高中物理-高二物理机械波单元测试.docx

本资料来源于《七彩教育网》 【本讲教育信息 】 . 教学内容： 1、波的形成和传播 2、波的图像 3、波长、频率和波速 . 知识归纳、总结：（一）波的形成和传播 传播机械波的物质，如水、绳、空气等，可以分成许多小部分，每一小部分都可以看做质点，当其中一个质点振动时，由于质点间的相互作用，就带动相邻的质点振动起来，该质点又带动后面的质点振动起来，这样振动的状态就传播出去，形成了机械波。 说明 1）各质点的振动周期都与波源的振动周期相同。 波传播时，介质中的质点跟着波源做受迫振动，每个质点的振动频率都与波源的振动频率相同。 2）离波源越远，质点的振动越滞后，但各质点的起振方向与波源起振方向相同。 3）波传播的是振动这种形式，而介质的质点并不随波迁移。 波传播的是振动这种形式，介质的每个质点只在自己平衡位置附近振动，并不随波迁移。如运动会上 表演麦浪的团体操，许多学生手举麦穗，随着音乐声依次上下起伏，于是就形成了像一大片金黄的滚滚的麦浪，可是，这里的每个学生谁也没有向前移动一步，仅把起伏的运动形式依次传出去了。 4）波在传递运动形式的同时，也传递能量和信息。 由于质点间的弹力作用，先振动的质点要对相邻的后振动的质点做正功，后者对前者做负功，因而离 波源近的质点把机械能传递给离波源远的质点。 （ 5）机械波的形成是有条件的：一是必须有持续振动的波源，二是必须有传播的介质。 （二）横波和纵波 从质点的振动方向和波的传播方向之间关系来看，机械波有两种基本类型： ①横波：质点振动的方向跟波的传播方向垂直的波，叫做横波，如绳波。 在横波中，凸起的最高处叫做波峰，凹下去的最低处叫做波谷，横波是以波峰波谷这个形式将机械振动传播出去的，这种波在传播时呈现出凸凹相间的波形。 ②纵波：质点的振动方向跟波的传播方向在同一直线上的波，叫做纵波。 在纵波中，质点分布最密的地方叫做密部，质点分布最疏的地方叫做疏部，纵波在传播时呈现出疏密相间的波形。 （三）波的传播方向、质点运动方向的判断方法 已知质点运动方向判断波的传播方向或与之相反的问题，判断的基本规律是横波的形成与传播的特点，常用方法有 方法一：上下坡法 沿波的传播方向看，“上坡”的点向下运动，“下坡”的点向上运动，简称“上坡下、下坡上”（如图甲所示）。 甲 方法二：同侧法 在波的图像上的某一点，沿竖直方向画出一个箭头表示质点运动方向，并设想在同一点沿水平方向画个箭头表示波的传播方向，那么这两个箭头总是在曲线的同侧（如图乙所示）。 乙 方法三：头头（尾尾）相对法 在波形图的波峰（或波谷）上画出一个箭头表示波的传播方向，并在波峰（或波谷）两边波形上分别画出两个箭头表示质点运动方向，那么这三个箭头总是头头相对，尾尾相对（如图丙所示）。 丙 方法四：平移法 将原波形（实线）沿波的传播方向平移 4 后（虚线），则从原波形中平衡位置沿 y 轴指向虚线最大位 移处的方向，表示原波形中质点的运动方向（如图丁所示） 丁 （四）方法规律总结 （ 1）波动与振动的关系 ①联系：振动是波动的前提，波动是振动的传播。 ②区别：振动是个体行为，波动是群体行为；振动的质点做变加速运动；波动在介质中匀速传播。 2）波动的特点①波动的传播方向既可以和质点的振动方向垂直，也可以和质点的振动方向在同一直线上。②各质点的起振方向都相同。③在波动过程中，传播了振动形式的同时也传播了能量和信息。 （五）图象的特点 1）横波的图象形状与波在传播过程中介质中各质点某时刻的分布相似，波形中的波峰即为图象中的位移正向最大值，波谷即为图象中位移负向的最大值，波形中通过平衡位置的质点在图象中也恰处于平衡位置。 2）波形图线是正弦或余弦曲线的波称为简谐波，简谐波是最简单的波，对于简谐波而言，各个质点振动的最大位移都相同。 3）波的图象的重复性：相隔时间为周期整数倍的两个时刻的波形相同。 （ 4）波的传播方向的双向性：不指定波的传播方向时，图象中波可能向 x 轴正向或 x 轴负向传播。 （六）由波的图象可获取的信息 如果已知一列波某时刻波形如图所示，那么我们从波的图象中可以获取的信息有以下几点： 1. 可以直接看出在该时刻沿传播方向上各质点的位移，如图线上的 M 点的位移是 2cm。 2. 可以直接看出在波的传播过程中介质各质点的振幅 A ，即波动图线上纵坐标最大值的绝对值， 如图中 波的振幅 A=4cm 。 可以由波的传播方向判断出质点的运动方向，也可以由质点的运动方向判断出波的传播方向。 如图，由波向右传播，可知点 M 向上运动，反之，如果 M 向上运动，可知波向右传播。 （七）波长、频率和波速 波长 λ 定义：在波的传播方向上，两个相邻的、在振动过程中相对平衡位置的位移总是相等的质点之间的距 离叫波长。 频率 f 与周期 T 波的频率就是波源振动