机械波总复习.docx
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机械波总复习
机械波总复习
一、大纲知识要点及要求:
大纲知识要点及要求:
振动在介质中的传播形成波。
分类:
振动在介质中的传播形成波。
分类:
横波和纵波。
波长、频率和波速的关系。
和纵波。
波长、频率和波速的关系。
超声波及其应用,均为I级要求级要求。
波及其应用,均为级要求。
二、知识点解析1、机械波的定义:
机械振动在介质中的、机械波的定义:
传播。
传播。
2、形成机械波的两个必要条件:
介质和、形成机械波的两个必要条件:
波源。
波源。
3、机械波的分类:
、机械波的分类:
(1)横波:
质点的振动方向与波的传播)横波:
方向垂直。
在横波中,方向垂直。
在横波中,凸起的最高处叫做波峰,凹下的最低处叫做波谷。
波峰,凹下的最低处叫做波谷。
只能在固体中传播。
体中传播。
(2)纵波:
质点的振动方向与波的传播)纵波:
方向平行。
可以在固、液中传播。
方向平行。
可以在固、气、液中传播。
*常见机械波中,声波是纵波;地震波既常见机械波中,声波是纵波;常见机械波中有横波又有纵波。
有横波又有纵波。
4、波的特点:
、波的特点:
(1)在波的传播过程中,介质中各质点均做)在波的传播过程中,受迫振动,振动频率等于波源的振动频率。
受迫振动,振动频率等于波源的振动频率。
(2)离波源近的点(前质点)先振动,离波)离波源近的点(前质点)先振动,源远的点(后质点)后振动,源远的点(后质点)后振动,后质点总是模拟前质点的振动,在步调上比前质点略慢。
前质点的振动,在步调上比前质点略慢。
(3)波在同一种均匀介质中是匀速传播的,)波在同一种均匀介质中是匀速传播的,波速v=s/t=λ/T,而介质中的质点只在自己的波速λ,平衡位置附近作简谐振动,并不随波一起迁移,平衡位置附近作简谐振动,并不随波一起迁移,波的传播过程实际上是振动形式和能量的传播。
波的传播过程实际上是振动形式和能量的传播。
5、描述机械波的物理量:
、描述机械波的物理量:
(1)频率和周期:
由波源决定,即介质中质点)频率和周期:
由波源决定,的振动频率和周期。
的振动频率和周期。
(2)波长:
在波动中,对平衡位置的位移总相)波长:
在波动中,等的两个相邻质点间的距离。
等的两个相邻质点间的距离。
波长还等于波在一个周期中向前传播的距离、波在一个周期中向前传播的距离、横波中两个相邻波峰或波谷间的距离、横波中两个相邻波峰或波谷间的距离、纵波中两个相邻疏部或密部间的距离。
纵波中两个相邻疏部或密部间的距离。
(3)波速:
由介质本身性质决定。
v=s/t=λ/T。
)波速:
由介质本身性质决定。
λ。
6、波动图象与振动图象的对比、振动图象波动图象图象介质中在波的传播方向横轴上各个质点的平衡位置一个质点各个时刻偏离某一时刻各个质点偏离纵轴平衡位置的位移平衡位置的位移时间
物理振动物体对平衡位置的意义位移随时间的变化规律
(1)某一时刻的位移或直某一位移所对应的时刻读振幅A周期T
(2)振幅A、周期T和量频率f(f=1/T)频率f(f=1/T)
(1)各时刻质点的振动分析方向画出t
(2)画出t时刻后的图延伸)判断象(延伸)量某一时刻各个质点偏离平衡位置的位移
(1)图示时刻各质点的位移波长λ和振幅A
(2)波长λ和振幅A
(1)已知质点的振动方向求波的传播方向
(2)已知波的传播方向求质点的振动方向画出t时刻后((3)画出t时刻后(或的波形图(平移)前)的波形图(平移)
两个图象均具有周期性,两个图象均具有周期性,重复性例1、一列波由波源向周围扩展开去,则下、一列波由波源向周围扩展开去,列正确的是(列正确的是(BCD)A介质中各质点由近及远传播开去B介质中各质点的振动形式由近及远传播开去C介质中各质点能量由近及远传播D介质中各质点只是振动而没有迁移
例2、一列简谐波某时刻波形如图所示、甲图)(甲图),乙图表示该波传播的介质中某点此后一段时间内的振动图象,此后一段时间内的振动图象,则(BD)A若波沿轴正向传播,图乙为点振动图象若波沿x轴正向传播图乙为A点振动图象轴正向传播,B若波沿轴正向传播,图乙为点振动图象若波沿x轴正向传播图乙为B点振动图象轴正向传播,C若波沿轴负向传播,图乙为点振动图象若波沿x轴负向传播图乙为C点振动图象轴负向传播,D若波沿轴负向传播,图乙为点振动图象若波沿x轴负向传播图乙为D点振动图象轴负向传播,
分析:
由波动图象可知,若波沿正向传分析:
由波动图象可知,若波沿x正向传点此刻(时刻)播,A点此刻(振动图象上的时刻)点此刻振动图象上的t=0时刻正处在正最大位移处,正经过平衡位置正处在正最大位移处,B正经过平衡位置向上运动,正确。
向上运动,故B正确。
正确若波沿x负向传播,点此刻在负最大位若波沿负向传播,C点此刻在负最大位负向传播移处,点正经过平衡位置向上运动点正经过平衡位置向上运动,移处,D点正经过平衡位置向上运动,则D正确。
正确。
正确
例3、如图所示,为一列简谐横波在某、如图所示,时刻的波形图线,已知该简谐波沿x轴正方时刻的波形图线,已知该简谐波沿轴正方向传播,波速为2m/s,则从这一时刻起,质向传播,波速为,则从这一时刻起,内所发生的位移为______m,点P在0.5s内所发生的位移为-0.004,所在内所发生的位移为0.04通过的路程是_____m,并在图上画出经通过的路程是,并在图上画出经0.5s后的波形图线。
后的波形图线。
λ=0.8=0.4(s)周期T=解:
周期υ2510.5s为4T,4T后波形图为该图象向右平为,后波形图为该图象向右平1移4λ,故0.5s后P点在波谷,位移为0.004m,5T内的路程为内的路程为5A=0.02m。
,内的路程为。
T注意,质点T内路程一定为内路程一定为4A,注意,质点内路程一定为,2内路程T一定为2A,内路程不一定为A。
一定为,4内路程不一定为。
由最大T位移到平衡位置,路程一定为A,位移到平衡位置,路程一定为,4内越T4过平衡位置,路程大于A,过平衡位置,路程大于,内越过最大4位移处,路程小于A。
位移处,路程小于。
例4、如图所示一列横波沿轴正向传播速、如图所示一列横波沿x轴正向传播速率为6m/s,当位于1=3m的质点在x轴上的质点A在轴上率为,当位于x的质点方最大位移处时,位于x处的质点B方最大位移处时,位于2=6m处的质点处的质点恰在平衡位置,而且振动方向向下,求:
恰在平衡位置,而且振动方向向下,1)这列波的最大波长是多少?
(1)这列波的最大波长是多少?
(2)列出此波频率的表达式。
)列出此波频率的表达式。
间的最简波形,解:
先求出AB间的最简波形,先求出间的最简波形3则SAB=(n+4)=3υ=6m/s∴λ=υλ12n=0时,波长最长为时波长最长为4m4n+334f==2(n+)
7、波的特有现象:
、波的特有现象:
(1)在两种物质的界面上同时出现反射)和折射;和折射;
(2)衍射现象:
波绕过障碍物继续传播)衍射现象:
的现象。
的现象。
发生明显衍射现象的条件是:
发生明显衍射现象的条件是:
缝、孔的宽度或障碍物的尺寸比波长小或差不多。
度或障碍物的尺寸比波长小或差不多。
(3)干涉现象:
)干涉现象:
①波的叠加原理;在两列波重叠的区域里,波的叠加原理;在两列波重叠的区域里,任何一个质点的总位移,任何一个质点的总位移,等于两列波分别引起的位移的矢量和。
引起的位移的矢量和。
②波的干涉A现象:
频率相同的两列波叠加,使某些现象:
频率相同的两列波叠加,区域的振动加强,某些区域的振动减弱,区域的振动加强,某些区域的振动减弱,并且振动加强和振动减弱的区域互相间隔。
并且振动加强和振动减弱的区域互相间隔。
B条件:
两列波频率相同,相差恒定。
条件:
两列波频率相同,相差恒定。
C对振动加强和振动减弱的理解:
振动加对振动加强和振动减弱的理解:
强还是减弱指的是振幅增大还是减小。
强还是减弱指的是振幅增大还是减小。
因此发生干涉现象时,此发生干涉现象时,振动加强点的振幅一定大于振动减弱点的振幅,而振动加强点定大于振动减弱点的振幅,的位移有可能小于振动减弱点的位移。
的位移有可能小于振动减弱点的位移。
在两列波传播的过程中,两列波传播的过程中,如果在空间某点是波峰遇波峰或波谷遇波谷,波峰遇波峰或波谷遇波谷,那么该点就是振动加强点;如果是波峰遇波谷,振动加强点;如果是波峰遇波谷,则该点是振动减弱点。
是振动减弱点。
8、声波、
(1)发声体的振动在介质中的传播形成)声波。
声波是纵波,可以在固体、气体、声波。
声波是纵波,可以在固体、气体、液体中传播,但不能在真空中传播,液体中传播,但不能在真空中传播,可听声波的频率范围在20Hz~20000Hz。
声听声波的频率范围在。
速与介质和温度有关,速与介质和温度有关,不同频率的声波在同一介质中的传播速率相同。
在同一介质中的传播速率相同。
声波可以发生反射、折射、干涉、以发生反射、折射、干涉、衍射和共鸣现象。
现象。
(2)多普勒效应:
声源和观察者相互靠近)多普勒效应:
观察者接收到的频率增大,音调变高;时,观察者接收到的频率增大,音调变高;二者相互远离时,二者相互远离时,观察者接收到的频率减小,音调变低。
音调变低。
(3)次声波和超声波:
)次声波和超声波:
频率低于20Hz的波叫次声波,地震、台风、的波叫次声波,地震、台风、频率低于的波叫次声波核爆炸、火箭起飞都能产生次声波。
核爆炸、火箭起飞都能产生次声波。
频率高于20000Hz的声波叫超声波,可以的声波叫超声波,频率高于的声波叫超声波用它进行探伤、诊断,以及声呐定位。
用它进行探伤、诊断,以及声呐定位。
例5、一列波在传播过程中通过一个障碍物,、一列波在传播过程中通过一个障碍物,发生了一定程度的衍射,发生了一定程度的衍射,以下情况能使衍射现象更明显的是(射现象更明显的是()AA缩小障碍物尺寸,同时减小波的频率缩小障碍物尺寸,B缩小障碍物尺寸,同时增大波的频率缩小障碍物尺寸,C增大障碍物尺寸,同时减小波的频率增大障碍物尺寸,D增大障碍物尺寸,同时增大波的频率增大障碍物尺寸,
是同频率的两水波源,例6、A、B是同频率的两水波源,如图实、、是同频率的两水波源线是波峰、虚线是波谷,线是波峰、虚线是波谷,则下列说法错误的是(的是(BD)Aa点此时速度为零,加速度最大点此时速度为零,点此时速度为零Bb点此时速度最大,加速度最小为点此时速度最大,点此时速度最大加速度最小为0Ca、b、c此时加速度都最大、、此时加速度都最大Db点位移大于点位移点位移大于a点位移点位移大于
三、知识小结形成及特点分类:
传播和振动方向分类:
机械波图象υ公式:
公式:
==Tstλ特有现象
欢迎交流请自己搜集相关波动信息
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