《【高三物理專題總結(jié)】4關(guān)于機(jī)械波的幾個(gè)問題》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《【高三物理專題總結(jié)】4關(guān)于機(jī)械波的幾個(gè)問題（5頁珍藏版）》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

第 1頁 第 7 講 關(guān)于機(jī)械波的幾個(gè)問題 在高中階段 我們所談的波形圖象是指橫波的圖象 它描述的是某一時(shí)刻 沿波的傳播方向上無 數(shù)質(zhì)點(diǎn)在各自的平衡位置附近振動(dòng)的位移矢量末端的連線 在時(shí)間上具有瞬時(shí)性 在空間上具有拓展 性 在處理具體問題時(shí) 既要考慮質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)的周期性 同時(shí)又要考慮波傳播的周期性 概括起來有關(guān) 波形圖象的實(shí)質(zhì)知識(shí)點(diǎn)有以下 3 個(gè) 1 沿波的傳播方向 后面的振動(dòng)總是落后于前面的質(zhì)點(diǎn) 稱之為 位相關(guān)系 2 波的向前傳播等效于整個(gè)波形的向前平移 稱為 平移法則 3 波源振動(dòng)一個(gè)周期 波傳播一個(gè)波長 如果振動(dòng)了 t時(shí)間 波向前傳播了 x距離 則有 tT x n n n 0 1 2 3 0 n 1 稱之為周期性 由于這種關(guān)系 只需將 原波形沿傳播方向平移 n 就可得下一時(shí)刻的波形 一 波形圖象的直觀運(yùn)用 由波形圖象可直接讀出波的振幅 波長及某些特殊點(diǎn)的位移 判斷出位移 加速度的方向 例 1 右圖是一列沿 x 軸正方向傳播的機(jī)械波在 t 1 時(shí)刻的波形圖象 從圖 中可以看出 這列波的振幅是 波長是 此時(shí)刻 P 質(zhì)點(diǎn)的位移是 加速度方向 Q質(zhì)點(diǎn)的位移是 加速度方向 二 由波的傳播方向確定質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向 例 2 已知一列簡諧波沿 x 軸正方向傳播 如圖 a 所示 試標(biāo)明此時(shí)刻 a b c d 各質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng) 方向 第 2頁 三 由質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向確定波的傳播方向 例 3 已知一列簡諧橫波如圖 a 所示 此時(shí)刻 P 點(diǎn)的振動(dòng)方向沿 y 軸正方向 試標(biāo)明波的傳播方 向 四 由振幅求質(zhì)點(diǎn)在t 時(shí)間內(nèi)的路程與位移 波動(dòng)圖象中質(zhì)點(diǎn)在某段時(shí)間內(nèi)通過的路程是徑跡之和 而位移大小是質(zhì)點(diǎn)離開平衡位置的距離 在高中階段討論的是質(zhì)點(diǎn)從三個(gè)特殊位置即波峰 波谷 平衡位置起開始振動(dòng)的情況 并且時(shí)間 t 是 T 4 的整數(shù)倍 時(shí)間 t 內(nèi)的路程為 4 s AtT 位移依質(zhì)點(diǎn)全振動(dòng)次數(shù)的余數(shù)而定 例 4 圖所示是一列波在 t 1 0 時(shí)的波形 波的傳播速度為 2 m s 則從 t 1 0 到 t 2 2 5 s的時(shí)間內(nèi) 質(zhì) 點(diǎn) M 通過的路程與位移各是多少 五 已知波的傳播方向和某一質(zhì)點(diǎn)的位移等畫波形圖 由題設(shè)條件能直接或間接知道波長 振幅 波的傳播方向 某時(shí)刻某質(zhì)點(diǎn)的位移等條件 要求畫 出該時(shí)刻簡諧橫波的波形圖象 值得注意的是 若題設(shè)條件對(duì)波長限制不嚴(yán)或未限制波的傳播方向 則會(huì)產(chǎn)生多解 應(yīng)有多個(gè)圖象符合題意 例 5 繩中有一列正弦波 沿 x 軸傳播 如圖 a 中 a b 是繩上兩點(diǎn) 它們?cè)?x 軸方向上的距離小 于一個(gè)波長 當(dāng) a 點(diǎn)振動(dòng)到最高點(diǎn)時(shí) b 點(diǎn)恰經(jīng)此平衡位置向上運(yùn)動(dòng) 試在圖上 a b 之間畫出兩個(gè) 波形分別表示 1 沿 x 軸正方向傳播的波 2 沿 x 軸負(fù)方向傳播的波 第 3頁 六 由兩質(zhì)點(diǎn)間距離求波長 波在均勻媒質(zhì)中傳播時(shí)具有周期性 傳播距離 xnx x 是小于一個(gè)波長的部分 若已 知波的傳播方向上兩質(zhì)點(diǎn)間的距離 x 還已知兩質(zhì)點(diǎn)的位置 即知道 x 與 的關(guān)系 就可以求出波長 的可能值 例 6 繩上有一簡諧橫波向右傳播 當(dāng)繩上某質(zhì)點(diǎn) A 向上運(yùn)動(dòng)到最大位移時(shí) 在其右方相距 0 30 m 的質(zhì)點(diǎn) B 剛好向下運(yùn)動(dòng)到最大位移 已知波長大于 0 15 m 則該波的長等于多少 七 由同一列波在兩時(shí)刻的波形圖求波速的大小 由于波在傳播距離上具有周期性 即波傳播 n 后的波形與原波形重復(fù) 使得波速的大小具有多 值性 又由于波的傳播具有雙向性 從而使波速的表達(dá)式有兩個(gè) 當(dāng)波向左傳播時(shí) 1 nx v t 左 當(dāng)波向右傳播時(shí) 2 nx v t 右 例 7 如圖所示 實(shí)線是一簡諧波在某一時(shí)刻的波形圖線 從此時(shí)刻起又過 0 2 s時(shí)它的波形圖線如 圖中虛線所示 則這列波可能的傳播速度是多少 八 由同一列波在兩個(gè)時(shí)刻的波形圖求波的傳播方向 用 1 x 表示波向右傳播時(shí)不足一個(gè)波長的距離 用 2 x 表示波向左傳播時(shí)不足一個(gè)波長的距離 用公式 xnx 求出 1 x x 則波向右傳播 求出 2 x x 則波向左傳播 例 8 一橫波在 x 軸上傳播 在 t 1 0與 t 2 0 005 s的波形圖如圖所示 設(shè)周期小于 t 2 t 1 并且波速 為 6 000 m s 求波的傳播方向 機(jī)械波針對(duì)訓(xùn)練 1 機(jī)械波在介質(zhì)中傳播時(shí) A 波的速度就是質(zhì)點(diǎn)沿傳播方向的運(yùn)動(dòng)速度 B 波速大小與振源的振動(dòng)頻率成正比 C 波速大小與振源的振動(dòng)頻率無關(guān) D 波速大小就是質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)速度的大小 2 下列關(guān)于機(jī)械波的說法中正確的是 A 前一質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)帶動(dòng)相鄰的后一質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng) 后一質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)必定落后于前一質(zhì)點(diǎn) B 波動(dòng)過程是能量由近及遠(yuǎn)的傳播過程 C 振動(dòng)狀態(tài)完全相同的兩個(gè)質(zhì)點(diǎn)之間的距離應(yīng)等于一個(gè)波長 D 波源振動(dòng)一個(gè)周期 質(zhì)點(diǎn)通過的位移為一個(gè)波長 3 關(guān)于振動(dòng)和波的關(guān)系 下列幾種說法中正確的是 A 如果振源停止振動(dòng) 在介質(zhì)中傳播的振動(dòng)也立即停止 B 物體作機(jī)械振動(dòng) 一定產(chǎn)生機(jī)械波 C 波的傳播速度即振源的振動(dòng)速度 D 波在介質(zhì)中的傳播頻率 與介質(zhì)性質(zhì)無關(guān) 僅由振源決定 4 如圖所示為一簡諧橫波的圖象 波沿 x 軸正方向傳播 下列說法中正 確的是 A 質(zhì)點(diǎn) A D振幅相等 B 在該時(shí)刻質(zhì)點(diǎn) B E 的速度大小和方向相同 C 在該時(shí)刻質(zhì)點(diǎn) C F 的加速度為零 D 在該時(shí)刻質(zhì)點(diǎn) D正向下運(yùn)動(dòng) 5 一列簡諧橫波 在 t 0 時(shí)刻的波形如圖所示 且自右向左傳播 已知在 t 1 0 7s時(shí) P 點(diǎn)第二次出現(xiàn)波峰 Q點(diǎn)的坐標(biāo)是 7m 0 則以下判斷正確的是 A 質(zhì)點(diǎn) A 和質(zhì)點(diǎn) B 在 t 0 時(shí)刻的位移相同 B 在 t 0 時(shí)刻 質(zhì)點(diǎn) C向上運(yùn)動(dòng) C 在 t 2 0 9s 末 Q點(diǎn)第一次出現(xiàn)波峰 D 在 t 3 1 26s 末 Q點(diǎn)第一次出現(xiàn)波峰 6 甲 乙分別是相同介質(zhì)中傳播的機(jī)械波 已知乙機(jī)械波的頻率是甲機(jī)械波頻率的二倍 下列說法 正確的是 A 甲的波速比乙的波速大 B 甲的波長比乙的波長大 C 乙的波長比甲的波長大 D 乙的周期比甲的周期大 7 一列簡諧橫波某時(shí)刻的波形如圖甲所示 乙圖表示該波傳播的介質(zhì)中某質(zhì)點(diǎn)此后一段時(shí)間內(nèi)的振 動(dòng)圖象 則 A 若波沿 x 軸正向傳播 圖乙為 a點(diǎn)的振動(dòng)圖象 B 若波沿 x軸正向傳播 圖乙為 b點(diǎn)的振動(dòng)圖象 C 若波沿 x軸負(fù)向傳播 圖乙為 c點(diǎn)的振動(dòng)圖象 D 若波沿 x 軸負(fù)向傳播 圖乙為 d點(diǎn)的振動(dòng)圖象 第 4頁 8 甲乙二人分乘相距 24m的小船在湖面上釣魚 有一水波沿兩船所在直線傳播 已知小船每分鐘上 下浮動(dòng) 20 次 水波的傳播速度為 16 3m s 則當(dāng)甲船位于波峰時(shí) 乙船在 位置 兩船之間還 有 個(gè)波峰 9 如圖甲為某橫波在 t 0 時(shí)刻的波形圖 圖乙為 x 6m處質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)圖象 則由此可知 該波沿 x 軸 向傳播 波速為 m s 10 如圖所示為一列橫波圖象 質(zhì)點(diǎn) P 此時(shí)刻振動(dòng)速度為 v 經(jīng) 0 2s P 質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)速度仍為 v 再經(jīng) 過 0 2s P 質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)速度大小為 v 方向改變 求波的傳播方向及波速的大小 11 在一列簡諧波的傳播方向上有相距 s 1m 的兩個(gè)質(zhì)點(diǎn) a 和 b 當(dāng) a 質(zhì)點(diǎn)在正的最大位移處時(shí) b 質(zhì)點(diǎn)剛好通過平衡位置向負(fù)位移方向運(yùn)動(dòng) 試求波長 y cm 0 26 10 x m 甲 y cm 0 t s 4 8 乙 0 x m y cm 2 4 P 參考答案 例 1 5cm 4cm 2 5cm 向下 5cm 向上 例 2 例 3 例 4 l m 2 50m x M 0 例 6 0 60m或 0 20m 例 7 向右傳播 v 20n 5 m s n 0 1 2 向左傳播 v 20n 15 m s n 0 1 2 例 8 向 x方向 機(jī)械波針對(duì)訓(xùn)練 1 C 2 AB 3 D 4 AD 5 BC 6 B 7 BD 8 波谷 1 9 負(fù) 1 10 v 5m s x 方向 11 向右 1 3 4 n n 0 1 2 向左 1 1 4 n n 0 1 2 第 5頁