12机械波

菜单固考基·教材回扣析考点·重难突破练考题·随堂自测LK新课标·物理第2讲机械波1.机械波的形成和传播(1)产生条件．①有．②有，如空气、水、绳子等．(2)传播特点．①传播振动形式、和信息．②质点不．③介质中各质点振动频率、振幅、起振方向等都与波源．波源介质能量随波迁移相同菜单固考基·教材回扣析考点·重难突破练考题·随堂自测LK新课标·物理2．机械波的分类菜单固考基·教材回扣析考点·重难突破练考题·随堂自测LK新课标·物理3.波长、频率和波速(1)波长：在波动中，振动相位总是相同的两个质点间的距离，用λ表示．波长由频率和波速共同决定．①横波中，相邻两个(或)之间的距离等于波长．②纵波中，相邻两个(或)之间的距离等于波长．(2)频率：波的频率由决定，等于波源的振动频率．在任何介质中频率不变．(3)波速：波的传播速度，波速由决定，与波源无关．(4)波速公式：v＝＝或v＝.相邻波峰波谷密部疏部波源介质λfλTΔxΔt菜单固考基·教材回扣析考点·重难突破练考题·随堂自测LK新课标·物理菜单固考基·教材回扣析考点·重难突破练考题·随堂自测LK新课标·物理【针对训练】1．(2012·浙江高考)用手握住较长软绳的一端连续上下抖动，形成一列简谐横波．某一时刻的波形如图12－2－1所示，绳上a、b两质点均处于波峰位置．下列说法正确的是()A．a、b两点之间的距离为半个波长B．a、b两点振动开始时刻相差半个周期C．b点完成全振动次数比a点多一次D．b点完成全振动次数比a点少一次菜单固考基·教材回扣析考点·重难突破练考题·随堂自测LK新课标·物理【解析】波的图象中相邻波峰间的两质点间的距离为一个波长，且振动开始时刻相差一个周期，所以选项A、B均错误；质点b开始振动的时刻比质点a晚一个周期，因此质点b完成全振动的次数比质点a少一次，所以选项D正确，选项C错误．【答案】D菜单固考基·教材回扣析考点·重难突破练考题·随堂自测LK新课标·物理1.坐标轴x轴：各质点的连线．y轴：沿质点振动方向，表示质点的．2．物理意义：表示介质中各质点在某一时刻相对各自的位移．3．图象形状：简谐波的图象是(或余弦)曲线，如图12－2－2所示．平衡位置位移平衡位置正弦菜单固考基·教材回扣析考点·重难突破练考题·随堂自测LK新课标·物理菜单固考基·教材回扣析考点·重难突破练考题·随堂自测LK新课标·物理【针对训练】2．(2012·安徽高考)一列简谐波沿x轴正方向传播，在t＝0时波形如图12－2－3所示，已知波速为10m/s.则t＝0.1s时正确的波形应是选项图中的()菜单固考基·教材回扣析考点·重难突破练考题·随堂自测LK新课标·物理菜单固考基·教材回扣析考点·重难突破练考题·随堂自测LK新课标·物理【解析】由题知：波长λ＝4.0m，波在t＝0.1s内传播的距离x＝vt＝10×0.1m＝1m＝14λ，故将原波形图沿波的传播方向(即x轴正方向)平移14λ即可，故选项C正确，选项A、B、D错误．【答案】C菜单固考基·教材回扣析考点·重难突破练考题·随堂自测LK新课标·物理1.波的干涉和衍射菜单固考基·教材回扣析考点·重难突破练考题·随堂自测LK新课标·物理2．多普勒效应菜单固考基·教材回扣析考点·重难突破练考题·随堂自测LK新课标·物理【针对训练】3．(2011·上海高考)两波源S1、S2在水槽中形成的波形如图12－2－4所示，其中实线表示波峰，虚线表示波谷，则()A．在两波相遇的区域中会产生干涉B．在两波相遇的区域中不会产生干涉C．a点的振动始终加强D．a点的振动始终减弱【解析】由图知，两列波的波长不相等，不满足波的干涉条件，故B正确，A、C、D错误．【答案】B菜单固考基·教材回扣析考点·重难突破练考题·随堂自测LK新课标·物理1.波的传播方向和质点振动方向判断(1)若已知某时刻A点振动方向向上，则波向x轴负方向传播．(2)若已知波向x轴正方向传播，则该时刻B点向上振动．菜单固考基·教材回扣析考点·重难突破练考题·随堂自测LK新课标·物理2．由t时刻的波形确定t＋Δt时刻的波形图12－2－6(1)波向右传播Δt＝14T的时间和向左传播Δt＝34T的时间波形相同．(2)若ΔtT，可以采取“舍整取零头”的办法．菜单固考基·教材回扣析考点·重难突破练考题·随堂自测LK新课标·物理3．已知波的传播情况确定某点振动情况(1)根据该点到波源的距离x和波速v可以计算该点开始振动的时间t＝xv.(2)将该点振动的时间和周期相联系．采用“舍整取零头”的办法结合起振方向可确定该点相对平衡位置的位移，进而确定加速度、速度等．菜单固考基·教材回扣析考点·重难突破练考题·随堂自测LK新课标·物理菜单固考基·教材回扣析考点·重难突破练考题·随堂自测LK新课标·物理如图12－2－7是某绳波形成过程的示意图，1、2、3、4…为绳上的一系列等间距的质点，绳处于水平方向．质点1在外力作用下沿竖直方向做简谐运动，带动2、3、4…各个质点依次上下振动，把振动从绳的左端传到右端．t＝0时质点1开始竖直向上运动，经过四分之一周期，质点5开始运动．下列判断正确的是()A．质点6开始振动时的运动方向向下B．t＝T2时质点6的加速度方向向下C．t＝3T4时质点10的运动方向向下D．t＝T时质点16开始运动菜单固考基·教材回扣析考点·重难突破练考题·随堂自测LK新课标·物理【解析】介质中各质点开始振动时的振动方向和振源开始振动时的振动方向相同，A不对；经过t＝T2质点1回到平衡位置，质点9开始向上振动，质点6在平衡位置上方，所以加速度的方向向下，B对；t＝3T4时质点1振动到负的最大位移处，质点13开始振动，5～13之间的质点在平衡位置上方，9～13之间的质点处于“下坡路”上，振动方向都向上，C错误；t＝T时质点17开始运动，D不对．【答案】B菜单固考基·教材回扣析考点·重难突破练考题·随堂自测LK新课标·物理菜单固考基·教材回扣析考点·重难突破练考题·随堂自测LK新课标·物理菜单固考基·教材回扣析考点·重难突破练考题·随堂自测LK新课标·物理(2012·新课标全国高考)一简谐横波沿x轴正向传播，t＝0时刻的波形如图12－2－8(a)所示x＝0.30m处的质点的振动图线如图12－2－8(b)所示，该质点在t＝0时刻的运动方向沿y轴________(填“正向”或“负向”)。已知该波的波长大于0.30m，则该波的波长为________m。菜单固考基·教材回扣析考点·重难突破练考题·随堂自测LK新课标·物理【解析】依据振动图象描述的是同一质点不同时刻的运动特征可知t＝0时刻质点运动方向沿y轴正向．因为横波沿x轴正向传播且波长大于0.30m，则0.3m＝38λ，解得λ＝0.8m．(对应P点)【答案】正向0.8菜单固考基·教材回扣析考点·重难突破练考题·随堂自测LK新课标·物理1.造成多解的因素(1)周期性①时间周期性：时间间隔Δt与周期T的关系不明确．②空间周期性：波传播距离Δx与波长λ的关系不明确．(2)双向性①传播方向双向性：波的传播方向不确定．②振动方向双向性：质点振动方向不确定．如：a.质点达到最大位移处，则有正向和负向最大位移两种可能．b．质点由平衡位置开始振动，则起振方向有向上、向下(或向左、向右)的两种可能．c．只告诉波速不指明波的传播方向，应考虑沿两个方向传播的可能，即沿x轴正方向或沿x轴负方向．d．只给出两时刻的波形，则有多次重复出现的可能等．菜单固考基·教材回扣析考点·重难突破练考题·随堂自测LK新课标·物理(3)波形的隐含性形成多解在波动问题中，往往只给出完整波形的一部分，或给出几个特殊点，而其余信息均处于隐含状态．这样，波形就有多种情况，形成波动问题的多解性．2．解决问题的方法(1)解决此类问题时，往往采用从特殊到一般的思维方法，即找到一个周期内满足条件的特例，在此基础上，如知时间关系，则加nT；如知空间关系，则加nλ.(2)一般解题步骤①根据初末两时刻的波形图确定传播距离与波长的关系通式．②根据题设条件判断是唯一解还是多解．③根据波速公式v＝ΔxΔt或v＝λT＝λf求波速．菜单固考基·教材回扣析考点·重难突破练考题·随堂自测LK新课标·物理如图12－2－9所示，a、b是一列横波上的两个质点，它们在x轴上的距离Δx＝30m，波沿x轴正方向传播，当a振动到最高点时b恰好经过平衡位置，经过3s，波传播了30m，并且a经过平衡位置，b恰好到达最高点，那么()A．这列波的速度一定是10m/sB．这列波的周期可能是0.8sC．这列波的周期可能是3sD．这列波的波长可能是24m菜单固考基·教材回扣析考点·重难突破练考题·随堂自测LK新课标·物理【解析】波速v＝ΔxΔt＝303m/s＝10m/s，A对；波长的通式为kλ＋λ4＝30k＝0，1，2，3…kλ＋34λ＝30k＝0，1，2，3…则λ＝1204k＋1k＝0，1，2，3…①λ＝1204k＋3k＝0，1，2，3…②对①式k＝1时λ＝24m，D对．由②式知周期T＝λv＝124k＋3(k＝0,1,2,3…)，当k＝3时T＝0.8s，B对．由①式知T＝λv＝124k＋1(k＝0,1,2,3…)，C错．【答案】ABD菜单固考基·教材回扣析考点·重难突破练考题·随堂自测LK新课标·物理