机械波及其图像剖析

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4．机械波的特点 (1)机械波传播的是运动形式，介质中 质点只在各自的 平衡位置 附近振动，并不 随波迁移． (2)机械波传播的过程就是 能量传递的 过程，也是传递信息的过程．
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(3)“前带后，后跟前，运动状态向后 传．”即：各质点都做受迫振动，起振 方向由波源来决定，并且其振动频率(周 期)都 等于 波源的振动频率(周期)，但离 波源越远的质点振动越滞后．
2.简谐波图象的应用 (1)从图象上直接读出波长和振 幅． (2)可确定任一质点在该时刻的位
移．
(3)可确定任一质点在该时刻的加 速度的方向．
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(4)若已知波的传播方向，可确定 各质点在该时刻质点的振动方向；若 已知某质点的振动方向，可确定该波 的传播方向． (5)若已知波的传播方向，可画出 在Δt前后的波形．沿传播方向平移Δx ＝vΔt.
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三、质点振动方向与波传播方向的互判
图象 方法
(1)微平移法：沿波的传播方向 将波的图象进行一微小平移， 然后由两条波形曲线来判断． 例如：波沿 x 轴正向传播， t 时 刻波形曲线如图中实线所 示．将其沿 v 的方向移动一微 小距离Δx，获得如图中虚线所 示的图线． 可以判定： t时刻质点 A 振动方向向下，质 点 B 振动方向向上，质点 C 振 动方向向下．
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三、波的图象 1．波的图象 (1)坐标轴：取质点平衡位置的连 线作为x轴，表示质点分布的顺序；取 过波源质点的振动方向作为y轴，表示 质点 位移．
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(2)意义：在波的传播方向上，介质 中质点在某一时刻相对各自平衡位置的位 移． (3)形状：正弦(或余弦)图线．
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2．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度．电 磁波可以不依靠介质在真空中传播． (2)波速的大小完全由介质决定， 与波的频率无关． (3)在同种介质中，纵波和横波的 传播速度是不同的．
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(4)波速与振速的区别： ①波速：波源振动几个周期，波形就向 λ 外平移几个波长， 这个比值就表示了波形 T (或能量)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．
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两种图象 比较内容 研究对象 图象意义 振动图象 波动图象
沿波传播方向所 某一振动质点 有质点 某一质点位移 某时刻所有质点 随时间变化规 相对平衡位置的 律 位移
图象特点
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两种图象 比较内容 振动图象 波动图象
图象信息
图象变化 一个完整曲 线对应横 坐标
(1)波长、振幅 (1)周期、振幅 (2)任意一质点该时 (2)各时刻质点的位移 刻的位移 (3)速度、加速度的方 (3)任意一质点在该 向 时刻加速度的方向 随时间推移图象延续， 随时间推移，图象 但已有形状不变 沿传播方向平移 一个周期 一个波长
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一、对波长、波速及频率概念的 理解 1．对波长的理解 (1)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． (2)质点振动一个周期，波传播的 距离．
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(3)在横波中两个相邻的波峰(或两 个相邻的波谷)之间的距离；在纵波中 两个相邻的密部(或两个相邻的疏部)之 间的距离． (4)在简谐横波的波形图线中，一 个完整的正(余)弦曲线在横轴所截取的 距离．
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②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．
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3．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．
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即时应用
1.(2008年高考宁夏卷)下列关于简谐 运动和简谐机械波的说法正确的是( ) A．弹簧振子的周期与振幅有关 B．横波在介质中的传播速度由介质 本身的性质决定 C．在波传播方向上的某个质点的振 动速度就是波的传播速度 D．单位时间内经过媒质中一点的完 全波的个数就是这列简谐波的频率
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二、描述机械波的物理量 1．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．用“λ”表示． 2．频率f：在波动中，介质中各质点的振 动频率都是相同的，都等于 波源的振动频率．
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3．波速 v、波长 λ 和频率 f、周期 T 的关系 λ 公式：v＝ ＝λf T 机械波的传播速度由 介质决定， 与机械波的频率无关．
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解析：选BD.弹簧振子周期由振子 质量和弹簧劲度系数决定与振幅无 关，A项错误；波的传播速度由介质决 定与波源无关，B项正确；质点的振动 速度与波速无关，C项错误；波传播时 每振动一次向前传播一个完整的波 形，D项正确．
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二、振动图象与波动图象的比较 波的振动图象与波动图象虽然形 状相同，但所研究的对象、意义、特 点等有所不同．所以，要掌握两者的 区别，及在某些情况下两者的相互转 化．
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图7 －2 －1
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解析：从甲、乙图可看出波长λ＝ 2.0 m，周期T＝4 s，振幅A＝0.8 m； 乙图中显示t＝0时刻该质点处于平衡位 置向上振动，甲图波形图中，波向x轴 正方向传播，则L质点正在平衡位置向 上振动，波速v＝λ/T＝0.5 m/s. 答案：0.8 4 L 0.5
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即时应用
2.(2008年高考江苏卷)一列沿着x 轴正方向传播的横波，在t＝0时刻的波 形如图7－2－1甲所示．图甲中某质点 的振动图象如图乙所示．质点N的振幅 是________m，振动周期为 ________s，图乙表示质点________(从 质点K、L、M、N中选填)的振动图 象．该波的波速为________m/s.
第二节
机械波及其图象
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一、机械波 1．定义：机械振动在 介质中传 播，形成了机械波． 2．产生条件：一是要有做机械振 动的物体作为 波源 ；二是要有能够传 播机械振动的介质．
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3．机械波的分类
横波：振动方向与传播方向 垂直 . 机械波 纵波：振动方向与传播方向在同一直线上.