【解密高考】
【題型一】機(jī)械波的形成與傳播
【題型二】波動圖像及其與振動圖像的綜合應(yīng)用
【題型三】波的多解問題

:針對機(jī)械振動與機(jī)械波專題,2025年高考大概率以圖像為載體考查振動圖像、波的圖像、波的周期性與多解性。簡諧運動的公式、波的形成與傳播規(guī)律與波速公式的結(jié)合問題仍會是考查的重點。
:(1)本專題涉及知識點多,復(fù)習(xí)過程中要注意將概念進(jìn)行對比理解,把握概念的實質(zhì),掌握簡諧運動、機(jī)械波、機(jī)械振動、波的圖像等分析解答問題的方法,特別注意簡諧運動、機(jī)械波的周期性與多解性;(2)近幾年,本專題考查形式以選擇題為主。在復(fù)習(xí)過程中要注意題型考查方式的變化,在平時訓(xùn)練中要重視訓(xùn)練題型與高考題型的統(tǒng)一性,提高高考備考的效率;(3)本專題內(nèi)容考查也重視與日常生產(chǎn)生活、現(xiàn)代科技相結(jié)合,如2024年江西卷第6題,2024年河北卷第6題等,因此復(fù)習(xí)備考本專題時,要側(cè)重與實際應(yīng)用相結(jié)合的題型,這應(yīng)該是未來命題的方向。
【題型一】機(jī)械波的形成與傳播
1.波速與振速的區(qū)別
(1)波速:波源振動幾個周期,波形就向外平移性延伸幾個波長,eq \f(λ,T)這個比值就表示了波形向外平移性延伸(或振動能量向外傳播)的速度,即波速。波速的大小與介質(zhì)有關(guān),與波源的振動頻率無關(guān),波在同一均勻介質(zhì)中的傳播是勻速的。
(2)振速:質(zhì)點的振動速度,即為振速。波動中各質(zhì)點都在平衡位置附近做周期性振動,即做變速運動,振速周期性變化。振速與質(zhì)點偏離平衡位置的位移有關(guān)。
2.機(jī)械振動與機(jī)械波的區(qū)別和聯(lián)系
3.波的傳播過程中的特點
(1)波源經(jīng)過一個周期T完成一次全振動,波恰好向前傳播一個波長的距離,所以有v=eq \f(λ,T)=λf。
(2)波源質(zhì)點的起振方向決定了它后面的質(zhì)點的起振方向,各質(zhì)點的起振方向與波源的起振方向相同。
(3)質(zhì)點振動nT(波傳播nλ)時,波形不變。
(4)在波的傳播方向上,當(dāng)兩質(zhì)點平衡位置間的距離為nλ(n=1,2,3,…)時,它們的振動步調(diào)總相同;當(dāng)兩質(zhì)點平衡位置間的距離為(2n+1)eq \f(λ,2)(n=0,1,2,3,…)時,它們的振動步調(diào)總相反。
4.波的傳播方向與質(zhì)點振動方向的互判方法
【例1】(多選)為了理解繩波的傳播特點,某同學(xué)拿著繩子左側(cè)上下做簡諧運動,某時刻繩波的圖像如圖所示,a、b為繩波中的兩質(zhì)點。關(guān)于該繩波,下列說法正確的是( )
A.該繩波為縱波
B.a(chǎn)質(zhì)點的加速度正在增大
C.b質(zhì)點振動速度正在增大
D.若波源振動加快,則波長將減小
【答案】CD
【詳解】A.該繩波振源的振動方向與波的傳播方向垂直,可知繩波為橫波,選項A錯誤;
B.根據(jù)“同側(cè)法”可知,a質(zhì)點正在向平衡位置振動,可知加速度正在減小,選項B錯誤;
C.根據(jù)“同側(cè)法”可知,b質(zhì)點正在向平衡位置振動,則振動速度正在增大,選項C正確;
D.若波源振動加快,則頻率變大,周期減小,而波速不變,根據(jù)
則波長將減小,選項D正確。
故選CD。
【例2】(多選)在某次關(guān)于波的形成與傳播的演示實驗中,一振針O垂直于水面做簡諧運動,所激發(fā)的水波在水面向四周傳播。圖甲為該波在時的圖像,實線圓與虛線圓分別表示波峰與波谷所在位置,相鄰兩個實線圓之間僅有1個虛線圓,P點在實線圓上,Q點在虛線圓上,N點到其相鄰兩圓距離相等,相鄰實線圓與虛線圓的間距為。介質(zhì)中某質(zhì)點的振動圖像如圖乙所示,取垂直紙面向外為正方向。下列說法正確的是( )
A.該波的波速為B.圖甲中P和Q兩處質(zhì)點振動的相位差為π
C.圖甲中N處質(zhì)點在該時刻速度方向垂直紙面向里D.圖乙一定是N處質(zhì)點的振動圖像
【答案】BC
【詳解】A.由題圖甲可知,該波波長為,由題圖乙可知,該波的周期,所以該波的波速為
故A錯誤;
B.題圖甲中P和Q兩處質(zhì)點到波源的距離之差為半個波長,則相位差為,故B正確;
C.由題圖甲可知,再經(jīng)過,波谷傳播到N點,N處質(zhì)點將處于波谷,則圖甲時刻N處質(zhì)點的速度方向垂直紙面向里,故C正確;
D.題圖乙中質(zhì)點在時刻速度方向為垂直紙面向外,則題圖乙不是N處質(zhì)點的振動圖像,故D錯誤。
故選BC。
【變式1】一列簡諧橫波沿軸正方向傳播,時刻,處的質(zhì)點和處的質(zhì)點均處于平衡位置,質(zhì)點、間只有一個波峰,且波峰的位置在和之間,質(zhì)點的振動圖像如圖所示,則下列說法正確的是( )
A.時刻,質(zhì)點正向下振動
B.波傳播的速度大小為
C.質(zhì)點比質(zhì)點振動滯后
D.當(dāng)質(zhì)點在平衡位置向下振動時,間有兩個波峰
【答案】D
【詳解】B.由圖乙可知,,時刻,質(zhì)點正向下振動,已知波沿軸正方向傳播,質(zhì)點均在平衡位置,且質(zhì)點間只有一個波峰,則有

波速
故B錯誤;
A.質(zhì)點與相距1.5個波長,因此點與點振動相反,即時刻,質(zhì)點正向上振動,故A錯誤;
C.由于波沿軸正向傳播,因此質(zhì)點比質(zhì)點振動超前
故C錯誤;
D.當(dāng)質(zhì)點在平衡位置向下振動時,、間將有兩個波峰,一個波谷,故D正確。
故選D。
【變式2】(多選)如圖所示,簡諧橫波在均勻介質(zhì)中以的速度沿軸正方向傳播,先后通過平衡位置間距為的兩個質(zhì)點,以波剛傳播到質(zhì)點時作為計時起點,質(zhì)點的振動方程為。下列說法正確的是( )
A.質(zhì)點的振幅為10cm
B.簡諧橫波的波長為
C.內(nèi)質(zhì)點通過的路程為
D.時,間有三個波峰
【答案】AD
【詳解】A.根據(jù)質(zhì)點的振動方程可知,該質(zhì)點的振幅為10cm,選項A正確;
B.簡諧橫波的周期
波長為
選項B錯誤;
C.從M傳到N的時間為
內(nèi)質(zhì)點振動t=2s=5T
通過的路程為
選項C錯誤;
D.因MN=2.5λ,時,M點在平衡位置向下振動,可知間有三個波峰,選項D正確。
故選AD。
【變式3】(多選)如圖甲,湖泊水面上有一列浮球,用來警示過往船只注意安全。圖乙為簡化俯視圖,所有浮球等間距排成一條直線,水面上的O點垂直于水面xOy持續(xù)沿z軸振動,形成了沿水面?zhèn)鞑ゲㄩL的水波。當(dāng)所有浮球全部振動后開始計時,以豎直向上為z軸正方向,其中浮球A、B的振動圖像如圖丙所示,已知,,。則( )
A.時,1號浮球位于平衡位置下方且沿z軸正向運動
B.時,6號浮球位于平衡位置上方且沿z軸負(fù)向運動
C.時,1號浮球與2號浮球都位于平衡位置的上方且運動方向相反
D.時,5號浮球與6號浮球都位于平衡位置的上方且運動方向相反
【答案】AC
【詳解】A.由于,,由圖可知A球的振動比B球振動落后,則

所以
,
設(shè)兩浮球之間的距離為,則
相鄰兩浮球與O點距離差小于,1號浮球比A浮球振動滯后,由于時,A浮球位于平衡位置且沿z軸正向運動,則時,1號浮球位于平衡位置下方且沿z軸正向運動;故A正確;
B.6號浮球比B浮球振動滯后,由于時,B浮球位于波峰,時,6號浮球位于平衡位置上方且沿z軸正向運動,故B錯誤;
C.時,A浮球位于波峰位置,2號浮球比A浮球振動超前,時,1號浮球位于平衡位置的上方且沿z軸正向運動,2號浮球都位于平衡位置的上方且運動方向相反沿z軸負(fù)向運動,故C正確;
D.時,B浮球位于平衡位置且沿z軸負(fù)向運動,5號浮球比B浮球振動超前,5號浮球位于平衡位置下方且沿z軸負(fù)向運動,6號浮球都位于平衡位置的上方且沿z軸負(fù)向運動,故D錯誤。
故選AC。
【題型二】波動圖像及其與振動圖像的綜合應(yīng)用
波動圖像和振動圖像的比較
【例1】(多選)波源發(fā)出一列向右傳播的簡諧繩波。時波源開始振動,其位移隨時間變化的關(guān)系如圖所示,則一段時間后在繩上形成的波形可能正確的有( )
A.B.
C.D.
【答案】BC
【詳解】由波源的振動圖像可知,時波源開始向上振動,可知波傳到某個質(zhì)點時,質(zhì)點起振方向向上,若振源振動一個周期,只讓波形圖為B;若波源振動,則波形圖為C。
故選BC。

【例2】青蛙在平靜的水面上鳴叫時引起水面振動,形成如圖甲所示的水波(把水波當(dāng)成橫波處理)。假設(shè)原點O處為青蛙所在位置,O處的波源垂直平面振動后,產(chǎn)生的簡諧橫波在平面內(nèi)傳播。實線圓、虛線圓分別表示時刻相鄰的波峰和波谷,此時圖甲中的A點第一次達(dá)到最大位移處,圖乙為圖甲中質(zhì)點B的振動圖像,z軸垂直于水平面且z軸的正方向為豎直向上,下列說法正確的是( )
A.質(zhì)點B的振動方程為
B.波在水中的傳播速度大小為0.5m/s
C.1s時波峰剛好傳播到C點
D.C點第10次到達(dá)波峰的時刻為1.1s
【答案】B
【詳解】A.由圖乙可知周期,所以,圖中B點振動方程為
故A錯誤;
B.實線圓、虛線圓分別表示時刻相鄰的波峰和波谷,由圖甲可知
則波在水中的傳播速度
故B正確;
C.根據(jù)題意可知O處此時處于波峰位置,且
實線圓傳遞到C點的時間
故C錯誤;
D.C點第10次到達(dá)波峰的時刻,故D錯誤。
故選B。
【例3】“波”字最早用于描述水紋起伏之狀,唐代詩人有“微風(fēng)動柳生水波”的描述,水波可看成簡諧橫波。一列沿x軸負(fù)方向傳播的水波在時刻的波形如圖所示,此時波剛好傳播到平衡位置為的P點,Q點是波上平衡位置為的質(zhì)點,在時刻,Q點(在時刻后)首次位于波峰位置。
求:
(1)該列波的傳播速度v;
(2)質(zhì)點Q的振動方程;
(3)時刻后,質(zhì)點P和質(zhì)點Q第三次位移相同的時刻。
【答案】(1);(2);(3)
【詳解】(1)時刻,質(zhì)點Q右端最近的波峰的平衡位置
時間內(nèi),處的振動形式傳播至Q點,則
解得
(或)
(2)質(zhì)點Q的振幅
(或)
設(shè)簡諧橫波的周期為T,則
質(zhì)點Q的圓頻率
設(shè)質(zhì)點Q的初相位為,根據(jù)題意有
則質(zhì)點Q的振動方程為
(3)根據(jù)題意可知,質(zhì)點P的振動方程為
質(zhì)點P、質(zhì)點Q第三次位移相同時
解得

【變式1】(多選)如圖所示,圖甲為一列簡諧橫波在時刻的波形,其中質(zhì)點P坐標(biāo)為,質(zhì)點Q坐標(biāo)為,圖乙為質(zhì)點Q的振動圖像,圖中M點坐標(biāo)是,則關(guān)于波的傳播和質(zhì)點的振動,下列說法正確的為( )
A.該簡諧橫波的傳播方向沿x軸負(fù)方向
B.由波動圖像可得該簡諧橫波的波長為
C.結(jié)合波動圖像和振動圖像可得該簡諧橫波的傳播速度
D.結(jié)合波動圖像和振動圖像可得點P的振動方程
【答案】AC
【詳解】A.根據(jù)質(zhì)點Q的振動圖像可知,t=0時質(zhì)點Q沿y軸正向運動,可知該簡諧橫波的傳播方向沿x軸負(fù)方向,選項A正確;
B.由波動圖像可得
該簡諧橫波的波長為
選項B錯誤;
C.由振動圖像可知
則T=6s可得該簡諧橫波的傳播速度
選項C正確;
D.設(shè)P的振動方程
當(dāng)t=0時,即
可得P的振動方程
選項D錯誤。
故選AC。
【變式2】(多選)某簡諧橫波在時刻的波形圖如圖1所示,平衡位置在處的質(zhì)點的振動圖像如圖2所示,其余數(shù)據(jù)圖中已標(biāo)出,下列說法正確的是( )
A.該波沿軸負(fù)方向傳播
B.該波的波速是
C.時刻處質(zhì)點位于平衡位置
D.平衡位置在的質(zhì)點從0時刻開始經(jīng)過走過的路程是27cm
【答案】BCD
【詳解】A.由振動圖像圖乙可知,時刻平衡位置在處的質(zhì)點振動方向沿軸正方向,結(jié)合圖甲由微平移法可知該簡諧波沿軸正方向傳播,故A錯誤;
B.設(shè)時刻的波形圖對應(yīng)的函數(shù)表達(dá)式為
由圖甲可知,
當(dāng)時,
代入得
解得
當(dāng)時,
代入得
解得
由圖乙可知
所以該波的波速為
故B正確;
C.設(shè)時刻開始處質(zhì)點的振動方程為
當(dāng)時刻,
代入得
解得
故時刻開始處質(zhì)點的振動方程為
當(dāng)時刻,
即時刻處質(zhì)點位于平衡位置,故C正確;
D.由圖乙可知,從0時刻開始平衡位置在的質(zhì)點的振動方程為
當(dāng)時刻,
故平衡位置在的質(zhì)點從0時刻開始經(jīng)過走過的路程是
故D正確。
故選BCD。
【變式3】(多選)一列簡諧橫波沿x軸正方向傳播,此波在某時刻的波形圖如圖甲所示。質(zhì)點M的平衡位置在處,質(zhì)點N的平衡位置是處。質(zhì)點N從時刻開始振動,其振動圖像如圖乙所示。此波傳播到達(dá)平衡位置為處的質(zhì)點Q時,遇到一障礙物(未畫出)之后立刻傳播方向反向,反射波與原入射波在相遇區(qū)域發(fā)生干涉,某時刻兩列波部分波形如圖丙所示。則下列說法中正確的是( )
A.圖甲時刻波剛好傳播到N點,波速為20m/s
B.從到,質(zhì)點M通過的路程大于15cm
C.時,質(zhì)點N的位移為0
D.足夠長時間后,O、Q之間有5個振動加強(qiáng)點(不包括O、Q兩點)
【答案】BD
【詳解】A.質(zhì)點N從t=0時刻開始振動,由振動圖像可知此時質(zhì)點N向上振動,由波形圖可知圖示時刻,N點向下振動,則圖甲時刻波并非剛好傳播到N點;由圖可知波長為4m,周期為0.2s,波速為
20m/s
故A錯誤;
B.因t=0時刻質(zhì)點N在平衡位置沿y軸正向振動,可知t=0時刻質(zhì)點M在x軸下方沿y軸負(fù)向振動,速度減小,從開始,M點處于y軸負(fù)方向,且此時向上向平衡位置振動,速度變大,則從到經(jīng)歷了0.15s,即,則質(zhì)點M通過的路程大于
故B正確;
C.根據(jù)振動圖像可知時,質(zhì)點N在最大位移處,故C錯誤;
D.振動加強(qiáng)點到兩波源的距離差滿足
由題意可知
解得,,,共有5個振動加強(qiáng)點,故D正確。
故選BD。
【題型三】波的多解問題
1.造成波的多解問題的主要因素
(1)周期性
①時間周期性:時間間隔Δt與周期T的關(guān)系不明確。
②空間周期性:波傳播距離Δx與波長λ的關(guān)系不明確。
(2)雙向性
①傳播方向雙向性:波的傳播方向不確定。
②振動方向雙向性:質(zhì)點振動方向不確定。
如:a.只知道質(zhì)點達(dá)到最大位移處,則有正向和負(fù)向最大位移兩種可能。
b.只知道質(zhì)點由平衡位置開始振動,則起振方向有向上、向下(或向左、向右)兩種可能。
c.只告訴波速而未說明波的傳播方向,則波傳播的方向有兩種情形,即沿x軸正方向或沿x軸負(fù)方向傳播。
2.解決波的多解問題的一般思路
(1)首先考慮是否存在多解,若存在多解,分析造成多解的原因,從雙向性、周期性分別進(jìn)行考慮。
(2)對于雙向性問題,兩個方向?qū)?yīng)的情形都要分別考慮。對于周期性因素造成多解的情況,一般采用從特殊到一般的思維方法,即先找出一個周期內(nèi)Δt或Δx滿足條件的關(guān)系,若為時間關(guān)系,則t=nT+Δt(n=0,1,2,…);若為距離關(guān)系,則x=nλ+Δx(n=0,1,2,…)。
(3)注意題目是否有其他限制條件,如波的周期、波長、波速有限定,求出符合限定條件的解。
【例1】(多選)圖甲為某同學(xué)利用跳繩模擬戰(zhàn)繩訓(xùn)練,該同學(xué)將繩子一端固定在桿上,用手上下甩動另一端。圖乙為繩上P、Q兩質(zhì)點的振動圖像,P、Q兩質(zhì)點平衡位置相距5m。波由P向Q傳播。下列說法正確的是( )
A.增大甩動的頻率,則波在繩子上傳播速度增大
B.t=0.5s時,P、Q質(zhì)兩點振動方向相同
C.波長可能為0.6m
D.波速可能為
【答案】BD
【詳解】A.波的傳播速度只和介質(zhì)有關(guān),所以增大甩動的頻率,則波在繩子上傳播速度不變,故A錯誤;
B.由圖乙可知,t=0.5s時刻,P、Q質(zhì)兩點振動方向相同,故B正確;
C.根據(jù)題意可知(n=0,1,2……)
所以(n=0,1,2……)
當(dāng)波長為0.6m時,n不能取整數(shù),故C錯誤;
D.波速為(n=0,1,2……)
當(dāng)波速為,則
故D正確。
故選BD。
【例2】(多選)一只青蛙從一片荷葉跳入平靜的湖水中,平靜的水面以青蛙的入水點開始上下做簡諧運動,在水面上激起一層漣漪。青蛙入水不遠(yuǎn)處的水面上有兩片樹葉,其振動圖像分別為圖中的a、b所示。已知水波的波長為0.4m,兩片樹葉在入水點的同側(cè)且與入水點在一條直線上,則兩片樹葉之間的距離可能為( )
A.0.4mB.0.5mC.0.6mD.0.7m
【答案】BD
【詳解】題意可知0時刻a波在波谷,b波在平衡位置,且波長均為,若波從b向a傳播,則兩片樹葉之間的距離滿足(n=0,1,2,3,...)
整理得(n=0,1,2,3,...)
n=0、1、2時,x分別為0.1m、0.5m、0.9m
若波從a向b傳播,則兩片樹葉之間的距離滿足(n=0,1,2,3,...)
整理得
(n=0,1,2,3,...)
n=0,1,2時,x分別為0.3m、0.7m、1.1m
故選BD。
【例3】(多選)如圖所示,一列簡諧橫波沿x軸傳播,時刻的波形為圖中實線,的波形為圖中虛線。下列說法正確的是( )
A.如果波沿x軸正方向傳播,波的周期為1.2s
B.如果波沿x軸負(fù)方向傳播,波的周期可能為
C.如果波速為0.2m/s時,波沿x軸正方向傳播
D.如果波速為2.6m/s時,波沿x軸負(fù)方向傳播
【答案】BC
【詳解】AB.由波形圖可知,如果波沿x軸正方向傳播,在0.1s內(nèi)波傳播的最小距離為,時間為,則
可得(n=0、1、2、3……)
如果波沿x軸負(fù)方向傳播,則
可得(n=0、1、2、3……)
當(dāng)n=1時波的周期為,選項A錯誤,B正確;
CD.若波沿x軸正向傳播,則波速(n=0、1、2、3……)
當(dāng)n=0時v=0.2m/s,即如果波速為0.2m/s時,波沿x軸正方向傳播;當(dāng)n=1時v=2.6m/s,波沿x軸正方向傳播;選項C正確,D錯誤。
故選BC。
【變式1】如圖甲所示,a、b為沿x軸傳播的一列簡諧橫波上的兩質(zhì)點,相距為s=1m。a、b的振動圖像分別如圖乙、丙所示。
(1)若波在介質(zhì)中傳播的速度為v=4m/s,求波長;
(2)若波沿x軸負(fù)方向傳播,且波長大于0.7m,求可能的波速值。
【答案】(1);(2)或5m/s
【詳解】(1)由振動圖像可知,波的振動周期
波長
(2)若波沿著軸負(fù)方向傳播,則間距離
由于,可以取0,1,對應(yīng)波長

則波速為


【變式2】在平面直角坐標(biāo)系中軸上有一振源,產(chǎn)生的簡諧波沿軸傳播,、是軸上的兩個質(zhì)點,從質(zhì)點第一次達(dá)到波峰開始計時,、兩質(zhì)點的振動圖像分別如圖甲、乙所示,已知、平衡位置間距離為且在的右側(cè),的橫坐標(biāo)為,該簡諧波的波長大于時波源位于平衡位置,波源起振方向豎直向上。
(1)求該簡諧波的波速;
(2)若波源在質(zhì)點的左側(cè),求內(nèi),平衡位置在處的質(zhì)點通過的路程。
【答案】(1)或;(2)或
【詳解】(1)由振動圖像可知,該簡諧波的周期為;由于、兩質(zhì)點間的距離小于波長。
①當(dāng)波源在的左側(cè)時,時刻、間的波動圖像如圖1所示
可知該情況下波的波長為
波速為
②當(dāng)波源在的右側(cè)時,時刻、間的波動圖像如圖2所示
可知此情況該波的波長為
波速為
③當(dāng)波源在、之間時,時刻、間的波動圖像如圖3所示
可知此情況該波的波長為
波速為
(2)當(dāng)波源在的左側(cè)時,時刻該波恰傳播到處,則該波從傳播到點所用時間為
可知時刻到時刻質(zhì)點振動了,經(jīng)過的路程為
當(dāng)波源在、之間時,時刻波恰傳播到處則該波從傳播到所用時間為
可知時刻到時刻質(zhì)點振動了,經(jīng)過的路程為
名稱
項目
機(jī)械振動
機(jī)械波
區(qū)別
運動
特點
機(jī)械振動是單個質(zhì)點以平衡位置為中心所做的往復(fù)運動
機(jī)械波是介質(zhì)中大量質(zhì)點依次發(fā)生受迫振動而形成的“集體運動”
產(chǎn)生
原因
機(jī)械振動是質(zhì)點受到回復(fù)力作用的結(jié)果
機(jī)械波是從波源處開始,由近及遠(yuǎn),介質(zhì)中質(zhì)點依次施力帶動相鄰質(zhì)點發(fā)生受迫振動形成的
能量
變化
情況
機(jī)械振動過程中,動能和勢能不斷地相互轉(zhuǎn)化,總機(jī)械能守恒
波源將能量傳遞給相鄰質(zhì)點,相鄰質(zhì)點再將能量傳遞給它的相鄰質(zhì)點,由近及遠(yuǎn),每個質(zhì)點在不斷地吸收和放出能量,從而把波源的能量傳播出去,是一個能量的傳播過程
聯(lián)系
(1)機(jī)械波是機(jī)械振動在介質(zhì)中傳播形成的;
(2)機(jī)械波的周期等于介質(zhì)中質(zhì)點機(jī)械振動的周期;
(3)有機(jī)械振動不一定有機(jī)械波,但有機(jī)械波一定有機(jī)械振動;
(4)波源停止振動后,介質(zhì)中的機(jī)械振動并不立即停止傳播,而是繼續(xù)向遠(yuǎn)處傳播,直到振動能量全部損耗完
方法解讀
圖像演示
“上下
坡”法
沿波的傳播方向,“上坡”時質(zhì)點向下振動,“下坡”時質(zhì)點向上振動
“同側(cè)”

波形圖上某點表示傳播方向和振動方向的箭頭在圖線同側(cè)
“微平
移”法
將波形沿傳播方向進(jìn)行微小的平移,再由同一x坐標(biāo)的兩波形曲線上的點來判斷振動方向
1.機(jī)械波的特點
(1)介質(zhì)依存性:機(jī)械波離不開介質(zhì)。
(2)能量信息性:機(jī)械波傳播的是振動的形式、能量和信息。
(3)傳播不移性:在傳播方向上,各質(zhì)點只在各自平衡位置附近振動,并不隨波遷移。
(4)時空重復(fù)性:機(jī)械波傳播時,介質(zhì)中的質(zhì)點不斷地重復(fù)著波源的振動形式。
(5)周期、頻率同源性:介質(zhì)中各質(zhì)點的振動周期、頻率均等于波源的振動周期、頻率,且在傳播中保持不變。
(6)起振同向性:介質(zhì)中各質(zhì)點開始振動的方向與波源開始振動的方向相同。
2.計算波速的兩種思路
(1)速度的定義:v=eq \f(Δx,Δt),Δx表示波向前傳播的距離,Δt表示波傳播Δx所用的時間。
(2)波速與波長、頻率(周期)的關(guān)系:v=λf=eq \f(λ,T),f、T由波源決定,v由波的性質(zhì)和介質(zhì)決定。
振動圖像
波動圖像
研究
對象
一振動質(zhì)點
沿波傳播方向的所有質(zhì)點
研究
內(nèi)容
一質(zhì)點的位移隨時間的變化規(guī)律
某時刻介質(zhì)中所有質(zhì)點的空間分布規(guī)律
圖像
物理
意義
表示同一質(zhì)點在各時刻偏離平衡位置的位移
表示介質(zhì)中的各個質(zhì)點在某一時刻偏離平衡位置的位移
圖像
信息
(1)質(zhì)點振動周期;
(2)質(zhì)點振幅;
(3)質(zhì)點在各時刻偏離平衡位置的位移;
(4)質(zhì)點在各時刻速度、加速度的方向
(1)波長、振幅;
(2)任意一質(zhì)點在該時刻偏離平衡位置的位移;
(3)任意一質(zhì)點在該時刻的加速度方向;
(4)已知波的傳播方向,可判斷介質(zhì)中各質(zhì)點的振動方向;已知介質(zhì)中某一質(zhì)點的振動方向,可判斷波的傳播方向
圖像
變化
隨時間推移,圖像延續(xù),但已有形狀不變
隨時間推移,波形沿傳播方向平移
連續(xù)重復(fù)
的最短完
整曲線占
橫坐標(biāo)的
距離
表示一個周期
表示一個波長

求解波動圖像與振動圖像綜合類問題可采用“一分、一看、二找”的方法

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