第十二章章末总结

章末总结第十二章 机械波 内容索引 知识网络梳理知识 构建网络 题型探究重点难点 各个击破 知识网络 机械波机械波的形成形成：机械振动在 中的传播条件：波源(振源)、介质，二者缺一不可特点：传播振动形式、传递能量和信息，质点 随波 迁移波与振动的关系：有机械振动 有机械波；有机 械波必有机械振动分类：按机械波传播方向与质点振动方向的关系分为 和_介质不不一定横波纵波 机械波描述波的物理量波长频率f(周期T)波速v关系：v 或v_波的图象形成：前面的质点带动后面的质点，将 传播出去物理意义：横坐标表示波的传播方向上各质点的 位置， 纵坐标表示某一时刻各质点 平衡位置的位移f振动形式平衡偏离 机械波波的图象振动图象与波的图象相同点：纵坐标表示位移不同点：横坐标表示的意义不同从波的图象获得的信息波长各质点的位移大小和方向各质点的振幅波的传播方向和各质点的振动方向互判 机械波波的一些现象衍射：波可以绕过障碍物继续传播的现象叠加原理：几列波相遇时保持各自的振动状态，各质点的 位移等于这几列波单独传播时引起的位移的_干涉：频率 的两列波叠加，使某些区域的振动 ， 某些区域的振动 的现象多普勒效应：是由波源与观察者 (距离变化)产生 的，一切波都能发生多普勒效应, 反射和折射矢量和相同加强减弱相对运动 题型探究 从波的图象中可以看出：(1)波长；(2)振幅A；(3)该时刻各质点偏离平衡位置的位移情况；(4)如果波的传播方向已知，可判断各质点在该时刻的振动方向以及下一时刻的波形；(5)如果波的传播速度大小已知，可利用图象所得的相关信息进一步求得各质点振动的周期和频率：一、对波的图象的理解 例1(2017诸暨市高三第一学期期末)如图1所示为一列沿x轴传播的简谐横波，实线为t0时刻的波形图，虚线为t0.2 s时刻的波形图.已知该波的波速是v0.8 m /s，则下列说法正确的是图1A.这列波的波长为10 cmB.这列波的周期为0.15 sC.这列波可能沿x轴正方向传播D.在t0时刻，x4 cm处的质点速度沿y轴 负方向 答案解析 解析由题图可知，这列波的波长为12 cm，选项A错误；由“同侧法”知，t0时刻，x4 cm处质点的速度沿y轴负方向，选项D正确. 波的图象与振动图象相结合是机械振动与机械波相结合的最重要的一类题型.解题时要明确两个对应关系：一是波的图象所对应的时刻是振动图象横轴上的哪个时刻，二是振动图象所对应的质点是波的图象上的哪个质点. 二、波的图象与振动图象的区别和联系 例2(2017温州九校协作体高三期末联考)一列简谐横波，在t0.6 s时刻波的图象如图2甲所示，波上A质点的振动图象如图乙所示，则以下说法正确的是图2 A.这列波沿x轴正方向传播B.从t0.6 s开始，质点P比质点Q晚0.4 s回到平衡位置C.从t0.6 s开始，紧接着的t0.6 s时间内，A质点通过的路程是10 mD.若该波在传播过程中遇到一个尺寸为20 m的障碍物，能发生明显的衍 射现象 答案解析 解析由题图乙可得0.6 s时A质点向y轴负方向运动，根据题图甲由“同侧法”可得波沿x轴正方向传播，选项A正确；0.6 s时质点Q向y轴负方向运动，质点P向y轴正方向运动，则P比Q先回到平衡位置，选项B错误；由题图乙可得周期T1.2 s，则紧接着的0.6 s，即半周期内A质点通过的路程一定为两个振幅，即4 m，选项C错误；由题图甲可得波长20 m，由发生明显衍射的条件可得，当遇到尺寸为20 m的障碍物时能发生明显的衍射现象，选项D正确. A.横波的波长是8 mB.横波的频率是0.2 HzC.质点P随波迁移的速度大小为40 m /sD.t0.1 s时质点P正沿y轴正方向运动针对训练1图3甲为一列简谐横波在t0.1 s时刻的波形图，P是平衡位置为x1 m处的质点，Q是平衡位置为x4 m处的质点，图乙为质点Q的振动图象，则图3 答案解析 解析由波的图象可知，横波的波长是8 m，选项A正确；由质点Q的振动图象可知，横波的周期为0.2 s，频率是5 Hz，选项B错误；质点P围绕平衡位置振动，不随波迁移，选项C错误；根据质点Q的振动图象，t0.1 s时刻，质点Q正沿y轴负方向运动，说明波沿x轴负方向传播.t0.1 s时质点P正沿y轴正方向运动，选项D正确. 波在传播过程中，由于空间周期性、时间周期性和传播方向的双向性而引起多解，解决这类问题要注意下列情况：(1)波的空间周期性：在波的传播方向上，相距为波长整数倍的质点的振动情况相同.(2)波的时间周期性：由波的传播特性可知，经过整数倍个周期，波的图象相同.(3)波的传播方向的双向性：若根据题中条件无法确定波的传播方向，在解题时要注意考虑波的传播方向可以有两个.三、波动问题的多解性 例3如图4所示，实线是一列简谐横波在t10时刻的波形，虚线是这列波在t20.5 s时刻的波形，这列波的周期T符合：3Tt2t14T，问：图4(1)若波向右传播，波速多大？答案54 m /s 答案解析 解析由波形图知8 m，由于3Tt2t14T，因此k取3解得v54 m /s. (2)若波向左传播，波速多大？答案58 m /s 答案解析解析波向左传播时，传播距离x满足由3Tt2t14T可知k取3解得v58 m /s. (3)若波速大小为74 m /s，波速方向如何？答案向左 答案解析解析波速大小为74 m /s时，波在t时间内传播的距离为xvt740.5 m37 m4 所以波向左传播.