新高考物理一轮复习精讲精练第15章机械波第2讲 机械波（原卷版）.doc

第二讲机械波

知识梳理

一、机械波

1．形成条件

(1)有发生机械振动的波源。

(2)有传播介质，如空气、水等。

2．传播特点

(1)传播振动形式、传播能量、传播信息。

(2)质点不随波迁移。

3．机械波的分类

(1)横波：质点的振动方向与波的传播方向相互垂直，有波峰和波谷。

(2)纵波：质点的振动方向与波的传播方向在同一直线上，有疏部和密部。

4．机械波的描述

(1)波长(λ)：在波的传播方向上，振动相位总是相同的两个相邻质点间的距离。

①在横波中，两个相邻波峰或两个相邻波谷之间的距离等于波长。

②在纵波中，两个相邻密部或两个相邻疏部之间的距离等于波长。

(2)频率(f)：波的频率等于波源振动的频率。

(3)波速(v)：波在介质中的传播速度，由介质本身的性质决定。

(4)波长、频率(或周期)和波速的关系

v＝eq\f(λ,T)＝λf。

5．波的图像

(1)坐标轴：横坐标表示沿波传播方向上各个质点的平衡位置，纵坐标表示该时刻各个质点离开平衡位置的位移。

(2)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。

二、波的干涉和衍射现象多普勒效应

1．波的干涉和衍射

波的干涉

波的衍射

条件

两列波的频率必须相同，相位差保持不变

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

现象

形成加强区和减弱区相互隔开的稳定的干涉图样

波能够绕过障碍物或孔继续向前传播

2．多普勒效应

(1)条件：声源和观察者之间有相对运动(距离发生变化)。

(2)现象：观察者感到频率发生变化。

(3)实质：声源频率不变，观察者接收到的频率变化。

考点一、波的形成和传播

1．波速与振速的区别

(1)波速：波源振动几个周期，波形就向外平移性延伸几个波长，eq\f(λ,T)这个比值就表示了波形向外平移性延伸(或振动能量向外传播)的速度，即波速。波速的大小与介质有关，与波源的振动频率无关，波在同一均匀介质中的传播是匀速的。

(2)振速：质点的振动速度，即为振速。波动中各质点都在平衡位置附近做周期性振动，即做变速运动，振速周期性变化。振速与质点偏离平衡位置的位移有关。

2．机械振动与机械波的区别和联系

名称

项目

机械振动

机械波

区别

运动

特点

机械振动是单个质点以平衡位置为中心所做的往复运动

机械波是介质中大量质点依次发生受迫振动而形成的“集体运动”

产生

原因

机械振动是质点受到回复力作用的结果

机械波是从波源处开始，由近及远，介质中质点依次施力带动相邻质点发生受迫振动形成的

能量

变化

情况

机械振动过程中，动能和势能不断地相互转化，总机械能守恒

波源将能量传递给相邻质点，相邻质点再将能量传递给它的相邻质点，由近及远，每个质点在不断地吸收和放出能量，从而把波源的能量传播出去，是一个能量的传播过程

联系

(1)机械波是机械振动在介质中传播形成的

(2)机械波的周期等于介质中质点机械振动的周期

(3)有机械振动不一定有机械波，但有机械波一定有机械振动

(4)波源停止振动后，介质中的机械振动并不立即停止传播，而是继续向远处传播，直到振动能量全部损耗完

3．波的传播过程中的特点

(1)波源经过一个周期T完成一次全振动，波恰好向前传播一个波长的距离，所以有v＝eq\f(λ,T)＝λf。

(2)质点振动nT(波传播nλ)时，波形不变。

(3)在波的传播方向上，当两质点平衡位置间的距离为nλ(n＝1,2,3，…)时，它们的振动步调总相同；当两质点平衡位置间的距离为(2n＋1)eq\f(λ,2)(n＝0,1,2,3，…)时，它们的振动步调总相反。

(4)波源质点的起振方向决定了它后面的质点的起振方向，各质点的起振方向与波源的起振方向相同。

4．波的传播方向与质点振动方向的互判方法

方法解读

图像演示

“上下坡”法

沿波的传播方向，“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播方向和振动方向的箭头在图线同侧

“微平移”法

将波形沿传播方向进行微小的平移，再由对应同一x坐标的两波形曲线上的点来判断振动方向

例1、(多选)如图所示，A、B两点为某简谐横波上的质点，已知波的传播方向由A到B，t＝0时刻该波刚好传到A点，且A点的振动方向竖直向上，经时间t0质点B刚好起振．已知波的传播周期为T、传播速度为v，则下列说法正确的是()

A．振源位于A的左侧，且起振方向竖直向上

B．质点B振动后，其振动周期一定为T

C．质点B每次经过平衡位置的速度一定为v

D．质点B的起振方向与A、B两点之间的距离有关

例2、(多选)(2021·高考湖南卷改编)均匀介质中，波源位于O点的简谐横波在xOy水平面内传播，波面为圆。t＝0时刻，波面分布如图(a)所示，其中实线表示波峰，虚线表示相邻的波谷。A处质点的振动图像如图(b)所示，z轴