20xx年高考物理機(jī)械波解析人民版(編輯修改稿)
2025-03-15 03:38 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 的距離。注：在橫波中，兩個(gè)相鄰波峰（波谷）之間的距離為一個(gè)波長(zhǎng)。結(jié)論： 1）波在一個(gè)周期內(nèi)傳播的距離恰好為波長(zhǎng)。由此：①v=λ/T=λf；λ=vT. ②波長(zhǎng)由波源和介質(zhì)決定。2）質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)nT（波傳播nλ）時(shí)，波形不變。3）相隔波長(zhǎng)整數(shù)倍的兩質(zhì)點(diǎn)，振動(dòng)狀態(tài)總相同；相隔半波長(zhǎng)奇數(shù)倍的兩質(zhì)點(diǎn)，振動(dòng)狀態(tài)總相反。3．波的圖象的畫法波的圖象中，波的圖形、波的傳播方向、某一介質(zhì)質(zhì)點(diǎn)的瞬時(shí)速度方向，這三者中已知任意兩者，可以判定另一個(gè)。（口訣為“上坡下，下坡上” ；或者“右上右、左上左））4．波的傳播是勻速的在一個(gè)周期內(nèi)，波形勻速向前推進(jìn)一個(gè)波長(zhǎng)。n個(gè)周期波形向前推進(jìn)n個(gè)波長(zhǎng)（n可以是任意正數(shù)）。因此在計(jì)算中既可以使用v=λ?f，也可以使用v=s/t，后者往往更方便。5．介質(zhì)質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)是簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)（是一種變加速運(yùn)動(dòng)）任何一個(gè)介質(zhì)質(zhì)點(diǎn)在一個(gè)周期內(nèi)經(jīng)過的路程都是4A，在半個(gè)周期內(nèi)經(jīng)過的路程都是2A，但在四分之一個(gè)周期內(nèi)經(jīng)過的路程就不一定是A了。6．起振方向 介質(zhì)中每個(gè)質(zhì)點(diǎn)開始振動(dòng)的方向都和振源開始振動(dòng)的方向相同。S【例5】 在均勻介質(zhì)中有一個(gè)振源S，它以50HZ的頻率上下振動(dòng)，該振動(dòng)以40m/s的速度沿彈性繩向左、右兩邊傳播。開始時(shí)刻S的速度方向向下，試畫出在t=。v v 解析：從開始計(jì)時(shí)到t=，波分別向左、該時(shí)刻波源S的速度方向向上，所以波形如右圖所示。505 y/m2 4 x/mP【例6】 如圖所示是一列簡(jiǎn)諧橫波在t=0時(shí)刻的波形圖，已知這列波沿x軸正方向傳播，波速為20m/s。P是離原點(diǎn)為2m的一個(gè)介質(zhì)質(zhì)點(diǎn)，則在t=，質(zhì)點(diǎn)P的：①速度和加速度都沿y方向；②速度沿+y方向，加速度沿y方向；③速度和加速度都正在增大；④速度正在增大，加速度正在減小。以上四種判斷中正確的是A．只有① B．只有④ C．只有①④ D．只有②③解析：由已知，該波的波長(zhǎng)λ=4m，波速v=20m/s，因此周期為T=λ/v=；因?yàn)椴ㄏ蛴覀鞑ィ詔=0時(shí)刻P T T，所以P質(zhì)點(diǎn)在其平衡位置上方，正在向平衡位置運(yùn)動(dòng)，位移為正，正在減??；速度為負(fù)，正在增大；加速度為負(fù)，正在減小。①④正確，選C7．波動(dòng)圖象的應(yīng)用：yx0yx0（1）從圖象上直接讀出振幅、波長(zhǎng)、任一質(zhì)點(diǎn)在該時(shí)刻的振動(dòng)位移。（2）波動(dòng)方向==振動(dòng)方向。方法：選擇對(duì)應(yīng)的半周，再由波動(dòng)方向與振動(dòng)方向“頭頭相對(duì)、尾尾相對(duì)”來判斷。45y/cmQ0x/mP【例7】如圖是一列沿x軸正方向傳播的機(jī)械波在某時(shí)刻的波形圖。由圖可知：這列波的振幅為5cm，波長(zhǎng)為 4m 。此時(shí)刻P點(diǎn)的位移為，速度方向?yàn)檠貀軸正方向，加速度方向沿y軸負(fù)方向； Q點(diǎn)的位移為－5cm，速度為 0 ，加速度方向沿y軸正方向。50x/my/cmM【例8】如圖是一列波在t1=0時(shí)刻的波形，波的傳播速度為2m/s，若傳播方向沿x軸負(fù)向，則從t1=0到t2內(nèi)，質(zhì)點(diǎn)M通過的路程為______，位移為_____。 解析：由圖：波長(zhǎng)λ=，又波速v=2m/s，可得：周期T=，所以質(zhì)點(diǎn)MT。對(duì)于簡(jiǎn)諧振動(dòng)，質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)1T，通過的路程總是4AT，通過的路程總是2A。所以，質(zhì)點(diǎn)M通過的路程124A+2A=250cm=。質(zhì)點(diǎn)MT時(shí)仍在平衡位置。位移為0。12x/my0【例9】在波的傳播方向上，距離一定的P與Q點(diǎn)之間只有一個(gè)波谷的四種情況，如圖A、B、C、D所示。已知這四列波在同一種介質(zhì)中均向右傳播，則質(zhì)點(diǎn)P能首先達(dá)到波谷的是（ ）解析：四列波在同一種介質(zhì)中傳播，則波速v應(yīng)相同。由T=λ/v得：TDTA=TBTC；再結(jié)合波動(dòng)方向和振動(dòng)方向的關(guān)系得：C圖中的P點(diǎn)首先達(dá)到波谷。（3）兩個(gè)時(shí)刻的波形問題：設(shè)質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)時(shí)間（波的傳播時(shí)間）為t，波傳播的距離為x。則：t=nT+△t即有x=nλ+△x （△x=v△t） 且質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)nT（波傳播nλ）時(shí)，波形不變。①根據(jù)某時(shí)刻的波形，畫另一時(shí)刻的波形。方法1：波形平移法：當(dāng)波傳播距離x=nλ+△x時(shí)，波形平移△x即可。方法2：特殊質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)法：當(dāng)波傳播時(shí)間t=nT+△t時(shí)，根據(jù)振動(dòng)方向判斷相鄰特殊點(diǎn)（峰點(diǎn)，谷點(diǎn)，平衡點(diǎn)）振動(dòng)△t后的位置進(jìn)而確定波形。②根據(jù)兩時(shí)刻的波形，求某些物理量（周期、波速、傳播方向等）【例1
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