認(rèn)識(shí)機(jī)械波
1．定義：機(jī)械振動(dòng)在媒介中的傳播．
2．條件：波源和介質(zhì)．
3．波源：產(chǎn)生機(jī)械波的振動(dòng)源．
4．介質(zhì)：傳播機(jī)械振動(dòng)的媒介．
機(jī)械波的傳播
1．傳播形式：從波源通過(guò)介質(zhì)依次傳播．波源帶動(dòng)相鄰質(zhì)點(diǎn)做受迫振動(dòng)，該質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)后會(huì)同樣帶動(dòng)其相鄰質(zhì)點(diǎn)做受迫振動(dòng)，直至機(jī)械波傳播到能傳播的地方．
2．傳播特點(diǎn)：
(1)傳播振動(dòng)的運(yùn)動(dòng)形式．
(2)傳播能量．
(3)介質(zhì)的質(zhì)點(diǎn)只在平衡位置做上下振動(dòng)．
橫波與縱波
1．機(jī)械波分類(lèi)：橫波和縱波．
2．橫波：質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向與波的傳播方向相互垂直的波，叫作橫波．
3．縱波：質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向與波的傳播方向在同一直線上的波，叫作縱波．縱波中有密部和疏部．
核心素養(yǎng)
小試身手
1．科學(xué)探測(cè)表明，月球表面無(wú)大氣層，也沒(méi)有水，更沒(méi)有任何生命存在的痕跡．在月球上，兩宇航員面對(duì)面講話(huà)也無(wú)法聽(tīng)到，這是因?yàn)? B )
A．月球太冷，聲音傳播太慢
B．月球上沒(méi)有空氣，聲音無(wú)法傳播
C．宇航員不適應(yīng)月球，聲音太輕
D．月球上太嘈雜，聲音聽(tīng)不清楚
解析：聲波是機(jī)械波，傳播需要介質(zhì)，故B正確．
2．一列波由波源向周?chē)鷤鞑ラ_(kāi)去，以下說(shuō)法錯(cuò)誤的是( A )
A．介質(zhì)中各質(zhì)點(diǎn)由近及遠(yuǎn)地傳播開(kāi)去
B．波源的振動(dòng)形式由近及遠(yuǎn)地傳播開(kāi)去
C．介質(zhì)中各質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)的能量由近及遠(yuǎn)地傳播開(kāi)去
D．介質(zhì)中各質(zhì)點(diǎn)只是振動(dòng)而沒(méi)有遷移
解析：波在傳播時(shí)，介質(zhì)中的質(zhì)點(diǎn)在其平衡位置附近做往復(fù)運(yùn)動(dòng)，它們并沒(méi)有隨波的傳播發(fā)生遷移；波傳播的是振動(dòng)形式，而振動(dòng)由能量引起，也即傳播了能量．故A錯(cuò)誤，B、C、D正確．
3．下列關(guān)于橫波、縱波的說(shuō)法正確的是( A )
A．橫波具有波峰和波谷，凸起的最高處叫波峰，凹下的最低處叫波谷
B．質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)方向和波的傳播方向在同一直線上的波叫橫波
C．沿橫向傳播的波叫橫波，沿縱向傳播的波叫縱波
D．沿橫向傳播的波叫縱波，沿縱向傳播的波叫橫波
解析：質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向與波的傳播方向垂直的波為橫波，質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向與波的傳播方向在同一直線上的波為縱波，B、C、D錯(cuò)誤；橫波具有波峰和波谷，凸起的最高處稱(chēng)為波峰，凹下的最低處稱(chēng)為波谷，A正確．
機(jī)械波的傳播
知識(shí)歸納
1．機(jī)械波的形成．
2．波的特點(diǎn)．
(1)振幅：像繩波這種只在某個(gè)方向上傳播的機(jī)械波，若不計(jì)能量損失，各質(zhì)點(diǎn)的振幅相同．
(2)周期：各質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)的周期均與波源的振動(dòng)周期相同．
(3)步調(diào)：離波源越遠(yuǎn)，質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)越滯后．
(4)各質(zhì)點(diǎn)只在各自的平衡位置振動(dòng)，并不隨波遷移．
(5)機(jī)械波向前傳播的是振動(dòng)這種運(yùn)動(dòng)形式，同時(shí)也傳遞能量和信息．
【典例1】 細(xì)繩的一端在外力作用下從t＝0時(shí)刻開(kāi)始做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)，激發(fā)出一列簡(jiǎn)諧橫波．在細(xì)繩上選取15個(gè)點(diǎn)，如下圖所示，圖甲為t＝0時(shí)刻各點(diǎn)所處的位置，圖乙為t＝ eq \f(T,4) 時(shí)刻的波形圖(T為波的周期).請(qǐng)?jiān)趫D丙中畫(huà)出t＝ eq \f(3T,4) 時(shí)刻的波形圖．
[核心點(diǎn)撥] (1)由前一個(gè)質(zhì)點(diǎn)帶動(dòng)后一個(gè)質(zhì)點(diǎn)確定波的傳播方向．
(2)各質(zhì)點(diǎn)只在平衡位置附近上下振動(dòng)．
(3)確定再經(jīng)過(guò) eq \f(3,4) 周期時(shí)各質(zhì)點(diǎn)的位置．
答案：
解析：機(jī)械波在傳播過(guò)程中，介質(zhì)的質(zhì)點(diǎn)都在各自的平衡位置附近振動(dòng)，振動(dòng)時(shí)間依次滯后．從波形圖上看出，t＝ eq \f(1,4) T時(shí)刻第4個(gè)質(zhì)點(diǎn)才開(kāi)始振動(dòng)，則在t＝ eq \f(3,4) T時(shí)刻第10個(gè)質(zhì)點(diǎn)剛開(kāi)始振動(dòng)，此時(shí)第4個(gè)質(zhì)點(diǎn)已振動(dòng)了 eq \f(T,2) 的時(shí)間回到平衡位置，第1個(gè)質(zhì)點(diǎn)到達(dá)下方最大位移處．新的波形圖如答案圖所示．
波動(dòng)過(guò)程中介質(zhì)中各質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)規(guī)律
類(lèi)題訓(xùn)練
1．在一條軟繩上選18個(gè)等間距的質(zhì)點(diǎn)，質(zhì)點(diǎn)1在外力作用下首先向上振動(dòng)，其余質(zhì)點(diǎn)在相互作用力的帶動(dòng)下依次振動(dòng)，從而形成簡(jiǎn)諧波．由波的形成及圖示可知，下列說(shuō)法正確的是( C )
A．每個(gè)質(zhì)點(diǎn)均在其平衡位置附近自由振動(dòng)
B．每個(gè)質(zhì)點(diǎn)開(kāi)始運(yùn)動(dòng)后，均在水平方向做勻速運(yùn)動(dòng)，在豎直方向做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)
C．繩上的每一個(gè)質(zhì)點(diǎn)開(kāi)始振動(dòng)時(shí)，方向都向上，振動(dòng)周期都相同
D．繩上波的傳播過(guò)程也是能量的傳遞過(guò)程，每個(gè)質(zhì)點(diǎn)均做等幅振動(dòng)，故每個(gè)質(zhì)點(diǎn)的機(jī)械能守恒
解析：質(zhì)點(diǎn)1帶動(dòng)質(zhì)點(diǎn)2是利用繩子上質(zhì)點(diǎn)間的彈力實(shí)現(xiàn)的，因此每個(gè)質(zhì)點(diǎn)均做受迫振動(dòng)，A錯(cuò)誤；每個(gè)質(zhì)點(diǎn)開(kāi)始振動(dòng)后，只在豎直方向做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)，水平方向上不隨波遷移，B錯(cuò)誤；繩子上每一個(gè)質(zhì)點(diǎn)的起振方向都相同，振動(dòng)周期等于波源的振動(dòng)周期，C正確；波的傳播過(guò)程也是能量的傳遞過(guò)程，所受合力不為零，雖然每個(gè)質(zhì)點(diǎn)均做等幅振動(dòng)，但是每個(gè)質(zhì)點(diǎn)的機(jī)械能并不守恒，D錯(cuò)誤．故選C．
2．下列關(guān)于理想機(jī)械波的說(shuō)法錯(cuò)誤的是( B )
A．波中各質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)頻率是相同的
B．質(zhì)點(diǎn)開(kāi)始振動(dòng)時(shí)的速度方向與波源的傳播方向相同
C．波由近及遠(yuǎn)地遷移，質(zhì)點(diǎn)只在平衡位置附近振動(dòng)
D．波源的能量隨波動(dòng)由近及遠(yuǎn)地傳播
解析：波中各質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)頻率等于波源的振動(dòng)頻率，所以波中各質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)頻率是相同的，A正確，不符合題意；橫波在傳播的過(guò)程中，質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向與波的傳播方向垂直，B錯(cuò)誤，符合題意；波在傳播的過(guò)程中，質(zhì)點(diǎn)在平衡位置附近振動(dòng)，通過(guò)振動(dòng)的形式將波由近及遠(yuǎn)地遷移，C正確，不符合題意；波在傳播振動(dòng)的過(guò)程中，同時(shí)將能量由近及遠(yuǎn)地傳播，D正確，不符合題意．
3．下圖是某繩波形成過(guò)程的示意圖，1，2，3，4，…為繩上的一系列等間距的質(zhì)點(diǎn)，繩處于水平方向．質(zhì)點(diǎn)1在外力作用下沿豎直方向做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)，帶動(dòng)2，3，4，…各個(gè)質(zhì)點(diǎn)依次上下振動(dòng)，把振動(dòng)從繩的左端傳到右端．t＝0時(shí)質(zhì)點(diǎn)1開(kāi)始豎直向上運(yùn)動(dòng)，質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)周期為T(mén)，經(jīng)過(guò)四分之一周期，質(zhì)點(diǎn)5開(kāi)始運(yùn)動(dòng)，此時(shí)質(zhì)點(diǎn)1已發(fā)生的位移大小為x0.下列判斷正確的是( D )
A．t＝ eq \f(T,4) 時(shí)，質(zhì)點(diǎn)5的振動(dòng)方向向下
B．t＝ eq \f(T,2) 時(shí)，質(zhì)點(diǎn)7的加速度方向向上
C．t＝ eq \f(3T,4) 時(shí)，質(zhì)點(diǎn)5運(yùn)動(dòng)的路程為3x0
D．t＝T時(shí)，質(zhì)點(diǎn)9向下振動(dòng)
解析：經(jīng)過(guò) eq \f(T,4) ，質(zhì)點(diǎn)1從平衡位置運(yùn)動(dòng)到波峰，位移大小為x0，則振幅A＝x0，后一個(gè)質(zhì)點(diǎn)重復(fù)前一個(gè)質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)，質(zhì)點(diǎn)1開(kāi)始振動(dòng)時(shí)是從平衡位置開(kāi)始向上振動(dòng)，故質(zhì)點(diǎn)5開(kāi)始振動(dòng)時(shí)也是由平衡位置開(kāi)始向上振動(dòng)，A錯(cuò)誤；因?yàn)閺馁|(zhì)點(diǎn)1到質(zhì)點(diǎn)7的距離是從質(zhì)點(diǎn)1到質(zhì)點(diǎn)5的距離的1.5 倍，所以波從質(zhì)點(diǎn)1傳到質(zhì)點(diǎn)7所需的時(shí)間為 eq \f(3,8) T，故在t＝ eq \f(T,2) 時(shí)質(zhì)點(diǎn)7已振動(dòng) eq \f(1,8) T，即質(zhì)點(diǎn)7在從平衡位置向上的運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，根據(jù)公式a＝－ eq \f(kx,m) 知此時(shí)質(zhì)點(diǎn)7的加速度方向向下，B錯(cuò)誤；在t＝ eq \f(3T,4) 時(shí)刻，質(zhì)點(diǎn)5已振動(dòng) eq \f(T,2) ，故其通過(guò)的路程為2x0，C錯(cuò)誤；波從質(zhì)點(diǎn)1傳播到質(zhì)點(diǎn)9所需的時(shí)間為 eq \f(1,2) T，在t＝T時(shí)質(zhì)點(diǎn)9已振動(dòng) eq \f(1,2) T，故此時(shí)質(zhì)點(diǎn)9正通過(guò)平衡位置向下振動(dòng)，D正確．
振動(dòng)與波動(dòng)的關(guān)系
知識(shí)歸納
【典例2】 (多選)關(guān)于振動(dòng)和波的關(guān)系，下列說(shuō)法正確的是( AB )
A．振動(dòng)是波的成因，波是振動(dòng)的傳播
B．振動(dòng)是單個(gè)質(zhì)點(diǎn)呈現(xiàn)的運(yùn)動(dòng)現(xiàn)象，波是許多質(zhì)點(diǎn)聯(lián)合起來(lái)呈現(xiàn)的運(yùn)動(dòng)現(xiàn)象
C．波的傳播速度就是質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)的速度
D．波源停止振動(dòng)時(shí)，波立即停止傳播
解析：機(jī)械波的產(chǎn)生條件是有波源和介質(zhì)．由于介質(zhì)中的質(zhì)點(diǎn)之間相互作用，一個(gè)質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)帶動(dòng)相鄰質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)并由近及遠(yuǎn)傳播而形成波，所以A、B正確．波的傳播速度是波形由波源向外傳播的速度，而質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)的速度和方向都隨時(shí)間周期性地發(fā)生變化，C錯(cuò)誤．波源一旦將振動(dòng)傳給了介質(zhì)，振動(dòng)就會(huì)在介質(zhì)中向遠(yuǎn)處傳播；當(dāng)波源停止振動(dòng)時(shí)，介質(zhì)仍然繼續(xù)傳播波源振動(dòng)的運(yùn)動(dòng)形式，不會(huì)因波源停止振動(dòng)而立即停止傳播，D錯(cuò)誤．
(1)有機(jī)械波，必有機(jī)械振動(dòng)；有機(jī)械振動(dòng)，不一定形成機(jī)械波．
(2)質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)速度是隨時(shí)間改變的，而波在同種均勻介質(zhì)中的傳播速度是不變的．
類(lèi)題訓(xùn)練
4．(多選)關(guān)于機(jī)械波和機(jī)械振動(dòng)，下列說(shuō)法正確的是( BD )
A．機(jī)械振動(dòng)就是機(jī)械波，機(jī)械波就是機(jī)械振動(dòng)
B．有機(jī)械波，則一定有機(jī)械振動(dòng)
C．機(jī)械波就是質(zhì)點(diǎn)在介質(zhì)中的運(yùn)動(dòng)路徑
D．在波傳播方向上各個(gè)質(zhì)點(diǎn)都有相同的振動(dòng)頻率和振幅
解析：機(jī)械振動(dòng)在介質(zhì)中傳播，形成了機(jī)械波，A錯(cuò)誤；波的形成有兩個(gè)條件，一是要有波源，二是要有介質(zhì)，所以，有機(jī)械波一定有機(jī)械振動(dòng)，B正確；在波的形成和傳播過(guò)程中，各質(zhì)點(diǎn)不隨波遷移，C錯(cuò)誤；離波源較遠(yuǎn)的質(zhì)點(diǎn)依靠前面質(zhì)點(diǎn)的帶動(dòng)，所以各個(gè)質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)的頻率、振幅相同，D正確．
5．一學(xué)生看見(jiàn)平靜的湖面上漂浮著一小塊泡沫，想把它拾起來(lái)扔到垃圾桶里，于是向湖中投入一石塊，在湖面上激起水波．關(guān)于泡沫的運(yùn)動(dòng)情況，下列說(shuō)法正確的是( A )
A．泡沫不能被波浪推動(dòng)，最多只能在湖面上做上下振動(dòng)
B．投入的石塊質(zhì)量越大，波浪越容易將泡沫推至岸邊
C．不知泡沫離波源的遠(yuǎn)近如何，無(wú)法確定泡沫的運(yùn)動(dòng)情況
D．因?yàn)椤半S波逐流”，波浪會(huì)將泡沫推至岸邊
解析：波傳播的是振動(dòng)這種形式，各質(zhì)點(diǎn)在各自平衡位置附近做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)，并不隨波遷移，B、C、D錯(cuò)誤，A正確．
6．(2024·江蘇南通高二統(tǒng)考)如圖所示，一組學(xué)生在玩“人浪”游戲．學(xué)生手挽手排成一行，從左邊第一位同學(xué)開(kāi)始，周期性地“下蹲、起立”，呈現(xiàn)類(lèi)似波浪的效果，則( B )
A．“人浪”是縱波
B．“人浪”傳播的是“下蹲、起立”這種運(yùn)動(dòng)形式
C．當(dāng)“人浪”向右傳播時(shí)，學(xué)生隨“人浪”向右移動(dòng)
D．學(xué)生“下蹲、起立”的動(dòng)作越頻繁，“人浪”傳播的速度一定越快
解析：振動(dòng)方向與傳播方向垂直，則“人浪”是橫波，A錯(cuò)誤；“人浪”只傳播運(yùn)動(dòng)形式，學(xué)生不會(huì)“隨波逐流”，B正確，C錯(cuò)誤；“人浪”傳播的速度與介質(zhì)有關(guān)，與動(dòng)作的頻繁程度無(wú)關(guān)，D錯(cuò)誤．
,,
課時(shí)評(píng)價(jià)作業(yè)
A級(jí) 基礎(chǔ)鞏固
1．(多選)機(jī)械波傳播的是( BCD )
A．介質(zhì)中的質(zhì)點(diǎn) B．質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)形式
C．能量 D．信息
解析：機(jī)械波是振動(dòng)在介質(zhì)中向外傳播，質(zhì)點(diǎn)不隨波的傳播而遷移，只是向外傳播信息和能量及運(yùn)動(dòng)形式，B、C、D正確．
2．(2024·江蘇常州高二校聯(lián)考期中)王老師在課堂上演示繩上波的傳播過(guò)程，他用手握住繩上的A點(diǎn)上下振動(dòng)，某時(shí)刻波傳播到B點(diǎn)，繩上波形如下圖所示．下列說(shuō)法正確的是( D )
A．A點(diǎn)最初起振時(shí)由平衡位置向上運(yùn)動(dòng)
B．B點(diǎn)此時(shí)速度為零
C．手抖動(dòng)越快，波在繩上傳播越快
D．手抖動(dòng)越快，繩上波的波長(zhǎng)越短
解析：由題圖可知，B點(diǎn)的起振方向是向下的，所以A點(diǎn)最初起振時(shí)由平衡位置向下運(yùn)動(dòng)，故A錯(cuò)誤；B點(diǎn)此時(shí)在平衡位置，速度最大，故B錯(cuò)誤；波的傳播速度由介質(zhì)決定，與手抖動(dòng)快慢無(wú)關(guān)，故C錯(cuò)誤；手抖動(dòng)越快，波的頻率越高，由v＝λf可知繩上波的波長(zhǎng)越短，故D正確．
3．(多選)下列關(guān)于機(jī)械波的說(shuō)法正確的是( ACD )
A．相鄰的質(zhì)點(diǎn)要相互做功
B．機(jī)械波在真空中也能傳播
C．波源開(kāi)始時(shí)怎樣振動(dòng)，其他質(zhì)點(diǎn)開(kāi)始時(shí)就怎樣振動(dòng)
D．除波源外，波中各質(zhì)點(diǎn)都做受迫振動(dòng)
解析：機(jī)械波是由于介質(zhì)中前面的質(zhì)點(diǎn)帶動(dòng)后面的質(zhì)點(diǎn)，使波源的振動(dòng)形式與波源的能量向遠(yuǎn)處傳播而形成的，前、后質(zhì)點(diǎn)間存在相互作用力，因而相互做功，故A正確；機(jī)械波的傳播必須有介質(zhì)，在真空中不能傳播，故B錯(cuò)誤；波源依次帶動(dòng)后面的質(zhì)點(diǎn)，每個(gè)質(zhì)點(diǎn)都做受迫振動(dòng)，每個(gè)質(zhì)點(diǎn)的頻率都與波源頻率相同，并且都“仿照”波源振動(dòng)，故C、D正確．
4.右圖為以質(zhì)點(diǎn)P為波源的機(jī)械波在繩上傳到質(zhì)點(diǎn)Q時(shí)的波形．下列判斷正確的是( B )
A．這列機(jī)械波為縱波
B．質(zhì)點(diǎn)P從平衡位置開(kāi)始振動(dòng)時(shí)，其運(yùn)動(dòng)方向向上
C．質(zhì)點(diǎn)Q從平衡位置開(kāi)始振動(dòng)時(shí)，其運(yùn)動(dòng)方向向下
D．機(jī)械波傳到Q時(shí)，質(zhì)點(diǎn)P恰好振動(dòng)了1個(gè)周期
解析：繩上各質(zhì)點(diǎn)的位移方向與波的傳播方向垂直，即質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向與波的傳播方向垂直，所以這列機(jī)械波為橫波，故A錯(cuò)誤；質(zhì)點(diǎn)Q的起振方向與波源的起振方向一致，波向右傳播，質(zhì)點(diǎn)Q從平衡位置開(kāi)始振動(dòng)時(shí)，起振方向是向上的，所以質(zhì)點(diǎn)P從平衡位置開(kāi)始振動(dòng)時(shí)，其運(yùn)動(dòng)方向向上，故B正確，C錯(cuò)誤；由題圖可知，機(jī)械波傳到Q時(shí)，質(zhì)點(diǎn)P恰好振動(dòng)了1.5個(gè)周期，故D錯(cuò)誤．故選B．
5．下列現(xiàn)象屬于機(jī)械波的是( B )
A．風(fēng)吹過(guò)麥田時(shí)形成的滾滾麥浪
B．船駛過(guò)平靜的湖面，湖面上形成的水波
C．團(tuán)體操中演員們此起彼伏形成的人浪
D．在船搖晃時(shí)，船上的乘客都一起左右搖晃
解析：物體的某一部分發(fā)生振動(dòng)時(shí)，其余各部分由于質(zhì)點(diǎn)的相互作用也會(huì)相繼振動(dòng)起來(lái)，質(zhì)點(diǎn)本身沒(méi)有相應(yīng)的移動(dòng)，所以麥子的運(yùn)動(dòng)形成的不是波，故A錯(cuò)誤；水浪是由于水之間相互帶動(dòng)而傳播的，屬于波，故B正確；在人浪表演中的人浪是由于演員有節(jié)奏的起立和下蹲形成的，沒(méi)有振動(dòng)形式的傳播和帶動(dòng)，故C錯(cuò)誤；船搖晃時(shí)，乘客一起左右搖晃為機(jī)械振動(dòng)，不是機(jī)械波，故D錯(cuò)誤．故選B．
B級(jí) 能力提升
6．如下圖所示，0，1，2，…，9為彈性介質(zhì)中間隔相等的若干連續(xù)質(zhì)點(diǎn)，t＝0時(shí)刻，0點(diǎn)從平衡位置開(kāi)始向上做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)，當(dāng)0點(diǎn)第1次達(dá)到正向最大位移處時(shí)，2點(diǎn)開(kāi)始振動(dòng)．下列說(shuō)法正確的是( C )
A．2點(diǎn)開(kāi)始振動(dòng)的方向向下
B．經(jīng)過(guò)一段時(shí)間，1點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到5點(diǎn)的位置
C．9點(diǎn)開(kāi)始振動(dòng)后，其振動(dòng)情況與1點(diǎn)完全相同
D．0點(diǎn)的振動(dòng)頻率大于后面所有點(diǎn)的振動(dòng)頻率
解析：質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向與波源的起振方向相同，0點(diǎn)從平衡位置開(kāi)始向上做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)，故2點(diǎn)開(kāi)始振動(dòng)的方向向上，A錯(cuò)誤；簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)，質(zhì)點(diǎn)在豎直方向上振動(dòng)，不會(huì)出現(xiàn)1點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到5點(diǎn)的位置的情況，B錯(cuò)誤；當(dāng)0點(diǎn)第1次達(dá)到正向最大位移處時(shí)，2點(diǎn)開(kāi)始振動(dòng)，可知0點(diǎn)到2點(diǎn)的相位差為 eq \f(π,2) ，各點(diǎn)間的間隔相等，故9點(diǎn)與1點(diǎn)的相位差為2π，則9點(diǎn)開(kāi)始振動(dòng)后，其振動(dòng)情況與1點(diǎn)完全相同，C正確；機(jī)械波在傳播的過(guò)程中所有質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)頻率都與波源的頻率相同，D錯(cuò)誤．故選C．
7．(多選)如圖甲所示，小孩握住輕繩左端以T為周期持續(xù)上下抖動(dòng)繩子，在繩上產(chǎn)生一段繩波．繩上每隔0.2 m標(biāo)記一個(gè)點(diǎn)，記為1，2，3…，質(zhì)點(diǎn)1在手作用在豎直方向帶動(dòng)2，3，4…各個(gè)質(zhì)點(diǎn)依次上下振動(dòng)，0， eq \f(T,2) 時(shí)刻各質(zhì)點(diǎn)位置分別如圖乙、圖丙所示，下列說(shuō)法正確的是( BC )
A．一段時(shí)間后，小孩停止上下抖動(dòng)，繩子上的波馬上消失
B． eq \f(T,4) 時(shí)刻質(zhì)點(diǎn)4帶動(dòng)質(zhì)點(diǎn)5向下起振
C．由圖丙時(shí)刻再經(jīng)過(guò) eq \f(T,2) ，質(zhì)點(diǎn)9運(yùn)動(dòng)到平衡位置向上振動(dòng)
D．此繩波向右傳播，能量和運(yùn)動(dòng)形式自左向右傳播，所以質(zhì)點(diǎn)5隨波谷向右傳播
解析：一段時(shí)間后，小孩停止上下抖動(dòng)，波源不再使繩子產(chǎn)生新的波動(dòng)，但已經(jīng)形成的波還會(huì)繼續(xù)向右傳播，不會(huì)馬上消失，故A錯(cuò)誤；由題圖丙可知， eq \f(T,2) 時(shí)刻質(zhì)點(diǎn)9位于波傳播方向波形的上坡上，所以此時(shí)質(zhì)點(diǎn)9向下起振，而沿波的傳播方向上所有質(zhì)點(diǎn)起振方向相同，且易知 eq \f(T,4) 時(shí)刻波剛好傳播到質(zhì)點(diǎn)5，所以質(zhì)點(diǎn)5在質(zhì)點(diǎn)4帶動(dòng)下向下起振，故B正確；由圖丙時(shí)刻再經(jīng)過(guò) eq \f(T,2) 質(zhì)點(diǎn)9運(yùn)動(dòng)到平衡位置向上振動(dòng)，故C正確；此繩波向右傳播，能量和運(yùn)動(dòng)形式自左向右傳播，但質(zhì)點(diǎn)5只在其平衡位置附近振動(dòng)，不會(huì)隨波谷向右傳播，故D錯(cuò)誤．故選BC．
8．(多選)一列橫波沿繩子向右傳播，某時(shí)刻繩子形成如下圖所示的凹凸形狀，對(duì)此時(shí)繩上A、B、C、D、E、F 6個(gè)質(zhì)點(diǎn)，有( AD )
A．它們的振幅相同
B．其中D和F的速度方向相同
C．其中A和C的速度方向相同
D．從此時(shí)起，B比C先回到平衡位置
解析：各質(zhì)點(diǎn)先后到達(dá)波峰或波谷處，振幅相同，A正確；由于各質(zhì)點(diǎn)都要“尾隨”前邊質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)，在波向右傳播時(shí)，質(zhì)點(diǎn)D向上振動(dòng)，質(zhì)點(diǎn)F向下振動(dòng)，二者雖然速度大小相同，但方向不同，B錯(cuò)誤；同理可知A向下運(yùn)動(dòng)，C向上運(yùn)動(dòng)，二者速度方向相反，C錯(cuò)誤；從此時(shí)起，B和C均向上振動(dòng)，顯然B先到達(dá)波峰，先回到平衡位置，D正確．
9．(2024·廣東佛山統(tǒng)考期中)某同學(xué)設(shè)計(jì)了如下圖所示的地震測(cè)量裝置，水平方向X和豎直方向Y的構(gòu)造相同．在某次測(cè)量中發(fā)現(xiàn)Y方向上位移傳感器先出現(xiàn)圖像，經(jīng)過(guò)0.5 s后X方向上位移傳感器也開(kāi)始出現(xiàn)圖像，其振動(dòng)圖像如圖所示．已知當(dāng)?shù)豍波的傳播速度是6 km/s，S波的傳播速度是4 km/s，則( B )
A．X方向傳感器接收到的是P波振動(dòng)
B．該地震波的振動(dòng)周期是0.1 s
C．該次地震中心與測(cè)試點(diǎn)距離10 km
D．兩重球處于平衡位置時(shí)彈簧彈力均為0
解析：P波的傳播速度較快，根據(jù)題意可知經(jīng)過(guò)0.5 s后X方向上位移傳感器才開(kāi)始出現(xiàn)圖像，所以X方向傳感器接收到的是S波振動(dòng)，故A錯(cuò)誤；根據(jù)Y方向的振動(dòng)圖像可知5T＝0.5 s，解得T＝0.1 s，故B正確；根據(jù)題意可知6t＝4(t＋0.5)，該次地震中心與測(cè)試點(diǎn)距離x＝6t＝6 km，故C錯(cuò)誤；Y方向的重球處于平衡位置時(shí)彈簧彈力等于重球所受的重力，故D錯(cuò)誤．
10．如下圖所示的是一列向右傳播的橫波，請(qǐng)說(shuō)出這列波中a，b，c，d，…，h等質(zhì)點(diǎn)這一時(shí)刻的速度方向．
答案：a、b、h向上，c、g速度為零，d、e、f向下
解析：質(zhì)點(diǎn)c和g此時(shí)在最大位移處，速度為零，無(wú)速度方向可言，若以此時(shí)最大位移處的c點(diǎn)為參考點(diǎn)，由波的傳播方向和傳播的特點(diǎn)可知d點(diǎn)相對(duì)于c點(diǎn)為后一質(zhì)點(diǎn)，d點(diǎn)的振動(dòng)滯后于c，要追隨移動(dòng)到負(fù)的最大位移處，所以速度方向向下，e、f依次跟上，速度都向下；b的振動(dòng)超前，已從負(fù)的最大位移回振，所以速度向上；a超前b，已回到平衡位置，速度最大也向上；同理以g為參考點(diǎn)，可知h點(diǎn)速度向上．
C級(jí) 拓展創(chuàng)新
11．如圖甲所示的是波源的振動(dòng)圖像，圖乙為均勻介質(zhì)中同一條直線上等間距的質(zhì)點(diǎn)在t＝1 s時(shí)的振動(dòng)狀態(tài)，其中質(zhì)點(diǎn)4剛開(kāi)始振動(dòng)．請(qǐng)?jiān)趫D丙中畫(huà)出t＝5 s時(shí)質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)狀態(tài)．
答案：見(jiàn)解析圖
解析：由題圖甲知波源振動(dòng)周期T＝4 s，根據(jù)波傳播的規(guī)律知t＝5 s時(shí)，波源出現(xiàn)在波峰，質(zhì)點(diǎn)16起振．如下圖所示．
12．日本福島曾經(jīng)發(fā)生過(guò)里氏9.0級(jí)大地震，已知地震中的縱波和橫波在地表附近的傳播速度分別是9.1 km/s和3.7 km/s，在某地的觀測(cè)站中，記錄了縱波和橫波到達(dá)該地的時(shí)間差為5.4 s.
(1)求這個(gè)觀測(cè)站距震中的距離x.
(2)觀測(cè)站首先觀察到的是上下振動(dòng)還是左右搖晃？
答案：(1)33.67 km (2)先傳到的是縱波，所以先觀察到的是上下振動(dòng)
解析：(1)根據(jù)縱、橫波傳到觀測(cè)站的時(shí)間差， eq \f(x,3.7 km/s) － eq \f(x,9.1 km/s) ＝5.4 s，解得x＝33.67 km.
(2)先傳到的是縱波，所以先觀察到的是上下振動(dòng)．學(xué) 習(xí) 目 標(biāo)
物 理 與 STSE
1.知道機(jī)械波、波源和介質(zhì)．
2．理解機(jī)械波的傳播及傳播特點(diǎn)．
3．知道橫波和縱波的概念，能區(qū)分橫波和縱波．
eq \a\vs4\al(抖動(dòng)繩子的一端，,形成橫波) eq \a\vs4\al(發(fā)聲體振動(dòng)時(shí)在空,氣中產(chǎn)生縱波)
物理觀念
機(jī)械波、波源、介質(zhì)、橫波和縱波
科學(xué)思維
通過(guò)生活中有關(guān)波的素材，建立對(duì)波的感性認(rèn)識(shí)，為進(jìn)一步學(xué)習(xí)打下基礎(chǔ)
科學(xué)探究
通過(guò)視頻和模擬動(dòng)畫(huà)，逐步體會(huì)和理解波的形成和傳播及橫波、縱波的概念
科學(xué)態(tài)度
與責(zé)任
注重學(xué)生的親身體驗(yàn)和實(shí)驗(yàn)觀察，理解科學(xué)本質(zhì)，形成對(duì)科學(xué)和技術(shù)應(yīng)有的正確態(tài)度
項(xiàng)目
振動(dòng)
波動(dòng)
運(yùn)動(dòng)
現(xiàn)象
振動(dòng)是單個(gè)物體所表現(xiàn)出的周而復(fù)始的運(yùn)動(dòng)現(xiàn)象
波動(dòng)是大量物體受到擾動(dòng)時(shí)，從擾動(dòng)中心傳播開(kāi)來(lái)的周而復(fù)始的運(yùn)動(dòng)現(xiàn)象
運(yùn)動(dòng)
成因
物體由于某種原因離開(kāi)平衡位置，同時(shí)受到指向平衡位置的力——回復(fù)力的作用
介質(zhì)中質(zhì)點(diǎn)受到相鄰質(zhì)點(diǎn)的擾動(dòng)而隨著運(yùn)動(dòng)，并由近及遠(yuǎn)傳播開(kāi)去
運(yùn)動(dòng)
性質(zhì)
變加速運(yùn)動(dòng)
在均勻介質(zhì)中勻速向前傳播
能量
動(dòng)能與勢(shì)能相互轉(zhuǎn)化，如果是簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)，機(jī)械能保持不變
波的傳播過(guò)程是一個(gè)能量傳播過(guò)程，傳播的是波源的能量

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第一節(jié) 機(jī)械波的產(chǎn)生和傳播

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