（江苏专用）2020版高考物理新增分大一轮复习 第十三章 机械振动与机械波 光 电磁波与相对论 第2讲 机械波讲义（含解析）

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1、第2讲　机械波一、机械波　横波和纵波1.机械波的形成条件(1)有产生机械振动的波源.(2)有传播介质，如空气、水等.2.机械波的传播特点(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置附近做简谐运动，并不随波发生迁移.(2)介质中各质点的振幅相同，振动周期和频率都与波源的振动周期和频率相同.(3)一个周期内，质点完成一次全振动，通过的路程为4A，位移为零.3.机械波的分类(1)横波：质点的振动方向与波的传播方向相互垂直的波，有波峰(凸部)和波谷(凹部).(2)纵波：质点的振动方向与波的传播方向在同一直线上的波，有密部和疏部.二、横波的图象1.坐标轴：

2、横轴表示各质点的平衡位置，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置的位移.3.图象：(如图1)图1自测1　(多选)简谐横波某时刻的波形如图2所示，P为介质中的一个质点，以下说法正确的是(　　)图2A.若波沿x轴正方向传播，则P质点此时刻速度沿x轴正方向B.若波沿x轴正方向传播，则P质点此时刻加速度沿y轴正方向C.再过半个周期时，质点P的位移一定为负值D.经过一个周期时，质点P通过的路程为4a答案　CD三、波长、波速、频率及其关系1.波长λ在波动中，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

3、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(周期)的关系(1)v＝λf；(2)v＝.自测2　(多选)关于机械振动与机械波，下列说法正确的是(　　)A.机械波的频率等于振源的振动频率B.机械波的传播速度与振源的振动速度相等C.在一个周期内，沿着波的传播方向，振动在介质中传播一个波长的距离D.机械波在介质中传播的速度由介质本身决定答案　ACD四、波的干涉和衍射　多普勒效应1.波的干涉和衍射波的干涉波的衍射条件两列波的频率必须相同发生明显衍射的条件：障碍物或孔的尺寸比波长小或相差不多现象形成加强区和减弱区相互隔开的稳定的干涉图样波

4、能够绕过障碍物或孔继续向前传播2.多普勒效应(1)条件：声源和观察者之间有相对运动(距离发生变化).(2)现象：观察者感到频率发生变化.(3)实质：声源频率不变，观察者接收到的频率变化.自测3　(多选)以下关于波的衍射的说法，正确的是(　　)A.波遇到障碍物时，一定会发生明显的衍射现象B.当障碍物的尺寸比波长大得多时，会发生明显的衍射现象C.当孔的大小比波长小时，会发生明显的衍射现象D.通常讲话产生的声波，经过尺寸为1m左右的障碍物时会发生明显的衍射现象答案　CD命题点一　机械波的传播特点1.前面的质点带动后面的质点，后面的质点重复前面质点的运动，都在重复波源的

5、振动.2.介质中各质点的起振方向都与波源的起振方向相同，只不过离波源近的质点先起振，离波源较远的质点起振得要迟一些.3.各质点的振动周期、频率和波源的振动周期、频率相同.波速由介质决定.4.介质质点的运动是在各自的平衡位置附近的简谐运动，是变加速运动，质点并不随波迁移.例1　(2018·扬州中学月考)如图3所示，在坐标原点O处有一质点S，它沿y轴做频率为10Hz、振幅为2cm的简谐运动，形成的波沿x轴传播，波速为4m/s，当t＝0时，S从原点开始沿y轴负方向运动.图3(1)画出当S完成第一次全振动时的波形图；(2)从波源S开始运动，经过多长时间x＝1m处的质点第一

6、次出现波峰.答案　见解析解析　(1)波长λ＝＝0.4m图象如图所示(2)设S点的振动经t1传播到x＝1m处，t1＝＝0.25s振动传到该质点后又经过周期该质点才振动到波峰t2＝T＝＝0.075s则x＝1m处的质点第一次出现波峰的时间为t＝t1＋t2＝0.325s.变式1　(多选)(2018·江苏一模)某简谐横波在介质中沿x轴正方向传播，t＝0时波源O从平衡位置开始振动，t＝0.5s时振动刚好传播到P点，此时该横波的波形图如图4所示，下列有关说法中正确的是(　　)图4A.波源起振方向沿y轴负方向B.该波的周期为0.4sC.这0.5s内波源O运动的路程为5mD.0～3

7、s内处于x＝9m处的M点(图中未画出)所通过的路程为105cm答案　BD解析　根据题图，由波沿x轴正方向传播可得，P点向上振动，即波前向上振动，故波源起振方向沿y轴正方向，故A错误；根据波0.5s内的传播距离为5m可得：波速v＝10m/s；由题图可得：波长λ＝4m，故周期T＝＝0.4s，故B正确；由周期T＝0.4s，波源O从平衡位置开始振动，故0.5s内波源O运动的路程为5A＝25cm，故C错误；波需要经过时间t1＝＝0.9s从波源传播到M点，然后M点处质点从平衡位置开始振动了2.1s＝T，根据质点从平衡位置开始振动可得，则0～3s内处于x＝9m处的M点所通过的路

8、程为5×4