1、【想一想】【想一想】用手握住较长软绳的一端连续上下抖动，形成一列简谐横用手握住较长软绳的一端连续上下抖动，形成一列简谐横波某一时刻的波形如图所示绳上波某一时刻的波形如图所示绳上a、b两质点均处于波峰位置试两质点均处于波峰位置试思考以下几个问题：思考以下几个问题：(1)a、b两点之间的距离与波长的关系是什么？这两点振动开始时两点之间的距离与波长的关系是什么？这两点振动开始时刻相差多长时间？刻相差多长时间？(2)a、b两点中，哪个点完成全振动次数多？多几次？两点中，哪个点完成全振动次数多？多几次？第第2 2单元机械波单元机械波基础探究基础探究机械波的形成和传播机械波的形成和传播提示：提示：(1)a
2、、b两点之间的距离为一个波长，两点之间的距离为一个波长，a、b两点振动开始时两点振动开始时刻相差一个周期刻相差一个周期(2)波动先传播到波动先传播到a点，点，b点完成全振动次数比点完成全振动次数比a点少一次点少一次.【填一填】【填一填】1产生条件：产生条件：(1)；(2)2特点特点(1)机械波传播的只是振动的机械波传播的只是振动的和和 ，质点只在各自的，质点只在各自的平衡位置附近做受迫运动，并不随波平衡位置附近做受迫运动，并不随波 (2)介质中各质点的振幅相同，振动周期和频率都与介质中各质点的振幅相同，振动周期和频率都与波源波源的振动周的振动周期和频率相同期和频率相同(3)各质点开始振动各质点
3、开始振动(即起振即起振)的方向均的方向均 (4)一个周期内，质点完成一次全振动，通过的路程为一个周期内，质点完成一次全振动，通过的路程为，位移为位移为 .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方向相互横波：质点的振动方向与波的传播方向相互 的波的波(2)纵波：质点的振动方向与波的传播方向在纵波：质点的振动方向与波的传播方向在 的波，有的波，有 和和 波源波源介质介质形式形式能量能量迁移迁移相同相同4A0垂直垂直同一直线上同一直线上密部密部疏部疏部4波长、波速、频率及其关系波长、波速、频率及其关系(1)波长波长在波动中，振动相位总是相同的两个相邻质点间的距离，通常用在波动
4、中，振动相位总是相同的两个相邻质点间的距离，通常用表示表示(2)波速波速波在介质中的传播速度由波在介质中的传播速度由本身的性质决定本身的性质决定(3)周期和频率周期和频率由由决定，各个质点的振动周期决定，各个质点的振动周期(或频率或频率)等于等于的的振动周期或频率振动周期或频率(4)波长、波速和频率的关系波长、波速和频率的关系公式关系：公式关系：v .适用条件：对机械波、电磁波均适用适用条件：对机械波、电磁波均适用介质介质波源波源波源波源f【想一想】【想一想】一列简谐横波沿一列简谐横波沿x轴正向传播，传到轴正向传播，传到M点时波形如图所示，再经点时波形如图所示，再经0.6 s，N点开始振动，则
5、该波的振幅点开始振动，则该波的振幅A和频率和频率f分别为多少？分别为多少？波的图象波的图象【填一填】【填一填】1坐标轴坐标轴：取各质点平衡位置的连线作为：取各质点平衡位置的连线作为x轴，表示质点分布顺轴，表示质点分布顺序；取过波源质点的振动方向作为序；取过波源质点的振动方向作为y轴，表示质点的轴，表示质点的 2意义意义：在波的传播方向上，介质中质点在某一时刻相对各自：在波的传播方向上，介质中质点在某一时刻相对各自 的位移的位移3形状形状：位移位移平衡位置平衡位置正弦正弦(或余弦或余弦)曲线曲线基础自测基础自测1关于振动和波的关系，下列说法中不正确的是关于振动和波的关系，下列说法中不正确的是()
6、A振动是波的成因，波是振动的传播振动是波的成因，波是振动的传播B振动是单个质点呈现的运动现象，波是许多质点联合起来呈振动是单个质点呈现的运动现象，波是许多质点联合起来呈现的运动现象现的运动现象C波的传播速度和质点振动的速度无关波的传播速度和质点振动的速度无关D波源停止振动时，波立即停止传播波源停止振动时，波立即停止传播解析：解析：机械波的产生条件是有波源和介质由于介质中的质点依机械波的产生条件是有波源和介质由于介质中的质点依次带动由近及远传播而形成波，所以选项次带动由近及远传播而形成波，所以选项A和和B正确波的传播速度是正确波的传播速度是波形由波源向外伸展的速度，在均匀介质中其速度大小不变；而
7、质点波形由波源向外伸展的速度，在均匀介质中其速度大小不变；而质点振动的速度和方向都随时间周期性地发生变化选项振动的速度和方向都随时间周期性地发生变化选项C正确波源一正确波源一旦将振动传给了介质，振动就会在介质中向远处传播；当波源停止振旦将振动传给了介质，振动就会在介质中向远处传播；当波源停止振动时，介质仍然继续传播波源振动的运动形式，不会随波源停止振动动时，介质仍然继续传播波源振动的运动形式，不会随波源停止振动而停止传播，即波不会停止传播选项而停止传播，即波不会停止传播选项D错误错误答案：答案：D2一列简谐横波在一列简谐横波在t0时的波形图如图所示介质中时的波形图如图所示介质中x2 m处的处的
8、质点质点P沿沿y轴方向做简谐运动的表达式为轴方向做简谐运动的表达式为y10sin(5t)cm.关于这列简谐关于这列简谐波，下列说法正确的是波，下列说法正确的是()A周期为周期为4.0 sB振幅为振幅为20 cmC传播方向沿传播方向沿x轴方向轴方向 D传播速度为传播速度为20 m/s答案：答案：C3如图所示，图甲为一列简谐横波在如图所示，图甲为一列简谐横波在t20 s时的波形图，图乙是时的波形图，图乙是这列波中这列波中P点的振动图象，那么该波的传播速度和传播方向是点的振动图象，那么该波的传播速度和传播方向是()Av25 cm/s，向左传播，向左传播Bv50 cm/s，向左传播，向左传播Cv25
9、cm/s，向右传播，向右传播 Dv50 cm/s，向右传播，向右传播解析：解析：由由P点的振动图线判断出在点的振动图线判断出在t20 s时时P点在平衡位置且向上点在平衡位置且向上振动，再由波形图判断出波是向左传播的，由题图判断出振动，再由波形图判断出波是向左传播的，由题图判断出T2 s，100 cm，则，则v/T50 cm/s.故选项故选项B是正确的是正确的答案：答案：B4.一列简谐横波沿直线传播，该直线上的一列简谐横波沿直线传播，该直线上的a、b两点相距两点相距4.42 m，下图中实、虚两条曲线分别表示平衡位置在下图中实、虚两条曲线分别表示平衡位置在a、b两点处质点的振动曲两点处质点的振动曲
10、线从图示可知线从图示可知()A此列波的频率一定是此列波的频率一定是1 HzB此列波的波长一定是此列波的波长一定是0.1 mC此列波的传播速度可能是此列波的传播速度可能是34 m/sDa点一定比点一定比b点距波源近点距波源近答案：答案：C【互动探究】【互动探究】1如何理解波长？质点振动一个周期的路程等于波长吗？如何理解波长？质点振动一个周期的路程等于波长吗？2波速、波长、频率的大小关系是什么？它们各自取决于什么因波速、波长、频率的大小关系是什么？它们各自取决于什么因素？素？对波长、波速及频率概念的理解对波长、波速及频率概念的理解【核心突破】【核心突破】1对波长的理解对波长的理解(1)在波的传播方
11、向上，两个相邻的振动步调总是相同的质点间的在波的传播方向上，两个相邻的振动步调总是相同的质点间的距离距离(2)质点振动一个周期，波传播的距离质点振动一个周期，波传播的距离(3)在横波中两个相邻的波峰在横波中两个相邻的波峰(或两个相邻的波谷或两个相邻的波谷)之间的距离；在之间的距离；在纵波中两个相邻的密部纵波中两个相邻的密部(或两个相邻的疏部或两个相邻的疏部)之间的距离之间的距离2对波速的理解对波速的理解(1)波在均匀介质中匀速传播，波速就是指波在介质中的传播速波在均匀介质中匀速传播，波速就是指波在介质中的传播速度度(2)波速的大小完全由介质决定，与波的频率无关波速的大小完全由介质决定，与波的频
12、率无关(3)在同种介质中，纵波和横波的传播速度是不同的在同种介质中，纵波和横波的传播速度是不同的(4)波速与振速的区别波速与振速的区别波速：波源振动几个周期，波形就向外平移几个波长这个比波速：波源振动几个周期，波形就向外平移几个波长这个比值就表示了波形值就表示了波形(或能量或能量)向外平移的速度在同一种均匀介质中波动向外平移的速度在同一种均匀介质中波动的传播是匀速的，与波动频率无关的传播是匀速的，与波动频率无关振速：质点的振动速度波动中各质点都在平衡位置附近做周振速：质点的振动速度波动中各质点都在平衡位置附近做周期性振动，是变速运动，质点并不沿波的传播方向随波迁移期性振动，是变速运动，质点并不
13、沿波的传播方向随波迁移3对频率的理解对频率的理解(1)在波的传播方向上，介质各质点都做受迫振动，其振动是由振在波的传播方向上，介质各质点都做受迫振动，其振动是由振源的振动引起的，故各质点的振动频率都等于振源的振动频率源的振动引起的，故各质点的振动频率都等于振源的振动频率(2)当波从一种介质进入另一种介质时，波的频率不变当波从一种介质进入另一种介质时，波的频率不变【典例【典例1】振源振源S在在O点做竖直方向的简谐运动，频率为点做竖直方向的简谐运动，频率为10 Hz，t0时刻向右传播的简谐横波如图所示时刻向右传播的简谐横波如图所示(向左传播的简谐横波图中未画向左传播的简谐横波图中未画出出)。则以下
14、说法正确的是。则以下说法正确的是()At0时，时，x1 m处的质点振动方向向下处的质点振动方向向下Bt0时，时，x2 m处的质点振动方向向上处的质点振动方向向上Ct0.175 s时，时，x1 m处的质点处在波谷位置处的质点处在波谷位置Dt0.175 s时，时，x1 m处的质点处在波峰位置处的质点处在波峰位置自主解答自主解答t0时，时，x1 m处的质点振动方向向上，选项处的质点振动方向向上，选项A错误；错误；根据波动传播的双向性和对称性，画出向左传播波的波形图，根据波动传播的双向性和对称性，画出向左传播波的波形图，t0时，时，x2 m处的质点振动方向向下，选项处的质点振动方向向下，选项B错误；波
15、长为错误；波长为2 m，周期，周期T1/f0.1 s，波速，波速vf20 m/s.t0.175 s时，时，x1 m处的质点处在处的质点处在波谷位置，选项波谷位置，选项C正确，正确，D错误错误.答案答案C1下列关于简谐运动和简谐波的说法，正确的是下列关于简谐运动和简谐波的说法，正确的是()A介质中质点振动的周期不一定和相应的波的周期相等介质中质点振动的周期不一定和相应的波的周期相等B介质中质点振动的速度一定和相应的波的波速相等介质中质点振动的速度一定和相应的波的波速相等C波的传播方向一定和介质中质点振动的方向一致波的传播方向一定和介质中质点振动的方向一致D横波的波峰与波谷在振动方向上的距离一定是
16、质点振幅的两横波的波峰与波谷在振动方向上的距离一定是质点振幅的两倍倍解析：解析：波传播过程中每个质点都在前面质点的驱动力作用下做受波传播过程中每个质点都在前面质点的驱动力作用下做受迫振动，迫振动，A错误波速是波在介质中传播的速度，在同种均匀介质中错误波速是波在介质中传播的速度，在同种均匀介质中波速是个常量；质点振动速度随质点振动所处位置不断变化，波速是个常量；质点振动速度随质点振动所处位置不断变化，B、C错错误波峰、波谷分别是平衡位置上方、下方最大位移处，而振幅是振误波峰、波谷分别是平衡位置上方、下方最大位移处，而振幅是振动中偏离平衡位置的最大距离，动中偏离平衡位置的最大距离，D正确正确答案：
17、答案：D【互动探究】【互动探究】1波动图象和振动图象的主要区别是什么？波动图象和振动图象的主要区别是什么？2怎样由波的传播方向判断波中某质点的振动方向？或者由质点怎样由波的传播方向判断波中某质点的振动方向？或者由质点的振动方向判断波的传播方向？的振动方向判断波的传播方向？波动图象和振动图象的综合应用波动图象和振动图象的综合应用【核心突破】【核心突破】1两种图象的比较两种图象的比较2.波的传播方向与质点振动方向的互判方法波的传播方向与质点振动方向的互判方法已知质点振动方向可判断波的传播方向，或已知波的传播方向和已知质点振动方向可判断波的传播方向，或已知波的传播方向和某时刻的图象可判断介质质点的振
18、动方向，常用的方法如下：某时刻的图象可判断介质质点的振动方向，常用的方法如下：当已知质点振动方向判断波的传播方向时，仍应用上述方法，只当已知质点振动方向判断波的传播方向时，仍应用上述方法，只不过是上述方向的逆向思维。不过是上述方向的逆向思维。【典例【典例2】(2014年阜阳模拟年阜阳模拟)一列简谐横波，某时刻的图象如一列简谐横波，某时刻的图象如图甲所示，从该时刻开始计时，质点图甲所示，从该时刻开始计时，质点A的振动图象如图乙所示，则的振动图象如图乙所示，则()A波沿波沿x轴正方向传播轴正方向传播B波速是波速是20 m/sC经过经过t0.4 s，质点，质点A通过的路程是通过的路程是4 mD质点质
19、点P比质点比质点Q先回到平衡位置先回到平衡位置思路点拨思路点拨由质点由质点A的振动图象确定该时刻质点的振动图象确定该时刻质点A的振动方向，的振动方向，从而确实该波的传播方向，从波动图象中读出波长，再从振动图象中从而确实该波的传播方向，从波动图象中读出波长，再从振动图象中读出周期，即可算出波速读出周期，即可算出波速答案答案C2(2012年高考福建卷年高考福建卷)一列简谐横波沿一列简谐横波沿x轴传播，轴传播，t0时刻的波形时刻的波形如图甲所示，此时质点如图甲所示，此时质点P正沿正沿y轴负方向运动，其振动图象如图乙所示，轴负方向运动，其振动图象如图乙所示，则该波的传播方向和波速分别是则该波的传播方向
20、和波速分别是()A沿沿x轴负方向，轴负方向，60 m/sB沿沿x轴正方向，轴正方向，60 m/sC沿沿x轴负方向，轴负方向，30 m/s D沿沿x轴正方向，轴正方向，30 m/s答案：答案：A巧解波的多解问题巧解波的多解问题方法概述方法概述造成波动问题多解的主要因素造成波动问题多解的主要因素(1)周期性：周期性：时间周期性：时间间隔时间周期性：时间间隔t与周期与周期T的关系不明确的关系不明确空间周期性：波传播距离空间周期性：波传播距离x与波长与波长的关系不明确的关系不明确(2)双向性：双向性：传播方向双向性：波的传播方向不确定传播方向双向性：波的传播方向不确定振动方向双向性：质点振动方向不确定
21、振动方向双向性：质点振动方向不确定(3)波形的隐含性形成多解：波形的隐含性形成多解：在波动问题中，往往只给出完整波形的一部分，或给出几个特殊在波动问题中，往往只给出完整波形的一部分，或给出几个特殊点，而其余信息均处于隐含状态这样，波形就有多种情况，形成波点，而其余信息均处于隐含状态这样，波形就有多种情况，形成波动问题的多解性动问题的多解性问题类型问题类型1如果题中的已知条件不能确定波的传播方向或者不能确定质点如果题中的已知条件不能确定波的传播方向或者不能确定质点的振动方向，则需要分情况进行讨论，此时就会出现多解现象的振动方向，则需要分情况进行讨论，此时就会出现多解现象2在波的传播方向上，如果两
22、个质点间的距离不确定或相位之间在波的传播方向上，如果两个质点间的距离不确定或相位之间关系不确定，就会形成多解，若不能联想到所有可能的情况，就会出关系不确定，就会形成多解，若不能联想到所有可能的情况，就会出现漏解现漏解3在波的传播方向上，相隔一个波长的质点振动的步调是完全相在波的传播方向上，相隔一个波长的质点振动的步调是完全相同的；但如果题目中没有给定波的传播距离同的；但如果题目中没有给定波的传播距离x与波长与波长之间的大小关系，之间的大小关系，就会出现多解现象就会出现多解现象4在波向前传播的过程中，质点在各自平衡位置附近做简谐运在波向前传播的过程中，质点在各自平衡位置附近做简谐运动由于简谐运动
23、具有周期性而出现多解动由于简谐运动具有周期性而出现多解即：若某一时刻即：若某一时刻t各振动质点形成一波形，经过时间各振动质点形成一波形，经过时间tnT(n0,1,2)，各振动质点将回到原来状态，则，各振动质点将回到原来状态，则tttnT时刻的波形与时刻的波形与t时刻的波形重合时刻的波形重合5波源的振动，要带动它左、右相邻各质点的振动，波向左、右波源的振动，要带动它左、右相邻各质点的振动，波向左、右两方向传播，对称性是指波在介质中向左、右同时传播时，关于波源两方向传播，对称性是指波在介质中向左、右同时传播时，关于波源对称的左、右两质点振动情况完全相同对称的左、右两质点振动情况完全相同解题思路解题
24、思路解决波动图象中的多解问题的一般思路：解决波动图象中的多解问题的一般思路：(1)分析出造成多解的原因分析出造成多解的原因波动图象的周期性，如由波动图象的周期性，如由xnx，tnTt，求，求v出现多出现多解解波传播的双向性波传播的双向性(2)由由vT进行计算，若有限定条件，再进行讨论进行计算，若有限定条件，再进行讨论【典例】【典例】(2014年合肥模拟年合肥模拟)如图所示实线是一列简谐横波在如图所示实线是一列简谐横波在t10时刻的波形，虚线是这列波在时刻的波形，虚线是这列波在t20.5 s时刻的波形，这列波的周期时刻的波形，这列波的周期T符符合：合：3Tt2t14T，问：，问：(1)若波速向右，波速多大？若波速向右，波速多大？(2)若波速向左，波速多大？若波速向左，波速多大？(3)若波速大小为若波速大小为74 m/s，波速方向如何？，波速方向如何？答案答案(1)54 m/s(2)58 m/s(3)波向左传播波向左传播本小节结束请按ESC键返回
