2024届高考物理一轮总复习第十二章机械振动机械波第2讲机械波教师用书.pdf

第2讲机械波

一、机械波

1．定义：机械振动在介质中的传播。

2．形成条件

(1)有发朝气械振动的波源。

(2)有传播介质，如空气、水等。

3．特点

(1)传播振动的形式、能量、信息。

(2)质点不随波迁移。

(3)每个质点起振方向都与波源的起振方向相同。

4．分类

(1)横波：质点的振动方向与波的传播方向相互垂直的波，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始终线上的波，有疏部和密部。

5．描述物理量

(1)波长(λ)：在波动中，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(或波谷)间的距离等于波长。

②在纵波中，两个相邻密部(或疏部)中心间的距离等于波长。

(2)周期(T)或频率(f)：波的周期或频率等于波源振动的周期或频率。

(3)波速(v)：波在介质中的传播速度，由介质本身的性质确定。

(4)波长、周期(或频率)和波速的关系：v＝＝λf。

6．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，纵坐标表示某时刻各个

质点偏离平衡位置的位移。

(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

类别波的干涉波的衍射

产生明显衍射的条件：障碍物或孔的尺寸

条件两列波的频率必需相同，相位差保持不变

比波长小或相差不多

形成加强区和减弱区相互隔开的稳定的

现象波能够绕过障碍物或孔接着向前传播

干涉图样

2.多普勒效应

现象视察者接收到的频率发生变更

条件声源和视察者之间有相对运动(距离发生变更)

实质声源频率不变，视察者接收到的频率变更

微点推断

(1)横波就是在水平方向传播的波。(×)

(2)在机械波的传播过程中各质点随波的传播而迁移。(×)

(3)通过波的图像可以找出任一质点在某时刻的位移。(√

(4)机械波在传播过程中，各质点的起振方向都相同。(√

(5)机械波在一个周期内传播的距离就是振幅的4倍。(×)

(6)波速表示介质中质点振动的快慢。(×)

(7)两列波在介质中叠加，肯定产生干涉现象。(×)

(8)一切波都能发生衍射现象。(√

(9)多普勒效应说明波源的频率发生变更。(×)

(一)机械波的传播与波的图像的应用

1．机械波的传播特点

(1)波传到随意一点，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，由于介质不同，波长和波速可以变更，但频率和周

期都不会变更。

(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。

2．波速公式v＝＝λf的理解

(1)波速v：机械波在介质中的传播速度，由介质本身的性质确定，与波源的周期T无

关。

(2)频率f：由波源确定，等于波源的振动频率。各个质点振动的频率等于波源的振动

频率。

[例1](2024·全国甲卷)匀称介质中质点A、B的平衡位置位于x轴上，坐标分别为0

和x＝16cm。某简谐横波沿x轴正方向传播，波速为v＝20cm/s，波长大于20cm，振幅

B

为y＝1cm，且传播时无衰减。t＝0时刻A、B偏离平衡位置的位移大小相等、方向相同，

运动方向相反，此后每隔Δt＝0.6s，两者偏离平