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1、章末總結(jié)第十二章 機械波 內(nèi)容索引 知識網(wǎng)絡(luò)梳理知識 構(gòu)建網(wǎng)絡(luò) 題型探究重點難點 各個擊破 知識網(wǎng)絡(luò) 機械波機械波的形成形成:機械振動在 中的傳播條件:波源(振源)、介質(zhì),二者缺一不可特點:傳播振動形式、傳遞能量和信息,質(zhì)點 隨波 遷移波與振動的關(guān)系:有機械振動 有機械波;有機 械波必有機械振動分類:按機械波傳播方向與質(zhì)點振動方向的關(guān)系分為 和_介質(zhì)不不一定橫波縱波 機械波描述波的物理量波長頻率f(周期T)波速v關(guān)系:v 或v_波的圖象形成:前面的質(zhì)點帶動后面的質(zhì)點,將 傳播出去物理意義:橫坐標(biāo)表示波的傳播方向上各質(zhì)點的 位置, 縱坐標(biāo)表示某一時刻各質(zhì)點 平衡位置的位移f振動形式平衡偏離 機械
2、波波的圖象振動圖象與波的圖象相同點:縱坐標(biāo)表示位移不同點:橫坐標(biāo)表示的意義不同從波的圖象獲得的信息波長各質(zhì)點的位移大小和方向各質(zhì)點的振幅波的傳播方向和各質(zhì)點的振動方向互判 機械波波的一些現(xiàn)象衍射:波可以繞過障礙物繼續(xù)傳播的現(xiàn)象疊加原理:幾列波相遇時保持各自的振動狀態(tài),各質(zhì)點的 位移等于這幾列波單獨傳播時引起的位移的_干涉:頻率 的兩列波疊加,使某些區(qū)域的振動 , 某些區(qū)域的振動 的現(xiàn)象多普勒效應(yīng):是由波源與觀察者 (距離變化)產(chǎn)生 的,一切波都能發(fā)生多普勒效應(yīng), 反射和折射矢量和相同加強減弱相對運動 題型探究 從波的圖象中可以看出:(1)波長;(2)振幅A;(3)該時刻各質(zhì)點偏離平衡位置的位移
3、情況;(4)如果波的傳播方向已知,可判斷各質(zhì)點在該時刻的振動方向以及下一時刻的波形;(5)如果波的傳播速度大小已知,可利用圖象所得的相關(guān)信息進一步求得各質(zhì)點振動的周期和頻率:一、對波的圖象的理解 例1(2017諸暨市高三第一學(xué)期期末)如圖1所示為一列沿x軸傳播的簡諧橫波,實線為t0時刻的波形圖,虛線為t0.2 s時刻的波形圖.已知該波的波速是v0.8 m /s,則下列說法正確的是圖1A.這列波的波長為10 cmB.這列波的周期為0.15 sC.這列波可能沿x軸正方向傳播D.在t0時刻,x4 cm處的質(zhì)點速度沿y軸 負方向 答案解析 解析由題圖可知,這列波的波長為12 cm,選項A錯誤;由“同側(cè)
4、法”知,t0時刻,x4 cm處質(zhì)點的速度沿y軸負方向,選項D正確. 波的圖象與振動圖象相結(jié)合是機械振動與機械波相結(jié)合的最重要的一類題型.解題時要明確兩個對應(yīng)關(guān)系:一是波的圖象所對應(yīng)的時刻是振動圖象橫軸上的哪個時刻,二是振動圖象所對應(yīng)的質(zhì)點是波的圖象上的哪個質(zhì)點. 二、波的圖象與振動圖象的區(qū)別和聯(lián)系 例2(2017溫州九校協(xié)作體高三期末聯(lián)考)一列簡諧橫波,在t0.6 s時刻波的圖象如圖2甲所示,波上A質(zhì)點的振動圖象如圖乙所示,則以下說法正確的是圖2 A.這列波沿x軸正方向傳播B.從t0.6 s開始,質(zhì)點P比質(zhì)點Q晚0.4 s回到平衡位置C.從t0.6 s開始,緊接著的t0.6 s時間內(nèi),A質(zhì)點通
5、過的路程是10 mD.若該波在傳播過程中遇到一個尺寸為20 m的障礙物,能發(fā)生明顯的衍 射現(xiàn)象 答案解析 解析由題圖乙可得0.6 s時A質(zhì)點向y軸負方向運動,根據(jù)題圖甲由“同側(cè)法”可得波沿x軸正方向傳播,選項A正確;0.6 s時質(zhì)點Q向y軸負方向運動,質(zhì)點P向y軸正方向運動,則P比Q先回到平衡位置,選項B錯誤;由題圖乙可得周期T1.2 s,則緊接著的0.6 s,即半周期內(nèi)A質(zhì)點通過的路程一定為兩個振幅,即4 m,選項C錯誤;由題圖甲可得波長20 m,由發(fā)生明顯衍射的條件可得,當(dāng)遇到尺寸為20 m的障礙物時能發(fā)生明顯的衍射現(xiàn)象,選項D正確. A.橫波的波長是8 mB.橫波的頻率是0.2 HzC.
6、質(zhì)點P隨波遷移的速度大小為40 m /sD.t0.1 s時質(zhì)點P正沿y軸正方向運動針對訓(xùn)練1圖3甲為一列簡諧橫波在t0.1 s時刻的波形圖,P是平衡位置為x1 m處的質(zhì)點,Q是平衡位置為x4 m處的質(zhì)點,圖乙為質(zhì)點Q的振動圖象,則圖3 答案解析 解析由波的圖象可知,橫波的波長是8 m,選項A正確;由質(zhì)點Q的振動圖象可知,橫波的周期為0.2 s,頻率是5 Hz,選項B錯誤;質(zhì)點P圍繞平衡位置振動,不隨波遷移,選項C錯誤;根據(jù)質(zhì)點Q的振動圖象,t0.1 s時刻,質(zhì)點Q正沿y軸負方向運動,說明波沿x軸負方向傳播.t0.1 s時質(zhì)點P正沿y軸正方向運動,選項D正確. 波在傳播過程中,由于空間周期性、時
7、間周期性和傳播方向的雙向性而引起多解,解決這類問題要注意下列情況:(1)波的空間周期性:在波的傳播方向上,相距為波長整數(shù)倍的質(zhì)點的振動情況相同.(2)波的時間周期性:由波的傳播特性可知,經(jīng)過整數(shù)倍個周期,波的圖象相同.(3)波的傳播方向的雙向性:若根據(jù)題中條件無法確定波的傳播方向,在解題時要注意考慮波的傳播方向可以有兩個.三、波動問題的多解性 例3如圖4所示,實線是一列簡諧橫波在t10時刻的波形,虛線是這列波在t20.5 s時刻的波形,這列波的周期T符合:3Tt2t14T,問:圖4(1)若波向右傳播,波速多大?答案54 m /s 答案解析 解析由波形圖知8 m,由于3Tt2t14T,因此k取3解得v54 m /s. (2)若波向左傳播,波速多大?答案58 m /s 答案解析解析波向左傳播時,傳播距離x滿足由3Tt2t14T可知k取3解得v58 m /s. (3)若波速大小為74 m /s,波速方向如何?答案向左 答案解析解析波速大小為74 m /s時,波在t時間內(nèi)傳播的距離為xvt740.5 m37 m4 所以波向左傳播.