2025年高考物理一轮复习第13章机械振动和机械波第2讲机械波.docxVIP

第2讲机械波

基础梳理

1．机械波

定义

__机械振动__在介质中的传播形成机械波

产生条件

(1)有发生机械振动的__波源__．(2)有传播__介质__，如空气、水等

形成原因

介质中的质点受波源或邻近质点的驱动做__受迫__振动

传播特点

(1)传播振动形式、传递__能量__、传递__信息__．(2)质点不随波迁移

分类

横波

振动方向与传播方向相互__垂直__的波，横波有波峰和__波谷__，如绳波

纵波

振动方向与传播方向在__同一直线上__的波，纵波有密部和__疏部__，如声波

2．波的图像

(1)横轴表示波的传播方向上__各个质点__的平衡位置，纵轴表示__某个时刻__介质中各个质点相对平衡位置的位移．

(2)图像的物理意义：某一时刻介质中各质点相对__平衡位置__的位移．

(3)正弦波：波的图像是__正弦曲线__的机械波，也叫简谐波．

3．描述机械波的物理量

(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．波在一个周期里传播的距离等于__一个__波长．

(2)波速v：波的传播速度，在同一种均匀介质中机械波的传播是__匀速__的，而传播速度由__介质__决定，与波源无关．

(3)频率f：波的频率始终等于__波源__的振动频率．

(4)三者之间的关系：v＝__λf__．

4．波的特性

(1)波的衍射：波__绕过障碍物__继续向前传播的现象．只有__缝、孔的宽度__或__障碍物的尺寸__跟波长相差不多，或者__比波长更小__时，才能观察到明显的衍射现象．

(2)波的干涉：频率__相同__的两列波叠加，使某些区域的振动__始终加强__，使某些区域的振动__始终减弱__，并且振动加强和振动减弱的区域__始终相互间隔__的现象．

(3)多普勒效应：由于波源和观察者之间有__相对__运动，使观察者感到频率__发生变化__的现象；波源与观察者相对静止时，观察者观测到的频率__等于__波源振动的频率；波源与观察者相互靠近，观察者观测到的频率__大于__波源振动的频率；波源与观察者相互远离，观察者观测到的频率__小于__波源振动的频率．

易错辨析

1．机械波中各质点只是在各自平衡位置附近振动，并不随波迁移．(√)

2．波速表示介质中质点振动的快慢．(×)

3．波速v的大小由T、λ共同决定．(×)

4．两列波在介质中叠加，一定产生干涉现象．(×)

5．一切波都能发生衍射现象．(√)

6．多普勒效应说明波源的频率发生了变化．(×)

机械波的形成与传播

1．机械波的传播特点

(1)波传到任意一点，该点的起振方向都和波源的起振方向相同．

(2)介质中每个质点都做受迫振动，因此，任一质点的振动频率和周期都和波源的振动频率和周期相同．

(3)波从一种介质进入另一种介质，由于介质的情况不同，它的波长和波速可能改变，但频率和周期都不会改变．

(4)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v＝eq\f(λ,T)＝λf.

2．波的传播方向与质点振动方向的互判方法

内容

图像

“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，再由对应同一横坐标的两波形曲线上的点来判断振动方向

(2024·徐州期中学情调研)一列简谐波沿x轴正方向传播，t＝0时刻的波形如图所示．t1＝0.5s，质点P第一次运动到波谷．下列说法中正确的是(D)

A．t＝0时，质点P沿y轴正方向运动

B．质点P比质点Q先到达波峰位置

C．这列波的波长为10m

D．这列波的波速为10m/s

解析：波沿x轴正方向传播，根据同侧法可知，t＝0时质点P沿y轴负方向运动，故A错误；波沿x轴正方向传播，根据同侧法可知，质点Q沿y轴正方向运动，根据上述可知，质点Q比质点P先到达波峰位置，故B错误；根据图像可知，波长为λ＝16m－4m＝12m，故C错误；根据波形可知，原点右侧最近波谷的横坐标为10m－eq\f(λ,4)＝7m，则原点左侧最近波谷位置质点的平衡位置到原点的间距为λ－7m＝5m，由于波沿x轴正方向传播，将波形沿x轴正方向平移5m时质点P第一次运动到波谷，则波速为v＝eq\f(Δx,t1)＝eq\f(5,0.5)m/s＝10m/s，故D正确．

(2024·盐城高三上期中)一根水平长绳一端P固定，某同学抓住长绳的另一端S点在竖直方向上下振动．绳子上有A、B两点，水平时距离S分别为4m和10m．波沿绳子传播的速度v＝4m/s，当A点在平衡位置竖直向上振动时，B点恰好在平衡位置