高二物理机械波的产生和描述知识精讲北师大版.doc

高二物理机械波的产生和描述知识精讲北师大版 【本讲教育信息】 一. 教学内容： 机械波的产生和描述 （一）机械波的产生 1. 机械波 机械振动在介质中传播，形成机械波 2. 机械波的形成： 总是后一质点在前一质点带动下做受迫振动，各质点振动的频率、振幅均相同（简谐波），但振动依次落后，即后一质点重复前一质点的振动。 （二）波的描述 1. 波速公式： 其中：f——仅由波源决定。 v——对机械波波速由介质决定。 λ——与波源、介质均有关。 当波由一种介质进入到另一种介质，波的频率f保持不变，波速v将改变，波长λ也将改变。 2. 波的图像：表示介质中各质点在某一时刻的位移。 【典型例题】 例1. 绳上有一列正弦横波，沿x轴传播，图中的a、b是绳上两点，它们在x轴上的距离小于一个波长。当a点振动到最高点时，b点恰经平衡位置向上运动。试在图中a、b两点之间画出两个波形，分别表示： （1）沿x轴正方向传播的波； （2）沿x轴负方向传播的波。 并在所画出的两波形上分别标明符号①和②。 分析：（1）若波沿x轴正方向传播，先画出一个完整的波形（如图甲所示），再根据a、b两点的振动特征在图中描出它们的位置，则a、b之间即所求。 （2）若波沿x轴负方向传播，同上述方法描出a、b位置（如图乙所示） 解： 例2. 一简谐横波在图中x轴上传播，实线和虚线分别是t1和t2时刻的波形图，已知t2－t1=1.0s。由图判断下列哪一个波速是不可能的。（ ） A. 1m/s B. 3m/s C. 5m/s D. 10m/s 分析：（1）若波沿+x方向传播，则有 （2）若波沿-x方向传播，则有 解：ABC选项正确。 例3. 一列简谐波沿x轴正方向传播，在t=0时刻的波形如图所示，已知这列波在x=1m的质点依次出现两个波峰的时间间隔为0.4s，则（ ） A. 这列波的波长是6m B. 这列波的波速是10m/s C. x=9m处的质点要再经过0.7s才能第一次到达波峰处 D. x=9m处的质点到达波峰时，x=1m处的质点也恰好到达波峰处 分析：由图可知，波长为4m，故A选项错。 由题干“x=1m的质点依次出现两个波峰的时间间隔为0.4s”，即周期T=0.4s， t=0时刻，波传播到x=6m处，且该质点振动沿+y方向，再经△t时刻波传播到到达波峰处，故C选项错。 x=1m与x=9m处的质点，相距△x’=8m=2λ，故两质点振动情况总相同，故D选项正确。 解：BD。 例4. 一列简谐横波沿x轴负方向传播，图1是t=1s时的波形图，图2是波中某振动质元位移随时间变化的振动图线（两图用同一时间起点），则图2可能是图1中哪个质元的振动图线？（ ） A. x=0处的质元 B. x=1m处的质元 C. x=2m处的质元 D. x=3m处的质元 图1 图2 分析：首先要清楚两图线的物理意义，其次由图2可知，该质点在t=1s时正通过平衡位置向下振动，由此可在图1中找到相应的质点。第三，由图1波沿-x方向传播可以判断出x=0，x=4m处质元通过平衡位置向下振动，故A选项正确。 解：A 【模拟试题】 1. 如图所示为简谐波某时刻的波形图线，由图可知（ ） （1）若质点a向下运动，则波向右传播 （2）若质点b向上运动，则波向右传播 （3）若波向左传播，则质点c向下运动 （4）若波向左传播，则质点d向上运动 A. （1）（3） B. （1）（4） C. （2）（3） D. （2）（4） 2. 一简谐横波在x轴上传播，在某一时刻的波形如图所示，已知此时质点F的运动方向向下，则（ ） （1）此波朝x轴负方向传播 （2）质点D此时向下运动 （3）质点B将比质点C先回到平衡位置 （4）质点E的振幅为零 A. （1）（2） B. （2）（3） C. （1）（4） D. （3）（4） 3. 如图所示是一列波的波形图，波沿x轴正向传播，对a、b、c、d四个质点而言，速度为正、加速度为负的点是（ ） A. b B. a C. d D. c 4.