关于机械波急...........

2025-02-23 16:30:07

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回答1：

（一）机械波

1. 机械波：机械振动在介质中的传播过程。

2. 横波：质点的振动方向与波的传播方向垂直。有波峰和波谷。

3. 质点的振动方向与波的传播方向在一条直线上的波叫纵波。纵波上有密部和疏部。

4. 波长：两个相邻的，在振动过程中对平衡位置的位移总是相等的质点间的距离。符号。

5. 频率：质点振动频率，由波源决定，与介质无关。

6. 波速v：单位时间内振动向外传播的距离。

7. 波速、频率、波长的关系式：
8. 机械波产生条件：

(1)要有波源；(2)要有介质。

9. 波的实质：传递能量的一种方式。

（二）波的图象

1. 图象的意义：表示在波的传播方向上，某时刻各质点离开平衡位置的位移。

2. 图象的形状：正弦（余弦）曲线。

3. 图象直接反映的物理量：

(1)各质点振幅A；(2)波长；(3)某时刻各质点的位移。

4. 波动图象与振动图象的区别

项目
波动图象
振动图象

研究对象
连续介质
振动质点

研究内容
某一时刻在连续介质中各质点的分布
质点振动过程中，位移随时间的变化

图象

相邻峰距
波长
周期

图线变化
随时间相移，图线不断变化
随时间推移，图线不断延伸

图上反映的量
(1)某一时刻各个质点的位移

(2)A，
(1)某一质点在各个时刻的位移

(2)A、T、

（三）波的衍射与干涉

1. 波的衍射：波绕过障碍物的现象。

发生明显衍射现象的条件：障碍物或孔的尺寸比波长小或相差不多。

2. 波的叠加：两列波相遇后互不干扰，重叠区质点的位移等于两列波分别引起的位移的量和。

3. 波的干涉：频率相同的两列波叠加，使某些区域振动加强，某些区域振动减弱，且加强和减弱的区域相互间隔。

(1)干涉条件：频率相同，振动情况相同。

(2)加强减弱的条件：

<1>加强：两波源到该区域距离之差等于波长整数倍。
<2>减弱：两波源到该区域距离之差等于半波长的奇数倍。

（四）声波

1. 声源：振动着的发声体。

2. 有关声波：

(1)人听力范围20～20，000Hz；

(2)声波在气体、液体中是纵波，在固体中有纵波也有横波；

(3)声速与介质、温度有关，空气中约为340m/s；

(4)回声比原声滞后0.1s以上可分开，可用于测速和测距方面。

二. 重点、难点：

（一）有关机械波：

1. 波动与振动的关系：

(1)振动是波动的成因，波动是振动的传播。有波动一定有振动，有振动不一定产生波动，还需有介质。

(2)质点的振动是变加速度运动，波动在介质中匀速向前传播。

(3)振动研究某个质点的运动，波动研究介质中各质点在某一时刻的运动。

2. 波长确定的方法：

(1)由波长定义；

(2)振动在一个周期里在介质中传播的距离；

(3)横波中相邻波峰（谷）间的距离，纵波中相邻密（疏）部中央间的距离。

3. 机械波的产生：

(1)机械波传播的是振动的形式，是能量传播的一种方式；

(2)各质点都做受迫振动，振动的频率都等于波源的振动频率，若为简谐波，振幅也相同；

(3)各质点开始振动的方向与波源起振方向相同；

(4)后振动的质点总是落后并重复前一个质点的振动。

（二）关于波的图象：

1. 已知波源或波的传播方向判定该时刻图象上各质点的振动方向（从而判定质点的振动速度、加速度、回复力、动能和势能的变化）。

2. 波动的特点：

周期性

（三）有关干涉和衍射：

1. 干涉：

(1)增强是指振动原点的能量增大，即振幅增大，减弱是指质点合振动的振幅减小；；

(2)加强区总加强，减弱区总减弱；

2. 干涉、衍射是波所特有的现象。一切波都可发生干涉和衍射现象。

例题精讲：

例1 如图所示，实线是某时刻的波形图象，虚线是0.2s后的波形图。

（1）若波向左传播，求它传播的可能距离？

（2）若波向右传播，求它的最大周期。

（3）若波速是，求波的传播方向？

解析：（1）波向左传播时，传播的距离为：

可能距离为3m，7m，11m……

（2）波向右传播时，求周期。

根据
得：

在所有的可能周期中，时周期最大，即最大为0.8s。

（3）波在0.2s内传播的距离
传播的波长数
由图知波向左传播。

例2. 图中是两个相干波源，由它们发出的波相互叠加，实线表示波峰，虚线表示波谷，则对a、b、c三点振动的情况下列判断中正确的是（）

A. b处的振动永远互相减弱 B. a处永远是波峰与波峰相遇

C. b处在这时刻是波谷与波谷相遇 D. c处振动永远互相减弱

例3. 一列横波沿绳子向右传播，某时刻绳子形成如图所示的凹凸形状。对此时绳上A、B、C、D、E五个质点（）

A. 它们的振幅相同 B. D和F的速度方向相同

C. A和C的速度方向相同 D. 从此时算起，B比C先回到平衡位置

解析：(1)波源振动时，绳上各质点通过相互间的弹力跟着作受迫振动，不考虑传播中的能量损耗时，各质点振幅相同。因此A正确。

(2)波传播时，离波源远的质点的振动落后于离波源近的质点的振动，并跟随近的质点振动。由图可知：D点跟随近波源质点C正向上运动，F点跟随近波源的质点E正向下运动，两者速度方向相反。所以B错。同理可知A点正向下运动。C点正向上运动，两者速度方向也相反，所以C错。

(3)由于此时B、C两质点都向上运动，C比B迟到最大位移处，C回到平衡位置也比B迟，所以D正确。

例4 一列横波沿直线向右传播，某时刻在介质中形成的波动图象如图所示。

(1)指出此时质点a、b、d、f的运动方向；

(2)画出当质点a第一次回到负向最大位移时在介质中形成的波动图象。

分析：(1)波向右传播，表示波源在左方，图中质点a离波源最近，质点h离波源最远。根据波的传播特点即可确定该时刻各点的运动方向。由于此时质点a位于平衡位置，它第一次到达负向最大位置时，则原来处于峰、谷的质点正好回到平衡位置，原来处于平衡位置的质点分别达到正向或负向最大位移。

因此可知质点a、b正向下运动，d、f正向上运动。

(2)质点a第一次回到负向最大位移时，在介质中形成的波形图如图所示：

注：(1)描点法：在原波形图上选取位于峰、谷和平衡位置的一些质点，由此刻起的运动趋势，根据题中条件依次画出它们在新时刻的位置，连成光滑曲线即得新的波形图。（如题中所用方法）

(2)波形平移法：沿波的传播方向，根据题中条件向前平移一段距离即得新的波形图，如图中虚线所示。

分析：(1)b处此刻是波谷与波谷相遇，位移为负的最大值，振动也是加强。A错，C正确。

(2)a处此刻是波峰与波峰相遇，过半周期后波谷与波谷相遇，始终是振动加强的点，并非永远是波峰与波峰相遇的点，B错。

(3)c处此刻是峰、谷相遇，过半周期后仍是峰谷相遇，它的振动永远互相减弱，D正确。

因此，答案应是C、D。