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1、2017年高考物理年高考物理总动员：12-2机械波机械波1.机械波的本质 机械波是振动形式和能量的传播，介质中的质点并不随波迁移，简谐波中，每一个质点都以它的平衡位置为中心做简谐运动。2.机械波的波长、频率、波速3.波的图象波的图象与振动图象的区别如下：对比内容对比内容波的图象波的图象振动图象振动图象研究对象研究对象沿传播方向所有介质质点沿传播方向所有介质质点单个振动质点单个振动质点研究内容研究内容某时刻所有质点的空间分布规律某时刻所有质点的空间分布规律单个质点的位移随时间的单个质点的位移随时间的变化规律变化规律图象图象物理意义物理意义某时刻各质点的位移某时刻各质点的位移单个质点在各时刻的位移
2、单个质点在各时刻的位移图线变化图线变化时间推移，波的图象将沿波的传播方时间推移，波的图象将沿波的传播方向平移向平移时间推移，图象上能找到时间推移，图象上能找到对应的时间点对应的时间点质点振动方向的确定方法质点振动方向的确定方法重复前一质点的振动重复前一质点的振动下一时刻的振动下一时刻的振动两个相邻峰值间沿横轴的两个相邻峰值间沿横轴的距离距离表示一个波长表示一个波长表示一个周期表示一个周期 4.波的叠加几列波能独立传播，相遇时，质点的振动位移等于各列波引起位移的矢量和。波的干涉：频率相同的两列波叠加，振动加强与振动减弱区互相间隔。波的衍射：波遇到比波长小或差不多的障碍物或孔，绕过障碍物或穿过孔时
3、传播方向发生变化。1.波的频率由什么决定？波在不同介质中传播时频率是否变化？波的频率由什么决定？波在不同介质中传播时频率是否变化？答案答案波的频率由波源决定，波在不同介质中传播时，频率不变。波的频率由波源决定，波在不同介质中传播时，频率不变。2.在在稳稳定定的的干干涉涉中中，振振动动加加强强区区域域或或振振动动减减弱弱区区域域的的空空间间位位置置是是否变化？否变化？答案答案不变。不变。1.波传到任意一点，该点的起振方向都和波源的起振方向相同。2.介质中每个质点做的都是受迫振动，所以任一质点的振动频率和周期都和波源相同。因此可以断定：波从一种介质进入另一种介质，由于介质的情况不同，它的波长和波速
4、可以改变，但频率和周期都不会改变。波的形成与传播波的形成与传播【例例1】一一简简谐谐横横波波沿沿x轴轴负负向向传传播播，t时时刻刻的的波波形形如如图图所所示示，则则该时刻该时刻_。(填正确答案标号。填正确答案标号。)答案答案ADE1.波波的的图图象象反反映映了了在在某某时时刻刻介介质质中中的的各各质质点点离离开开平平衡衡位位置置的的位位移移情情况况，图图象象的的横横轴轴表表示示各各质质点点的的平平衡衡位位置置，纵纵轴轴表表示示该该时时刻刻各各质点的位移，如图所示。质点的位移，如图所示。波动图象与波速公式的应用波动图象与波速公式的应用2.图象的应用：(1)直接读取振幅A和波长，以及该时刻各质点的
5、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。【例例2】(多多选选)一一列列沿沿x轴轴正正方方向向传传播播的的简简谐谐横横波波在在t0时时刻刻的的波波形形如如图图所所示示，质质点点P的的x坐坐标标为为3 m。已已知知任任意意振振动动质质点点连连续续2次次经经过过平平衡衡位位置置的的时时间间间间隔隔为为0.4 s。下下列列说说法法正正确确的的是是()A.波速为4 m/sB.波的频率为1.25 HzC.x坐标为15 m的质点在t0.6 s时恰好位于波谷D.x坐标为22 m的质点在t0.2 s时恰好位于波峰
6、E.当质点P位于波峰时，x坐标为17 m的质点恰好位于波谷答案答案BDE首首先先明明确确波波的的图图象象是是描描述述波波的的传传播播路路径径上上所所有有质质点点的的某某个个时时刻刻的的位位移移状状态态。质质点点振振动动图图象象是是波波的的传传播播路路径径上上某某个个质质点点所所有有时时刻刻的的振动变化情况振动变化情况;然后然后,依据已知条件，突破以下两个关键点。依据已知条件，突破以下两个关键点。(1)定定位位：依依据据已已知知条条件件明明确确波波的的图图象象的的时时刻刻，依依据据质质点点振振动动图图象象找找出出该该时时刻刻质质点点振振动动的的位位移移及及振振动动方方向向。再再根根据据此此位位移
7、移及及振振动动方向，在波的图象中找出质点，则所有问题将解决；方向，在波的图象中找出质点，则所有问题将解决；(2)定定时时：依依据据已已知知条条件件找找到到波波的的图图象象中中对对应应的的质质点点，读读出出位位移移并并判判断断振振动动方方向向，依依据据位位移移在在振振动动图图象象中中确确定定该该质质点点在在此此位位移移时时的时刻。的时刻。振动图象与波动图象的综合应用振动图象与波动图象的综合应用【例例3】图图(a)为为一一列列简简谐谐横横波波在在t2 s时时的的波波形形图图，图图(b)为为媒媒质质中中平平衡衡位位置置在在x1.5 m处处的的质质点点的的振振动动图图象象，P是是平平衡衡位位置置为为x
8、2 m的质点。下列说法正确的是的质点。下列说法正确的是_。(填正确答案标号。填正确答案标号。)A.波速为0.5 m/sB.波的传播方向向右C.02 s时间内，P运动的路程为8 cmD.02 s时间内，P向y轴正方向运动E.当t7 s时，P恰好回到平衡位置答案答案ACE 1.造成波动问题多解的主要因素(1)周期性：时间周期性：时间间隔t与周期T的关系不明确。空间周期性：波传播距离x与波长的关系不明确。(2)双向性：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。(3)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，或给出几个特殊点，而其余信息均处于隐含状态
9、。这样，波形就有多种情况，形成波动问题的多解性。波的多解问题波的多解问题2.解决波的多解问题的思路一般采用从特殊到一般的思维方法，即找出一个周期内满足条件的关系t或x，若此关系为时间，则tnTt(n0，1，2)；若此关系为距离，则xnx(n0，1，2)。【例例4】一一列列简简谐谐横横波波沿沿x轴轴正正方方向向传传播播，t0时时刻刻的的波波形形如如图图中中实实线线所所示示，t0.1 s时时刻刻的的波波形形如如图图中中虚虚线线所所示示。波波源源不不在在坐坐标标原原点点O，P是是传传播播介介质质中中离离坐坐标标原原点点xp2.5 m处处的的一一个个质质点点。则则以下说法正确的是以下说法正确的是_。(填正确答案标号。填正确答案标号。)A.质点P的振幅为0.1 mB.波的频率可能为7.5 HzC.波的传播速度可能为50 m/sD.在t0.1 s时刻与P相距5 m处的质点一定沿x轴正方向运动E.在t0.1 s时刻与P相距5 m处的质点可能是向上振动，也可能是向下振动答案答案ACE汇报结束谢谢大家!请各位批评指正