
1.坐標(biāo)系的建立:用橫坐標(biāo)x表示在波的傳播方向上各質(zhì)點(diǎn)的________,縱坐標(biāo)y表示某時(shí)刻各質(zhì)點(diǎn)__________________.2.波峰和波谷:在波的傳播方向上,達(dá)到正向________的質(zhì)點(diǎn)和達(dá)到____最大位移的質(zhì)點(diǎn)交替出現(xiàn),前者所在處叫作波峰,后者所在處叫作波谷.3.與振動圖像的區(qū)別:振動圖像表示的是____質(zhì)點(diǎn)在各個(gè)時(shí)刻的____,機(jī)械波的圖像表示的是某一時(shí)刻____質(zhì)點(diǎn)的位移.
1.波長:在波動中,對平衡位置的位移總是相同的兩個(gè)____質(zhì)點(diǎn)之間的距離.波長用__表示.(1)橫波波長:橫波的兩個(gè)相鄰波峰或者波谷的距離.(2)縱波波長:縱波的兩個(gè)相鄰最密部或者最疏部的距離.
2.波的周期T和波的頻率f.(1)波的周期T:機(jī)械波傳播一個(gè)波長的時(shí)間正好____波源的振動周期.由于各個(gè)質(zhì)點(diǎn)的振動周期是____的,它們都等于波源的振動周期,所以這個(gè)周期就是波的周期T.(2)波的頻率f:由于各個(gè)質(zhì)點(diǎn)的振動頻率是____的,它們都____波源的振動頻率,所以這個(gè)頻率就是波的頻率.(3)波的周期和頻率之間的關(guān)系:________.3.波速:________(以波峰或者波谷作為標(biāo)志)在介質(zhì)中的傳播速度.波速、波長和頻率之間的關(guān)系:______.
1.(多選)如下圖所示為一列簡諧橫波在某時(shí)刻的波形圖,傳播方向向左,則此時(shí)刻有( )A.各質(zhì)點(diǎn)的位移都為5 cmB.x=2 m處的質(zhì)點(diǎn)速度沿y軸正方向C.x=4 m處的質(zhì)點(diǎn)加速度方向沿y軸正方向D.x=8 m處的質(zhì)點(diǎn)速度為正方向的最大值
解析:從題圖可以看出,圖示時(shí)刻,各質(zhì)點(diǎn)的位移各不相同,A錯(cuò)誤;根據(jù)波的傳播方向和波的圖像可以得出,此時(shí)x=2 m處的質(zhì)點(diǎn)速度方向沿y軸負(fù)方向,B錯(cuò)誤;x=4 m處的質(zhì)點(diǎn)此時(shí)處于負(fù)向最大位移處,加速度方向沿y軸正方向,C正確;x=8 m處的質(zhì)點(diǎn)位于平衡位置,速度方向沿y軸正方向,所以速度為正方向的最大值,D正確.
2.(多選)關(guān)于機(jī)械波的頻率、波速、波長,下列說法正確的是( )A.兩個(gè)相鄰的均處于平衡位置的質(zhì)點(diǎn)間的距離為一個(gè)波長B.波的頻率等于波源的振動頻率C.波速等于波源的振動速度D.波由一種介質(zhì)進(jìn)入另一種介質(zhì),波速和波長都要改變解析:由波長的定義可知,兩個(gè)相鄰的均處于平衡位置的質(zhì)點(diǎn)間的距離為半個(gè)波長,A錯(cuò)誤;由波的頻率的定義可知,B正確;波速是波的傳播速度,與波源的振動速度無關(guān),C錯(cuò)誤;波在同一種均勻介質(zhì)中勻速傳播,進(jìn)入另一種介質(zhì)時(shí),頻率不變,但波速改變,由v=λf可知波長改變,D正確.
1.對波的圖像的理解.(1)波的圖像是某一時(shí)刻介質(zhì)中各個(gè)質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動情況的“定格”.可以將波的圖像比喻為某一時(shí)刻對所有質(zhì)點(diǎn)拍攝下的“集體照”.(2)簡諧波的圖像是正(余)弦曲線,介質(zhì)中的質(zhì)點(diǎn)做簡諧運(yùn)動.(3)波的圖像具有周期性.(4)波的傳播方向具有雙向性.(5)由波的圖像可以直接看出在該時(shí)刻沿傳播方向上各個(gè)質(zhì)點(diǎn)的位移和在波的傳播過程中各質(zhì)點(diǎn)的振幅及波長.
2.已知波的傳播方向判斷質(zhì)點(diǎn)振動方向的方法.若已知該波的傳播方向,可以確定各質(zhì)點(diǎn)的振動方向;或已知某質(zhì)點(diǎn)的振動方向,可以確定該波的傳播方向.方法如下.(1)質(zhì)點(diǎn)帶動法:由波的形成原理可知,后振動的質(zhì)點(diǎn)總是重復(fù)先振動的質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動.已知波的傳播方向判斷質(zhì)點(diǎn)振動方向時(shí),可在波源一側(cè)找與該質(zhì)點(diǎn)距離較近的前一質(zhì)點(diǎn),如果前一質(zhì)點(diǎn)在該質(zhì)點(diǎn)下方,則該質(zhì)點(diǎn)將向下運(yùn)動,反之該質(zhì)點(diǎn)向上運(yùn)動.
(2)上下坡法:如下圖所示,沿波的傳播方向,“上坡”的質(zhì)點(diǎn)向下振動,如D、E、F;“下坡”的質(zhì)點(diǎn)向上振動,如A、B、C.
(3)微平移法.原理:波向前傳播,波形也向前平移.方法:作出經(jīng)微小時(shí)間Δt后的波形,就知道了各質(zhì)點(diǎn)經(jīng)過Δt時(shí)間到達(dá)的位置,此刻質(zhì)點(diǎn)振動方向也就知道了.如右圖所示.
(4)“同側(cè)”法:波形圖上某點(diǎn)表示傳播方向和振動方向的箭頭在圖線同側(cè).
波形圖相關(guān)問題的解題要領(lǐng)(1)理解波的圖像的物理意義.(2)掌握已知某一時(shí)刻波的圖像,確定質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動方向的方法.(3)波的傳播可看成是波形的傳播,不能誤認(rèn)為是質(zhì)點(diǎn)的平移.
2.如下圖所示為某一時(shí)刻某簡諧波的圖像,波的傳播方向沿x軸正方向,下列說法正確的是( )A.質(zhì)點(diǎn)a的振幅比b的大B.該時(shí)刻質(zhì)點(diǎn)b、e的速度相同C.該時(shí)刻質(zhì)點(diǎn)c、d的加速度為零D.該時(shí)刻質(zhì)點(diǎn)d正在向下運(yùn)動
解析:該時(shí)刻a、b兩質(zhì)點(diǎn)位移不同,但對簡諧波來說,各質(zhì)點(diǎn)的振幅都是相等的,故A錯(cuò)誤;該時(shí)刻質(zhì)點(diǎn)b的速度方向向上,而質(zhì)點(diǎn)e的速度方向向下,它們的速度不相同,故B錯(cuò)誤;該時(shí)刻質(zhì)點(diǎn)c的位移為負(fù)方向的最大值,其回復(fù)力和加速度都為正方向的最大值,質(zhì)點(diǎn)d的運(yùn)動方向向下,位移為零,加速度為零,故C錯(cuò)誤,D正確.故選D.
3.一列簡諧橫波沿x 軸傳播,某時(shí)刻的波形如下圖所示,已知此時(shí)質(zhì)點(diǎn)F的運(yùn)動方向?yàn)閥軸負(fù)方向,則( )A.此波向x軸正方向傳播B.質(zhì)點(diǎn)C此時(shí)向y軸正方向運(yùn)動C.質(zhì)點(diǎn)C將比質(zhì)點(diǎn)B先回到平衡位置D.質(zhì)點(diǎn)E的振幅為零
解析:因?yàn)闄C(jī)械波在傳播過程中,靠近波源的質(zhì)點(diǎn)的振動帶動相鄰的后面質(zhì)點(diǎn)的振動,而后面質(zhì)點(diǎn)要“模仿”前面質(zhì)點(diǎn)的振動,已知質(zhì)點(diǎn)F的運(yùn)動方向?yàn)閥軸負(fù)方向,即F質(zhì)點(diǎn)正在“模仿”右邊質(zhì)點(diǎn)的振動,這說明波源在右邊,波從右向左傳播,即此波向x軸負(fù)方向傳播,A錯(cuò)誤;質(zhì)點(diǎn)C此時(shí)剛到達(dá)最大位移處,速度為0,此后向y軸負(fù)方向運(yùn)動,B錯(cuò)誤;質(zhì)點(diǎn)B要先向y軸正方向運(yùn)動到達(dá)波峰位置再回到平衡位置,而質(zhì)點(diǎn)C直接從波峰位置回到平衡位置,所以質(zhì)點(diǎn)C將比質(zhì)點(diǎn)B先回到平衡位置,C正確;振幅指的是質(zhì)點(diǎn)離開平衡位置的最大距離,雖然此時(shí)質(zhì)點(diǎn)E的位移為零,但其振幅不為零,D錯(cuò)誤.
1.波速的決定因素.(1)機(jī)械波的波速只與傳播介質(zhì)的性質(zhì)有關(guān).同一列波在不同介質(zhì)中傳播速度不同;不同頻率的同種機(jī)械波在同一介質(zhì)中傳播速度相等.(2)波在同一均勻介質(zhì)中是勻速傳播的.它向外傳播的是振動的形式,而不是將質(zhì)點(diǎn)向外遷移.質(zhì)點(diǎn)的振動是一種變加速運(yùn)動,因此質(zhì)點(diǎn)的振動速度時(shí)刻在變.
【典例2】 (2024·江蘇淮安高二???平靜的湖面上傳播著一列水面波(視為橫波),在波的傳播方向上有相距3 m的甲、乙兩小木塊隨波上下運(yùn)動,測得兩個(gè)小木塊每分鐘都進(jìn)行完整的上下運(yùn)動30次,甲在波谷時(shí),乙在波峰,且兩木塊之間有一個(gè)波峰,求:(1)水面波的波長;
波長的三種確定方法(1)根據(jù)定義確定:①在波動中,振動相位總是相同的兩個(gè)相鄰質(zhì)點(diǎn)間的距離等于一個(gè)波長.②波在一個(gè)周期內(nèi)傳播的距離等于一個(gè)波長.(2)根據(jù)波的圖像確定:①在波的圖像上,振動位移總是相同的,兩個(gè)相鄰質(zhì)點(diǎn)間的距離為一個(gè)波長.②在波的圖像上,運(yùn)動狀態(tài)(速度)總是相同的,兩個(gè)相鄰質(zhì)點(diǎn)間的距離為一個(gè)波長.③在波的圖像上,兩個(gè)相鄰波峰(或波谷)間的距離為一個(gè)波長.(3)根據(jù)公式λ=vT來確定.
5.(2024·江蘇徐州高二期中)一列簡諧波沿x軸正方向傳播,t=0時(shí)刻的波形如下圖所示.t1=0.5 s,質(zhì)點(diǎn)P第一次運(yùn)動到波谷.下列說法正確的是( )A.t=0時(shí),質(zhì)點(diǎn)P沿y軸正方向運(yùn)動B.質(zhì)點(diǎn)P比質(zhì)點(diǎn)Q先到達(dá)波峰位置C.這列波的波長為10 mD.這列波的波速為10 m/s
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