1、章末整合提升,机械波,波的形成,形成条件：波源和介质,形成原因：介质与介质间有相互作用力,波的实质：传递振动形式、能量和信息,波的分类,横波：振动方向与传播方向垂直,纵波：振动方向与传播方向平行,描述波的 物理量,波长,波速v：vf 或 (v由介质决定),频率f 或周期T(f 由振源决定),波的图像,物理意义,从波动图像可获得的信息,与振动图像的区别,波的现象,波的反射：波从两种介质的界面上返回原介质,波的折射：波从一种介质进入另一种介质时要改变传播方向,波的干涉：两列波在相遇的区域内叠加而成,波的衍射：波绕过障碍物继续传播,多普勒效应：波源与观察者互相靠近或者互相远离时， 接收到的波的频率会
2、发生化,一、波动图像反映的信息及其应用 从波动图像可以看出： (1)波长；(2)振幅A；(3)该时刻各质点偏离平衡位置的位移情况；(4)如果波的传播方向已知，可判断各质点该时刻的振动方向以及下一时刻的波形；(5)如果波的传播速度大小已知，可利用图像所得的相关信息进一步求得各质点振动的周期和频率：T ，f .,例1 振源O起振方向沿y方向，从振源O起振时开始计时，经t0.7 s，x轴上0至6 m范围第一次出现如图1所示简谐波，则( ) A.此波的周期一定是0.4 s,图1,D.t0.7 s时，x轴上3 m处的质点振动方向沿y方向,解析 由图可知波长4 m，当0至6 m范围第一次出现图示简谐波，说
3、明x4 m处的质点第1次位于波峰位置，所以波传播的时间tT T0.7 s，则周期T0.4 s，选项A正确，B错误；,波向右传播，由“上下坡”法可判断出t0.7 s时，x轴上3 m处的质点振动方向沿y方向，选项D错误. 答案 A,针对训练1 一列简谐横波在t0时刻的波形图如图2实线所示，从此时刻起，经0.1 s波形图如图虚线所示，若波传播的速度为10 m/s，则_.,图2,A.这列波沿x轴负方向传播 B.这列波的周期为0.4 s C.t0时刻质点a沿y轴正方向运动 D.从t0时刻开始质点a经0.2 s通过的路程为0.4 m E.x2 m处的质点的位移表达式为y0.2sin (5t) m,解析 从
4、图中可以看出波长等于4 m，由已知得波速等于 10 m/s，周期T0.4 s，B正确； 经0.1 s波形图如题图虚线所示，说明波沿x轴负方向传播，A正确； t0时刻质点a沿y轴负方向运动； 从t0时刻开始质点a经 0.2 s，即半个周期通过的路程为0.4 m，D正确； 由yAsin (t)易得E正确.,答案 ABDE,二、波动图像与振动图像的区别和联系 面对波的图像和振动图像问题时可按如下步骤来分析： (1)先看两轴：由两轴确定图像种类. (2)读取直接信息：从振动图像上可直接读取周期和振幅；从波的图像上可直接读取波长和振幅. (3)读取间接信息：利用振动图像可确定某一质点在某一时刻的振动方向
5、；利用波的图像可进行波传播方向与某一质点振动方向的互判. (4)利用波速关系式：波长、波速、周期间一定满足v f.,例2 图3甲为一列简谐波在某一时刻的波形图，Q、P是波上的质点，图乙为质点P以此时刻为计时起点的振动图像，从该时刻起，下列说法中正确的是( ),图3,A.经过0.05 s时，质点Q的加速度大于质点P的加速度 B.经过0.05 s时，质点Q的加速度小于质点P的加速度 C.经过0.1 s时，质点Q的运动方向沿y轴负方向 D.经过0.1 s时，质点Q的运动方向沿y轴正方向,解析 由图乙可知，质点的振动周期T0.2 s，经过0.05 s，即 周期，质点P到达负向的最大位移处，而此时质点Q
6、处在正的某一位移处，位移越大，加速度越大，故B正确； 经过0.1 s，即 周期，质点Q在从正的最大位移处回到平衡位置的途中，运动方向沿y轴负方向，故C正确. 答案 BC,针对训练2 图4甲为一列简谐横波在t0.1 s时刻的波形图，P是平衡位置为x1 m处的质点，Q是平衡位置为x4 m处的质点，图乙为质点Q的振动图像，则( ),图4,A.横波的波长是8 m B.横波的频率是0.2 Hz C.质点P随波迁移的速度大小为40 m/s D.t0.1 s时质点P正沿y轴正方向运动,解析 由波动图像可知，横波的波长是8 m，选项A正确； 由质点Q的振动图像可知，横波的周期为0.2 s，频率是5 Hz，选项
7、B错误； 质点P围绕平衡位置振动，不随波迁移，选项C错误； 根据质点Q的振动图像，t0.1 s时刻，质点Q正沿y轴负方向运动，说明波沿x轴负方向传播.t0.1 s时质点P正沿y轴正方向运动，选项D正确. 答案 AD,三、波动问题的多解性 波动问题出现多解性的原因： (1)空间周期性：波在均匀介质中传播时，传播的距离xnx0(n0,1,2)，式中为波长，x0表示传播距离中除去波长的整数倍部分后余下的那段距离. (2)时间周期性：波在均匀介质中传播的时间tnTt0(n0,1,2)，式中T表示波的周期，t0表示总时间中除去周期的整数倍部分后余下的那段时间.,(3)传播方向的双向性：我们解决的都是仅限
8、于波在一条直线上传播的情况，即有沿x轴正方向或负方向传播的可能. (4)介质中质点间距离与波长的关系的不确定性：已知两质点平衡位置间的距离及某一时刻它们所在的位置，由于波的空间周期性，则两质点存在着多种可能波形.做这类题目时，可根据题意，在两质点间先画出最简波形，然后再做一般分析，从而写出两质点间的距离与波长关系的通式.,例3 如图5所示，实线是某时刻的波形图线，虚线是0.2 s后的波形图线.,图5,(1)若波向左传播，求它传播的距离及最小距离； 解析 由题图知，4 m，若波向左传播，传播的距离的可能值为xn (4n3) m(n0,1,2，) 最小距离为xmin3 m 答案 见解析,(2)若波向右传播，求它的周期及最大周期；,答案 见解析,(3)若波速为35 m/s，求波的传播方向. 解析 xvt350.2 m7 m(3) m，所以波向左传播. 答案 见解析,
