高中物理選修3-4知識點機械振動與機械波解析(編輯修改稿)
2025-05-01 02:40 本頁面
【文章內容簡介】 的波；凸起的最高處叫波峰，凹下的最低處叫波谷。(2)縱波：質點的振動方向與波的傳播方向在同一直線上的波；質點分布最密的位置叫密部，質點分布最疏的位置叫疏部。：(1)介質：波借以傳播的物質，如繩、彈簧、水、空氣等，介質本身不隨波一起傳播。(2)機械波：機械振動在介質中傳播形成了機械波。 ：波既能傳播能量，又能傳播信息。三、典型例題例1：關于橫波和縱波，下列說法正確的是( )A．質點的振動方向和波的傳播方向垂直的波叫橫波B．質點的振動方向跟波的傳播方向在同一直線上的波叫縱波C．橫波有波峰和波谷，縱波有密部和疏部D．地震波是橫波，聲波是縱波答案：ABC解析：根據橫波和縱波的定義知A、B、C正確；聲波是一種縱波，但地震波中既有橫波又有縱波，D選項錯誤，故選A、B、C。例2：一個小石子投向平靜的湖面中心，會激起一圈圈波紋向外傳播，如果此時水面上有一片樹葉，下列對樹葉運動情況的敘述正確的是( )A．樹葉慢慢向湖心運動 B．樹葉慢慢向湖岸漂去C．在原處上下振動 D．沿著波紋做圓周運動解析：由于波在傳播過程中，只傳遞振動能量和波源所發(fā)出的信息，而各質點不隨波遷移，只在各自的位置附近做振動，故選C。答案：C例3：在敲響古剎里的大鐘時，有的同學發(fā)現(xiàn)，停止對大鐘的撞擊后，大鐘仍“余音未絕”，分析其原因是( )A．大鐘的回聲B．大鐘在繼續(xù)振動，空氣中繼續(xù)形成聲波C．人的聽覺發(fā)生“暫留”的緣故D．大鐘雖停止振動，但空氣仍在振動解析：停止對大鐘的撞擊后，大鐘做阻尼振動，仍在空氣中形成聲波；另一個方面即使大鐘停止振動，空氣中已形成的機械波也仍在傳播．隨著能量的減弱，鐘聲逐漸消失。答案：B例4：下圖是某繩上波形成過程的示意圖。質點1在外力作用下沿豎直方向做簡諧振動，帶動4……各個質點依次上下振動，把振動由繩的左端傳到右端．已知t＝0時，質點1開始向上運動，t＝時，質點1到達最上方，質點5開始向上運動。問：(1)t＝時，質點116的運動狀態(tài)(是否運動，運動方向)如何？(2)t＝T時，質點116的運動狀態(tài)如何？(3)t＝T時，質點116的運動狀態(tài)如何？解析：由于質點間的相互作用，前面的質點總是帶動后面的質點振動，所以后面的質點總是滯后于前面的質點。(1)t＝時，質點8未達到最高點，正在向上振動，質點116未動。(2)t＝T時，質點8正在向下振，質點12向上振動，質點16未振動。(3)t＝T時，質點12正在向下振動，質點16向上振動。波的圖像一、學習目標，知道橫、縱坐標各表示什么物理量，知道什么是簡諧波。 ，能在簡諧波的圖象中讀出質點振動的振幅。二、知識點說明：波的圖象的形狀是正（余）弦曲線。：波的圖象反映的是波的傳播過程中某一時刻各個質點相對于各自的平衡位置的位移情況：：利用波的圖象通?？梢越鉀Q如下問題：(1)從圖象中可以看出波長 ；(2)從圖象中可以看出各質點振動的振幅A；(3)從圖象中可以看出該時刻各質點偏離平衡位置的位移情況；(4)從圖象中可以間接地比較各質點在該時刻的振動速度、動能、勢能、回復力、加速度等量的大??；(5)如波的傳播方向已知，則還可以由圖象判斷各質點該時刻的振動方向以及下一時刻的波形；(6)如波的傳播速度大小書籍，更可利用圖象所得的相關信息進一步求得各質點振動的周期和頻率； ：兩者都是按正弦或余弦規(guī)律變化的曲線，振動圖像和波的圖像中的縱坐標均表示質點離開平衡位置的位移，縱坐標的最大值均表示質點的振幅。：(1)橫軸坐標的意義不同：波的圖像中橫軸表示各個質點的平衡位置到原點的距離；振動圖像中橫軸表示該質點振動的時間。(2)物理意義不同：波動圖像表示某一時刻各個質點離開平衡位置的距離；振動圖像描述的是某一質點在不同時刻離開平衡位置的位移。(3)最大值間距的含義不同：波的圖像中相鄰的最大值之間的間隔等于波長；振動圖像中相鄰的最大值之間的間隔等于周期。三、典型例題例1：如圖所示，（1）為某一波在t＝0時刻的波形圖，（2）為參與該波動的P點的振動圖象，則下列判斷正確的是A. 該列波的波速度為4m／s ；B．若P點的坐標為xp＝2m，則該列波沿x軸正方向傳播C．該列波的頻率可能為 2 Hz； D．若P點的坐標為xp＝4 m，則該列波沿x軸負方向傳播；解析：當一列波某一時刻的波動圖象已知時，它的波長和振幅就被唯一地確定，當其媒質中某質點的振動圖象已知時，這列波的周期也就被唯一地確定，所以本題中的波長λ、周期T、波速v均是唯一的．由于質點P的坐標位置沒有唯一地確定，所以由其振動圖象可知P點在t＝0后的運動方向，再由波動圖象確定波的傳播方向 由波動圖象和振動圖象可知該列波的波長λ=4m，周期T＝1．0s，所以波速v＝λ／T＝4m／s。由P質點的振動圖象說明在t=0后，P點是沿y軸的負方向運動：若P點的坐標為xp＝2m，則說明波是沿x軸負方向傳播的；若P點的坐標為xp＝4 m，則說明波是沿x軸的正方向傳播的．該列波周期由質點的振動圖象被唯一地確定，頻率也就唯一地被確定為f＝ l／t＝0Hz．綜上所述，只有A選項正確。答案：A例2：如圖所示，甲為某一波動在t=1．0s時的圖象，乙為參與該波動的P質點的振動圖象（1）說出兩圖中AA/的意義？（2）說出甲圖中OA/B圖線的意義？（3）求該波速v=？（4）在甲圖中畫出再經3．5s時的波形圖（5）求再經過3．5s時p質點的路程S和位移解析：甲圖中AA/表示A質點的振幅或1．0s時A質點的位移大小為0．2m，方向為負．乙圖中AA/’表示P質點的振幅，也是 P質點在 0．25s的位移大小為0．2m，方
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