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机械波 章末整合 基础导学 一、机械波 1．形成和产生条件 (1)机械振动在介质中的传播，叫机械波． 简谐运动在介质中的传播叫简谐波． (2)形成：介质可以看成是由大量质点构成，相邻质点间有相互作用力，当介质中的某一点发生振动时，就会带动它周围的质点振动起来，形成机械波． (3)产生的条件：①有波源，②有介质． 2．波的分类 (1)横波：质点的振动方向与波的传播方向相互垂直的波，凸起部分叫波峰，凹陷部分叫波谷． (2)纵波：质点的振动方向与波的传播方向在一条直线上，质点分布密的叫密部，质点分布疏的叫疏部． 二、波长、频率和波速 1．波长 (1)定义：在波的传播方向上，两个相邻的在振动过程中对平衡位置的位移总相等的质点之间的距离叫做波长． (2)理解：①在横波中，两个相邻的波峰(或波谷)间的距离等于波长；在纵波中，两个相邻的密部(或疏部)间的距离等于波长． ②波的传播实质就是波形的平移，波形在一个周期内向前平移的距离等于一个波长． 2．频率 波源的振动频率即波的频率，因为介质各质点做受迫振动，其振动是由波源的振动引起的，故各个质点的振动频率都等于波源的振动频率，不随介质的不同而变化．当波从一种介质进入另一种介质时，波的频率不变． 3．波速 单位时间内某一波的波峰(或波谷)向前移动的距离，叫波速． 波速由介质决定．同类波在同一种均匀介质中，波速是一个定值．即v＝＝＝λf. 式中v为波的传播速率，即单位时间内振动在介质中传播的距离；T为振源的振动周期，常说成波的周期． 1．图象 在平面直角坐标系中，用横坐标表示介质中各质点的平衡位置；用纵坐标表示某一时刻，各质点偏离平衡位置的位移，连接各位移矢量的末端，得出的曲线即为波的图象，简谐波的图象是正弦(或余弦)曲线． 2．物理意义：某一时刻介质中各质点相对平衡位置的位移． 四、波特有的现象 1．波的干涉 (1)产生稳定干涉的条件：频率相同的两列同性质的波相遇． (2)现象：两列波相遇时，某些区域振动总是加强，某些区域振动总是减弱，且加强区和减弱区互相间隔． (3)对两个完全相同的波源产生的干涉来说，凡到两波源的路程差为一个波长整数倍时，振动加强；凡到两波源的路程差为半个波长的奇数倍时，振动减弱． 2．波的衍射 (1)产生明显衍射现象的条件：障碍物或孔(缝)的尺寸跟波长差不多，或者比波长更小． (2)现象：波绕过障碍物继续传播． 3．多普勒效应 (1)由于波源和观察者之间有相对运动，使观察者接收到的波的频率发生变化的现象叫多普勒效应． (2)注意：波源的频率不变，只是观察者接收到的波的频率发生变化．如果二者相互接近，观察者接收到的频率变大；如果二者相互远离，观察者接收到的频率变小． 自我诊断 1．如图所示，S1、S2为水波槽中的两个波源，它们分别激起两列水波，图中实线表示波峰，虚线表示波谷．已知两列波的波长λ1＜λ2，该时刻在P点为两列波的波峰与波峰相遇，则以下叙述正确的是 (　　) A．P点有时在波峰，有时在波谷，振动始终加强 B．P点始终在波峰 C．P点的振动不遵守波的叠加原理，P点的运动也不始终加强 D．P点的振动遵守波的叠加原理，但并不始终加强 2．如图所示，男同学站立不动吹口哨，一位女同学坐在秋千上来回摆动，下列关于女同学的感受的说法正确的是 (　 　) A．女同学从A向B运动过程中，她感觉哨声音调变高 B．女同学从E向D运动过程中，她感觉哨声音调变高 C．女同学在C点向右运动时，她感觉哨声音调不变 D．女同学在C点向左运动时，她感觉哨声音调变低 3．利用发波水槽得到的水面波形如图a、b所示，则( ) A．图a、b均显示了波的干涉现象 B．图a、b均显示了波的衍射现象 C．图a显示了波的干涉现象，图b显示了波的衍射现象 D．图a显示了波的衍射现象，图b显示了波的干涉现象 4.一列简谐横波沿直线由A向B传播，A、B相距0.45 m，图1－2－4是A处质点的振动图象．当A处质点运动到波峰位置时，B处质点刚好到达平衡位置且向y轴正方向运动，这列波的波速可能是 (　　) A．4.5 m/s B．3.0 m/s C．1.5 m/s D．0.7 m/s 5.一简谐横波以4 m/s的波速沿x轴正方向传播．已知t＝0时的波形如图所示，则(　) A．波的周期为1 sB．x＝0处的质点在t＝0时向y轴负向运动 C．x＝0处的质点在t＝ s时速度为0 D．x＝0处的质点在t＝ s时速度值最大6．一列简谐横波沿x轴正向传播，传到M点时波形如图所示，再经0.6 s，N点开始振动，则该波的振幅A和频率f为( ) A．A＝1 m　f＝5 Hz B．A＝0.5 m　f＝5 Hz C．A＝1 m