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第2讲　机械波

/目标要求/　1.知道机械波的分类及特点.2.掌握波速、波长和频率的关系，会分析波的图象.3.知道波的干涉、衍射和多普勒效应，掌握干涉、衍射的条件.

考点一　机械波与波的图象

/基础回扣/

1.机械波

(1)机械波的形成条件

①有发生机械振动的波源.

②有传播介质，如空气、水等.

(2)传播特点

①机械波传播的只是振动的形式和能量，质点只在各自的平衡位某某附近做简谐运动，并不随波迁移.

②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.

③介质中每个质点都做受迫振动，因此，任一质点的振动频率和周期都和波源的振动频率和周期相同.

④波源经过一个周期T完成一次全振动，波恰好向前传播一个波长的距离，v＝＝λf.

2.波的图象

(1)坐标轴：横轴表示各质点的平衡位某某，纵轴表示该时刻各质点的位移.

(2)意义：表示在波的传播方向上，某时刻各质点离开平衡位某某的位移.

(3)图象(如图1)

/

图1

3.波长、波速、频率及其关系

(1)波长λ：在波的传播方向上，振动相位总是相同的两个相邻质点间的距离.

(2)波速v：波在介质中的传播速度，由介质本身的性质决定.

(3)频率f：由波源决定，等于波源的振动频率.

(4)波长、波速和频率的关系：v＝＝λf.

/技巧点拨/

1.波的周期性

(1)质点振动nT(n＝0,1,2,3，…)时，波形不变.

(2)在波的传播方向上，当两质点平衡位某某间的距离为nλ(n＝1,2,3，…)时，它们的振动步调总相同；当两质点平衡位某某间的距离为(2n＋1)(n＝0,1,2,3，…)时，它们的振动步调总相反.

2.波的传播方向与质点振动方向的互判

“上下坡”法

沿波的传播方向，“上坡”时质点向下振动，“下坡”时质点向上振动

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“同侧”法

波形图上某点表示传播方向和振动方向的箭头在图线同侧

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“微平移”法

将波形沿传播方向进行微小的平移，再由对应同一x坐标的两波形曲线上的点来判断振动方向

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　　　　 波的形成与传播

/例1/　(2020·全国卷Ⅲ·34(1))如图2，一列简谐横波平行于x轴传播，图中的实线和虚线分别为t＝0和t＝0.1 s时的波形图.已知平衡位某某在x＝6 m处的质点，在0到0.1 s时间内运动方向不变.这列简谐波的周期为________ s，波速为________ m/s，传播方向沿x轴________(填“正方向”或“负方向”).

/

图2

　　　　 波的图象

/例2/　(多选)(2020·**_*学高三上学期期末)一列简谐横波沿x轴正方向传播，波源位于x＝0位某某，t＝0时刻波源开始沿y轴振动，经过0.15 s时波形如图3所示.下列说法正确的是(　　)

/

图3

A.该波的波长为50 cm

B.该波的传播速度为 m/s

C.此时图中x＝40 cm处的质点开始沿y轴正方向运动

D.此后1 s内，x＝20 cm处的质点通过的路程为1.2 m

E.此后再经过0.125 s，x＝60 cm处的质点第一次出现在波谷位某某

/

1.(波的形成和传播)(多选)某同学漂浮在海面上，虽然水面波正平稳地以1.8 m/s的速率向着海滩传播，但他并不向海滩靠近.该同学发现从第1个波峰到第10个波峰通过身下的时间间隔为15 s.下列说法正确的是(　　)

A.该水面波的频率为6 Hz

B.该水面波的波长为3 m

C.水面波没有将该同学推向岸边，是因为波传播时能量不会传递出去

D.水面波没有将该同学推向岸边，是因为波传播时振动的质点并不随波迁移

2.(基本物理量计算)(202 内容过长，仅展示头部和尾部部分文字预览，全文请查看图片预览。 图10

A.7 m/s B.2 m/s C.1.2 m/s D.1 m/s

12.(2020·**_*一列简谐横波沿x轴传播，t＝0.1 s时的波形图如图11甲所示，图乙为介质中质点A的振动图象.

/

(1)求波的传播方向及波速；

(2)t＝0.1 s时，波刚好传播到坐标原点O，质点B平衡位某某的坐标xB＝－2.5 m(图中未画出)，求质点B处于波峰位某某的时刻.

13.(2018·全国卷Ⅰ·34(2))一列简谐横波在t＝ s时的波形图如图12(a)所示，P、Q是介质中的两个质点.图(b)是质点Q的振动图像.求：

/

(1)波速及波的传播方向；

(2)质点Q的平衡位某某的x坐标.

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