高考物理总复习 第11章机械振动 机械波 光 电磁波(第2课时)机械波课件

答案
C
3.(多选)如图所示为一列简谐波在某一时刻的波形图，此时刻质点
F的振动方向如图所示。则(
)
A.该波沿x轴负方向传播
B.质点B和D的运动方向相同
C.质点C比质点B先回到平衡位置 D.此时质点F和H的加速度相同
解析
由上、下坡法可知，波只有沿 x 轴负方向传播才会有此
时刻质点 F 的运动方向向下。同理，质点 D、E 的运动方向也 向下，而质点 A、B、H 的运动方向向上。质点 F、H 相对各 kx 自平衡位置的位移相同，由 a＝－ 可知，两质点的加速度相 m T 同。因质点 C 直接从最大位移处回到平衡位置，即 tC＝ ，而 4 T 质点 B 要先运动到最大位移处，再回到平衡位置，故 tB＞ ＝ 4 tC。故正确答案为 A、C、D。
图乙为质点Q的振动图象，则(
)
A.t＝0.15 s时，质点Q的加速度达到正向最大 B.t＝0.15 s时，质点P的运动方向沿y轴负方向
C.从t＝0.10 s到t＝0.25 s，该波沿x轴正方向传播了6 m
D.从t＝0.10 s到t＝0.25 s，质点P通过的路程为30 cm
解析
由乙图象看出，t＝0.15 s 时，质点 Q 位于负方向的最大位
【例1】 (多选)沿x轴正方向传播的简谐横波，在t＝0时刻的波形 如图所示。质点P位于x＝2 cm处，质点Q位于x＝6 cm处。已知 x＝4 cm 处依次出现两次波谷的时间间隔为0.4 s，则以下判断正
波峰，这列水面波(
A.频率是30 Hz C.波速是1 m/s
)
B.波长是3 m D.周期是0.1 s
解析
3 由题意知甲、乙两小木块间的距离 x＝3 m＝ λ，故波长 2
λ＝2 m。又知两小木块都是每分钟振动 30 次，故周期 T＝2 s， λ 频率 f＝0.5 Hz，则波速 v＝ ＝1 m/s。故 C 选项正确。 T
波源 的振 (2) 介质中各质点的振幅相同，振动周期和频率都与 _____ 动周期和频率相同。
4A ，位 (3) 一个周期内，质点完成一次全振动，通过的路程为 ___
零。 移为___
3.机械波的分类
垂直 的波，有 (1)横波：质点的振动方向与波的传播方向相互_____
波谷 凹部)。 波峰 凸部)和_____( _____(
同一直线 上的波， (2)纵波：质点的振动方向与波的传播方向在_________
密部 和_____ 疏部 。 有_____
4.横波的图象 平衡位置 ，纵轴表示该时刻各质 (1)坐标轴：横轴表示各质点的_________ 位移 。 点的_____ 平衡位置 (2)意义：表示在波的传播方向上，某时刻各质点离开_________ 的位移。 (3)图象：
移处，而简谐运动的加速度大小与位移大小成正比，方向与位移 方向相反， 所以加速度为正方向最大值， A 项正确； 由乙图象看出， 简谐运动的周期 T＝0.20 s，t＝0.10 s 时，质点 Q 的速度方向沿 y 轴负方向，由甲图可以看出，波的传播方向应该沿 x 轴负方向，C 项错误；因甲图是 t＝0.10 s 时的波形，所以 t＝0.15 s 时，经历了 T λ 0.05 s＝ 的时间， 图甲的波形向 x 轴负方向平移了 ＝2 m 的距离， 4 4
解析
从图中可知，质点 9 是图中距波源最远的点，尽管与振源
起振方向相同，但起振时刻最晚，故选项 A 正确、B 错误；质点 7 与质点 8 相比较，质点 7 是质点 8 的前质点，7、8 质点间的振 T 动步调相差 ，故选项 C 正确；质点 9 与质点 1 相距 2 个波长， 4 质点 9 比质点 1 晚 2T 开始起振，一旦质点 9 起振后，质点 1、9 振动步调就完全一致，故选项 D 正确。
第2课时 机械波
考点一
波的形成和传播、波的图象(－/b)
[基础过关]
1.机械波的形成条件 (1)有发生机械振动的波源。 (2)有传播介质，如空气、水等。
2.传播特点
形式 和_____ 能量 ，质点只在各自的平 (1)机械波传播的只是振动的_____ 迁移 。 衡位置附近做简谐运动，并不随波_____
解析
由x＝0处质的振动图象可知波的周期T＝0.4 s，由v＝
4 m/s，得λ＝vT＝1.6 m，x＝0处质点在t＝0.15 s时刻的运动情
况是在0～0.1 m之间的某一位置向平衡位置振动。所以满足以
上条件的波的图象为A项。 答案 A
[精练题组] 1.(多选)如图甲为一列简谐横波在t＝0.10 s时刻的波形图，P是平 衡位置为x＝1 m处的质点，Q是平衡位置为x＝4 m处的质点，
方法
内容 沿波的传播方向，“上坡”时质 点向下振动，“下坡”时质点向 上振动
图象
“上下 坡”法
“同侧” 法
波形图上某点表示传播方向和振 动方向的箭头在图线同侧
“微平 移”法
将波形沿传播方向进行微小的平 移，再由对应同一x坐标的两波形 曲线上的点来判断振动方向
【例1】 周期为2.0 s的简谐横波沿x轴传播，该波在某时刻的图象
如图所示，此时质点P沿y轴负方向运动，则该波( )
A.沿x轴正方向传播，波速v＝20 m/s B.沿x轴正方向传播，波速v＝10 m/s C.沿x轴负方向传播，波速v＝20 m/s D.沿x轴负方向传播，波速v＝10 m/s
解析
质点 P 沿 y 轴负方向运动，根据振动方向与波的传播方
向的关系，可判定该波沿 x 轴正方向传播。由波的图象可知 λ λ ＝20 m，根据 v＝T得波速 v＝10 m/s。B 选项正确。
M点时开始计时，已知P点相继出现两个波峰的时间间隔为0.4 s，
下面说法中错误的是( )
A.这列波的波长是4 m
B.这列波的传播速度是10 m/s
C.质点Q(x＝9 m)经过0.5 s才第一次到达波峰 D.M点以后的各质点开始振动时的方向都是向下
解析
从图中可以看出这列波的波长为 4 m， A 对； “相继出现两
(2)看清横、纵坐标的单位。尤其要注意单位前的数量级。
(3)找准波动图象对应的时刻。 (4)找准振动图象对应的质点。
考点二
1.波长λ：
波长、频率和波速(－/c)
[基础过关]
相同 的两个相邻质点间的距离。 在波动中，振动相位总是_____ 2.波速v： 介质 本身的性质决定。 波在介质中的传播速度，由_____ 3.频率f： 振动频率 。 由波源决定，等于波源的__________ 4.波长、波速和频率的关系： λf ； (1)v＝___
波速是由介质的性质决定的，与波长无关，故该波的波速
保持不变，由图看出，该波的波长逐渐减小，而波速一定，由波
速v＝λf知频率逐渐增大，故A正确，B错误；由波的传播方向与S 点的振动方向的关系知此时S点向上运动，故C错误；右端刚起振 的点的振动方向与波源S的起振方向相同，方向向上，D错。 答案 A
【方法总结】 求解波动图象与振动图象综合类问题可采用 “ 一分、一看、二 找”的方法： (1)分清振动图象与波动图象。此问题最简单，只要看清横坐标 即可，横坐标为x则为波动图象，横坐标为t则为振动图象。
答案
B
要点二
振动图象与波的图象的比较
振动图象
波的图象
研究 对象
一个质点
沿波传播方向上的所有质点
图象 正(余)弦曲线 物理 意义 正(余)弦曲线
某质点在各时刻的位移
某时刻各质点的位移
振动方向 (看下一时刻的位移) 随时间推移，图象延 续，但已有形状不变 表示时间 (将波沿传播方向平移) 随时间推移，图象沿波的 传播方向平移 表示各质点的平衡位置
λ 个波峰的时间间隔为 0.4 s”， 即周期 T＝0.4 s， 则 v＝T＝10 m/s， B 对；质点 Q(x＝9 m)经过 0.4 s 开始振动，波传到 Q 时，其左侧 质点在它下方，所以 Q 点在 0.5 s 时处于波谷，再经过 0.2 s，即总 共经过 0.7 s 才第一次到达波峰， C 错； 从波的传播原理可以知道， M 点以后的每个质点都是先向下振动的，D 对，故选 C。
答案
C
[要点突破] 要点一 周期(频率)、波速、波长关系
1.周期和频率：只取决于波源，波的周期和频率就是指波源的 周期和频率，与 v、λ 无任何关系。 2.速度 v：决定于介质的物理性质，同一种均匀介质，物理性 质相同，波在其中传播的速度恒定。 3.波长 λ：对于一列波，其波长、波速、周期的关系不会变化， λ 始终是 v＝ ＝λf，既然 v、T 都由相关因素决定，所以这些因 T 素同时又共同决定了波长 λ， 即波长 λ 由波源和介质共同决定。
如图所示，因波向 x轴负方向传播，则此时 P 点的运动方向沿 y 轴
负方向，B项正确；由图甲可以看出，由于t＝0.10 s时质点P不处 于平衡位置或最大位移处，故从t＝0.10 s到t＝0.25 s，质点P通过 的路程不为30 cm，D项错误。
答案
AB
2.如图所示，一列简谐横波沿x轴正方向传播，从波传到x＝5 m的
答案
ACD
4.(2016· 浙江台州选考模拟 )一根粗细均匀的较长绳子，右侧固定。 现使左侧的S点上下振动，产生一列向右传播的机械波，某时刻 第一次形成了如图所示的波形。下列说法中正确的是( )
A.该波的频率逐渐增大 B.该波的频率逐渐减小 C.此时S点向下运动
D.S点的起始振动方向是向下的
解析
答案
ACD
[要点突破]
要点一 波的图象
1.波动图象的信息(如图所示)
(1)直接读取振幅A和波长λ，以及该时刻各质点的位移。 (2)确定某时刻各质点加速度的方向，并能比较其大小。 (3)结合波的传播方向可确定各质点的振动方向或由各质点的振 动方向确定波的传播方向。
2.波的传播方向与质点振动方向的互判方法