q,简谐运动表示式为,y,0.1sin 10,t,(m),24/48,答案,ABE,25/48,3,.,(,安徽江南十校联考,),(,多项选择,),一简谐机械横波沿,x,轴负方向传输，已知波波长为,8 m,，周期为,2 s,，,t,1 s,时刻波形如图,8,甲所表示，,a,、,b,是波上两个质点。图乙是波上某一点振动图象。则以下说法正确是,(,),图,8,26/48,A,.,图乙能够表示,d,质点振动,B,.,图乙能够表示,b,质点振动,C,.,a,、,b,两质点在,t,1.5 s,时速度大小相同,D,.,该波传输速度为,v,4 m/s,E,.,t,0,时,b,质点速度沿,y,轴正方向,27/48,答案,ADE,28/48,造成波动问题多解主要原因有,1,.,周期性,(1),时间周期性：时间间隔,t,与周期,T,关系不明确。,(2),空间周期性：波传输距离,x,与波长,关系不明确。,2,.,双向性,(1),传输方向双向性：波传输方向不确定。,(2),振动方向双向性：质点振动方向不确定。,3,.,波形隐含性形成多解,在波动问题中，往往只给出完整波形一部分，或给出几个特殊点，而其余信息均处于隐含状态。这么，波形就有各种情况，形成波动问题多解性。,波多解问题,29/48,【典例】,全国卷,，34(1),(,多项选择,),如图,9,，一列简谐横波沿,x,轴正方向传输，实线为,t,0,时波形图，虚线为,t,0.5 s,时波形图。已知该简谐波周期大于,0.5 s,。关于该简谐波，以下说法正确是,(,),A,.,波长为,2 m,B,.,波速为,6 m/s,C,.,频率为,1.5 Hz,D,.,t,1 s,时，,x,1 m,处质点处于波峰,E,.,t,2 s,时，,x,2 m,处质点经过平衡位置,图,9,30/48,答案,BCE,31/48,32/48,1,.,(,河北唐山一模,),(,多项选择,),如图,10,所表示为一列向左传输横波图象，图中实线表示,t,时刻波形，虚线表示又经,t,0.2 s,时刻波形，已知波长为,2 m,，以下说法正确是,(,),图,10,33/48,答案,BCE,34/48,2,.,(,武汉市模拟,),(,多项选择,),如图,11,所表示，有一列减幅传输简谐横波，,x,0,与,x,75 m,处,A,、,B,两个质点振动图象分别如图中实线与虚线所表示。则这列波,(,),A,.,A,点处波长是,10 cm,，,B,点处波长是,5 cm,B,.,周期一定都是,210,2,s,C,.,t,0.012 5 s,时刻，两质点振动速度方向相反,D,.,传输速度一定是,600 m/s,E,.,A,质点振幅是,B,质点振幅,2,倍,图,11,35/48,答案,BCE,36/48,3,.,(,湖南长沙四县,3,月模拟,),(,多项选择,),一列简谐横波在,t,0,时刻波形图如图,12,实线所表示，从此刻起，经,0.2 s,波形图如图虚线所表示，若波传输速度为,5 m/s,，则,(,),图,12,37/48,A,.,这列波沿,x,轴正方向传输,B,.,t,0,时刻质点,a,沿,y,轴正方向运动,C,.,若此波碰到另一列简谐横波并发生稳定干涉现象，则该波所碰到简谐横波频率为,1.25 Hz,D,.,x,2 m,处质点位移表示式为,y,0.4sin(2.5,t,)(m),E,.,从,t,0,时刻开始质点,a,经,0.4 s,经过旅程为,0.8 m,38/48,答案,CDE,39/48,1,.,波干涉中振动加强点和减弱点判断,波干涉、衍射、多普勒效应,40/48,2,.,多普勒效应成因分析,(1),接收频率：观察者接收到频率等于观察者在单位时间内接收到完全波个数。,(2),波源与观察者假如相互靠近，观察者接收到频率增大。,(3),波源与观察者假如相互远离，观察者接收到频率减小。,(4),波源和观察者假如相对静止，观察者接收到频率等于波源频率。,41/48,1,.,(,多项选择,),如图,13,所表示，实线与虚线分别表示振幅、频率均相同两列简谐横波波峰和波谷，此刻，,M,是波峰与波峰相遇点。设这两列波振幅均为,A,，则以下说法正确是,(,),A,.,此时刻位于,O,处质点正处于平衡位置,B,.,P,、,N,两处质点一直处于平衡位置,C,.,伴随时间推移，,M,处质点将向,O,处移动,D,.,从此时刻起，经过四分之一周期，,M,处质点抵达平衡位置，此时位移为零,E,.,O,、,M,连线中点是振动加强点，其振幅为,2,A,图,13,42/48,解析,此时刻位于,O,处质点正处于波谷与波谷相遇点，不在平衡位置，选项,A,错误；,P,、,N,两处质点处于波峰和波谷相遇点，两列波在这两处位移一直相反，合位移为,0,，选项,B,正确；质点并不随波迁移，选项,C,错误；从此时刻起，经过四分之一周期，两列波在,M,点振动均到达平衡位置，合位移为零，选项,D,正确；,O,、,M,连线中点是振动加强区点，其振幅为,2,A,，选项,E,正确。,答案,BDE,43/48,2,.,(,四川绵阳二诊,)(,多项选择,),一频率为,600 Hz,声源以,20 rad/s,角速度沿二分之一径为,0.8 m,圆周,(,圆心为,O,点,),做匀速圆周运动，一观察者站在离圆心很远,P,点且相对于圆心静止，如图,14,所表示，则观察者接收到,(,),A,.,声源在,A,点时发出声音频率大于,600 Hz,B,.,声源在,B,点时发出声音频率等于,600 Hz,C,.,声源在,C,点时发出声音频率等于,600 Hz,D,.,声源在,C,点时发出声音频率小于,600 Hz,E,.,声源在,D,点时发出声音频率小于,600 Hz,图,14,44/48,解析,依据多普勒效应，当声源和观察者相向运动时，观察者接收到频率大于声源频率，当声源和观察者反向运动时，观察者接收到频率小于声源频率，将声源运动至,A,、,B,、,C,、,D,四个点时相对于观察者速度方向标出来，,A,点有靠近观察者趋势，,C,点有远离观察者趋势，声源在,B,、,D,两点速度方向垂直,O,点与观察者连线，故选项,A,、,B,、,D,正确，,C,、,E,错误。,答案,ABD,45/48,3,.,(,多项选择,),在坐标原点波源产生一列沿,x,轴正方向传输简谐横波，波速,v,200 m/s,。已知,t,0,时，波刚好传输到,x,40 m,处，如图,15,所表示，在,x,400 m,处有一接收器,(,图中未画出,),，则以下说法正确是,(,),图,15,46/48,A,.,波源开始振动时方向沿,y,轴正方向,B,.,从,t,0,开始经过,0.15 s,，,x,40 m,处质点运动旅程为,0.6 m,C,.,接收器在,t,1.8 s,时才能接收到此波,D,.,若波源向,x,轴负方向运动，依据多普勒效应，接收器接收到波源频率可能为,11 Hz,E,.,若该波与另一列频率为,10 Hz,、波源在,x,350 m,处沿,x,轴负方向传输简谐横波相遇，能够产生稳定干涉图样,47/48,答案,BCE,48/48,
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