3-4第十二章机械波教学案
江苏省淮阴中学教育集团北京路中学教学案
一列简谐横波从A点沿X轴正方向传播了一个
形成如图所示的波形.此时波源突然停止振动
质点的振动情况如何?
关于机械波的概念，下列说法中正确的是[ ]
．质点振动的方向总是垂直于波传播的方向
．简谐波沿长绳传播，绳内相距半个波长的两质点振
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解题
1．一列简谐横波沿x 轴正方向传播，0点为波源。0=t 时的波形如图，此刻波传播到x 轴上的B 质点，在它左边的A 质点在负最大位移处。在s t 5.01=时，质点A 第二次出现在正的最大位移处，试讨论以下问题： （1）该波波源开始振动的方向 （2）该波的波速
（3）s t 5.01=时，质点C 的位置和振动方向
（4）当m x 5=的质点E 第一次出现在正最大位移处时，质点
B 的位置和振动方向
（5）s t 25.2=时刻，质点C 相对平衡位置的位移 （6）试画出s t 75.0=时刻的波形图
2．如图，是一列简谐横波沿x 轴正方向传播，在0=t 时刻的波形。已知这列波在P 点处依次出现两个波峰的时间间隔为s 4.0
A ．这列波的波长为m 5
B ．这列波的波速为s m /10
C ．质点Q 需要再经过s 7.0，才能第一次达到波峰
D ．质点
Q 到达波峰时，质点P 也恰好到达波峰 3．一列横波在x 轴上传播，01=t 和s t 05.02=（1）若波向右传播，且周期大于)(12t t -，求波速。 （2）设周期小于)(12t t -，且波速为s m /60，求波的传播方向。
4．如图，一列简谐横波向右传播，波速为v ，沿波的传播方向上有相距为L 的P 、Q 两质点。
某时刻P 、Q 两质点都处于平衡位置，且P 、Q 间仅有一个波峰。经过时间t ，Q 质点第一次运动到波谷，试求出波长的可能值。
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-Q P
v .0.0-
y/cm
2
-2O P
12
345678910
x/m
Q y/cm
x/m
5-5
00.1
M 0.3
0.4
20406080
A O
B
y
x/m
得：
1．一列简谐横波沿直线传播，在传播方向上有相距6m的A、B两点，某时刻A点在正位移最大值处，而B点恰好在平衡位置，从这一时刻起，经s
?，A点回到平衡位置，
=
?
5-
10
t3
而B点恰好在负位移最大值处。已知该简谐横波波长m
??。试求这列波的波
T2?
6?λ，且T
t
长、频率和速度。
?的图线用虚线表示。已知波长2．如图，一列横波t时刻的图线用实线表示，又经s
=
t2.0
为m
2，则以下叙述正确的是Array A．若波向右传播，则最大周期是s2
B．若波向左传播，则最大周期是s2
C．若波向左传播，则最小波速是s
9
m/
D．若波速是s
19，则传播方向向左
m/
D．若N为波源，则该时刻P质点动能最小
3．如图，实线为某时刻的波形图象，虚线是经过s2.0时的波形图象。
（1）假定波向左传播，求它传播的可能距离Array（2）若这列波向右传播，求它的最大周期
（3）假定波速是s
35，求波的传播方向
m/
4．下图中的实线是一列简谐横波在某一时刻的波形曲线。经s2.0后，其波形如图中虚线所
示。设该波的周期T大于s2.0，求：Array
（1）由图中读出波的振幅和波长
（2
（3
机械波的反射、折射、干涉、衍射
一切波都能发生反射、折射、干涉、衍射。特别是干涉、衍射，是波特有的性质。
⑴干涉。产生干涉的必要条件是：两列波源的频率必须相同。
需要说明的是：以上是发生干涉的必要条件，而不是充分条件。要发生干涉还要求两列波的振动方向相同（要上下振动就都是上下振动，要左右振动就都是左右振动），还要求相差恒定。我们经常列举的干涉都是相差为零的，也就是同向的。如果两个波源是振动是反向的，那么在干涉区域内振动加强和减弱的位置就正好颠倒过来了。 干涉区域内某点是振动最强点还是振动最弱点的充要条件：
①最强：该点到两个波源的路程之差是波长的整数倍，即δ=n λ ②最弱：该点到两个波源的路程之差是半波长的奇数倍，即()122
+=
n λ
δ
根据以上分析，在稳定的干涉区域内，振动加强点始终加强；振动减弱点始终减弱。 至于“波峰和波峰叠加得到振动加强点”，“波谷和波谷叠加也得到振动加强点”，“波峰和波谷叠加得到振动减弱点”这些都只是充分条件，不是必要条件。 例1. 如图所示，S 1、S 2是两个相干波源，它们振动同步且振 幅相同。实线和虚线分别表示在某一时刻它们所发出的波的 波峰和波谷。关于图中所标的a 、b 、c 、d 四点，下列说法
中正确的有
A.该时刻a 质点振动最弱，b 、c 质点振动最强，d 质点振
动既不是最强也不是最弱 B.该时刻a 质点振动最弱，b 、c 、d 质点振动都最强
C.a 质点的振动始终是最弱的， b 、c 、d 质点的振动始终是最强的
D.再过T /4后的时刻a 、b 、c 三个质点都将处于各自的平衡位置，因此振动最弱
解：该时刻a 质点振动最弱，b 、c 质点振动最强，这不难理解。但是d 既不是波峰和波峰叠加，又不是波谷和波谷叠加，如何判定其振动强弱？这就要用到充要条件：“到两波源的路程之差是波长的整数倍”时振动最强，从图中可以看出，d 是S 1、S 2连线的中垂线上的一点，到S 1、S 2的距离相等，所以必然为振动最强点。 描述振动强弱的物理量是振幅，而振幅不是位移。每个质点在振动过程中的位移是在不
断改变的，但振幅是保持不变的，所以振动最强的点无论处于波峰还是波谷，振动始终是最强的。
本题答案应选B、C
⑵衍射。
发生明显衍射的条件是：障碍物或孔的尺寸和波长可以相比或比波长小。
⑶波的独立传播原理和叠加原理。
独立传播原理：几列波相遇时，能够保持各自的运动状态继续传播，不互相影响。
叠加原理：介质质点的位移、速度、加速度都等于几列波单独转播时引起的位移、速度、加速度的矢量和。
波的独立传播原理和叠加原理并不矛盾。前者是描述波的性质：同时在同一介质中传播的几列波都是独立的。比如一个乐队中各种乐器发出的声波可以在空气中同时向外传播，我们仍然能分清其中各种乐器发出的不同声波。后者是描述介质质点的运动情况：每个介质质点的运动是各列波在该点引起的运动的矢量和。这好比老师给学生留作业：各个老师要留的作业与其他老师无关，是独立的；但每个学生要做的作业却是所有老师留的作业的总和。
例2.
阶段（一个周期内），试画出每隔T/4后的波形图。并分析相遇后
时刻叠加区域内各质点的运动情况。
解：根据波的独立传播原理和叠加原理可作出每隔T/4
②③④所示。
相遇后T/2时刻叠加区域内abcde
不相同，其中a、c、e三质点速度最大，方向如图所示，而b、d
速度为零。这说明在叠加区域内，a、c、e三质点的振动是最强的，
b、d两质点振动是最弱的。
2019_2020学年高考物理主题2第II部分机械波1波的形成和传播学案(必修1)
1 波的形成和传播 [学科素养与目标要求] 物理观念：1.知道机械波的产生条件，理解机械波的形成过程.2.知道横波和纵波的概念.3.知道机械波传播的特点. 科学思维：通过生活中有关波的素材，建立对波的感性认识，为进一步学习打下基础. 科学探究：通过视频和模拟动画，逐步体会和理解波的形成和传播及横波、纵波的概念. 科学态度与责任：注重学生的亲身体验和实验观察，理解科学本质，形成对科学和技术应有的正确态度. 一、波的形成和传播 1.波：振动的传播称为波动，简称波. 2.波的形成和传播(以绳波为例) (1)一条绳子可以分成一个个小段，一个个小段可以看做一个个相连的质点，这些质点之间存在着相互作用. (2)当手握绳端上下振动时，绳端带动相邻质点，使它也上下振动.这个质点又带动更远一些的质点……绳上的质点都跟着振动起来，只是后面的质点总比前面的质点迟一些开始振动. 二、横波和纵波 三、机械波 1.介质 (1)定义：波借以传播的物质. (2)特点：组成介质的质点之间有相互作用，一个质点的振动会引起相邻质点的振动. 2.机械波 机械振动在介质中传播，形成了机械波. 3.机械波的特点 (1)介质中有机械波传播时，介质本身并不随波一起传播，它传播的只是振动这种运动形式.
(2)波是传递能量的一种方式. (3)波可以传递信息. 1.判断下列说法的正误. (1)质点的振动位置不断转换即形成波.( ×) (2)在绳波的形成和传播中，所有质点同时运动，同时停止运动.( ×) (3)物体做机械振动，一定产生机械波.( ×) (4)质点沿水平方向振动，波沿水平方向传播，这样的波一定是横波.( ×) 2.绳波在某时刻的形状如图1所示，若O是波源，则此刻A点的振动方向________，若O′是波源，则此刻A点的振动方向________.(填“向上”或“向下”) 图1 答案向上向下 一、波的形成、传播及特点 如图所示，手拿绳的一端，上下振动一次，使绳上形成一个凸起状态，随后形成一个凹落状态，可以看到，这个凸起状态和凹落状态在绳上从一端向另一端移动.如果在绳子上某处做一红色标记，观察这一红色标记的运动. (1)红色标记有没有随波迁移？ (2)当手停止抖动后，绳上的波会立即停止吗？ 答案(1)没有.红色标记只在竖直方向上下振动. (2)不会.当手停止抖动后，波仍向右传播.
《机械波》实用教案
机械振动和机械波 一、波的形成和传播 1、波的形成-------------------------------------------------------------------------------------->分解传播过程 （1）波的形成过程：（图演示）波源的振动带动周围质点做受迫振动。 （2）波的形成条件：波源+介质 2、波的传播 （1）各质点振动的T、f、A与波源相同，起振时状态相同； （2）离开波源越远，起振越慢开始，相位落后越多（下表）；----------------------->相位即“弧度” 时刻P0P1P2P3P4 00———— T/8π/40——— T/4π/2π/40—— 3T/83π/4π/2π/40— T/2π3π/4π/2π/40 （3）机械波传递波源的振动形式、能量和信息，不传播质点； ①. 每个质点在各自的平衡位置附近振动 ②. 波形向传播方向“平移” （4）起振时间相差T的整数倍的质点，运动状态总相同。
3、波的分类 （1）横波：质点的振动方向与波的传播方向垂直 ①. 特征：波形具有波峰和波谷相间 ②. 实例：绳波，水波 （2）纵波：质点的振动方向雨波的传播方向相同 ①. 特征：波形具有密部和疏部相间 ②. 实例：声波，弹簧波动 <练习> 1．下列关于振动和波的关系，正确的是（） A、有机械波必有机械振动 B、有机械振动必有波 C、离波源越远的质点振动周期越长 D、波源停止振动时，介质中的波动立即停止 2．下列关于机械波的说法正确的是（） A、相邻的质点要互相做功 B、纵波的质点可以随波迁移 C、振源开始时怎样振动，其它质点开始时就怎样振动 D、波中各质点的振动频率是相同的 3．如图所示，是一列沿绳子向右传播的横波，除去第1点，在途中速度最大的点是第（）点，加速度最大的点是第（）点。 4．一列横波某时刻的波形如图所示，经过0.25s途中P点第一次到达波峰，此后在经过0.75s，P点的位移和速度可能是（） A、位移是2cm，速度为零 B、位移是零，速度方向沿+y方向 C、位移是-2cm，速度为零 D、位移是零，速度方向沿-y方向 5．如图为波沿一条固定的绳子向右刚传播到B点时的情形，由图可判别A点刚开始振动时的振动方向是（） A、向左 B、向右 C、向上 D、向下 答案：A；ACD；3，5；BD；D；
2021江苏新高考物理一轮复习讲义：第十四章 第2讲 机械波 (含答案)
第2讲机械波 一、机械波 1．形成条件 (1)有发生机械振动的波源． (2)有传播介质，如空气、水等． 2．传播特点 (1)传播振动形式、传播能量、传播信息． (2)质点不随波迁移． 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，有波峰和波谷． (2)纵波：质点的振动方向与波的传播方向在同一直线上，有疏部和密部．4．机械波的描述 (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． ①在横波中，两个相邻波峰(或波谷)间的距离等于波长． ②在纵波中，两个相邻密部(或疏部)间的距离等于波长． (2)频率(f)：波的频率等于波源振动的频率． (3)波速(v)：波在介质中的传播速度，由介质本身的性质决定． (4)波长、频率(或周期)和波速的关系：v＝λ T＝λf. 5．波的图象 (1)坐标轴：横坐标表示沿波传播方向上各个质点的平衡位置，纵坐标表示某时刻各个质点离开平衡位置的位移．
(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． 自测 1(2019·北京市丰台区第二次模拟)如图1所示，一列简谐横波沿x轴正方向传播．某时刻波上质点P正通过平衡位置，经过一段时间，波向前传播了距离d，P点第一次到达波谷，则该横波的波长为()
图1 A ．4d B.d 4 C.4d 3 D.3d 4 答案 A 解析 由波形图可知，t ＝0时刻P 点在平衡位置向下振动，当P 点第一次到达波谷时经过的 时间为T 4，则波向前传播λ4，即λ4 ＝d ，解得λ＝4d ，故A 正确． 二、波的干涉和衍射现象 多普勒效应 1．波的干涉和衍射 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．
高考物理一轮复习 第十五章 机械振动 机械波 第2讲 机械波学案
第2讲机械波 板块一主干梳理·夯实基础 【知识点1】机械波横波和纵波Ⅰ 1．机械波的形成和传播 (1)产生条件 ①有波源； ②有介质，如空气、水、绳子等。 (2)传播特点 ①传播振动形式、能量和信息； ②介质中质点不随波迁移； ③介质中各质点振动频率、振幅、起振方向都与波源相同。 2．机械波的分类 【知识点2】横波的图象波速、波长、频率(周期)及其关系Ⅱ1.横波的图象 (1)坐标轴：横轴表示各质点的平衡位置，纵轴表示该时刻各质点偏离各自平衡位置的位移。 (2)意义：表示在某一时刻各质点离开各自平衡位置的位移。 (3)图象
(4)应用 ①可直接读取振幅A 、波长λ，以及该时刻各质点偏离各自平衡位置的位移。 ②可确定该时刻各质点加速度的方向，并能比较该时刻不同质点速度或加速度的大小。 ③可结合波的传播方向确定各质点的振动方向，或结合某个质点的振动方向确定波的传播方向。 2．波长、波速、频率(周期)及其关系 (1)波长λ：在波动中，偏离平衡位置位移(或者说振动相位)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；与周期的关系为f ＝1 T 。 (4)波长、波速、频率和周期的关系：v ＝λf ＝λ T 。 【知识点3】 波的干涉和衍射 多普勒效应 Ⅰ 1．波的独立传播原理 两列波相遇后彼此穿过，仍然保持各自的运动特征，即各自的波长、频率等保持不变，继续传播，就像没有跟另一列波相遇一样。 2．波的叠加 几列波相遇时能够保持各自的运动特征，即各自的波长、频率等保持不变，继续传播，在它们重叠的区域里，介质的质点同时参与这几列波引起的振动，质点的位移(速度、加速度)等于这几列波单独传播时引起的位移(速度、加速度)的矢量和。 3．波的干涉和衍射的比较
《机械波的产生和传播》教学设计
《机械波的产生和传播》教学设计（教案） 一、教材分析 本章《机械波》是在《机械振动》的基础上讲述波的基本知识。波是一种比较重要而普遍的运动形式，是后续电磁波、光波的基础。《波的形成与传播》一节是《机械波》的第一节，学好这一节的内容对后续课程波的描述、波的图象、波的各种特性至关重要，起着承上启下的作用。波是一种比较抽象的运动形式，是高中物理教学中的难点之一，本节教材对学生的理解能力、空间想象和逻辑推理能力及联系实际能力有较高的要求，它需要学生能想象出多个质点同时又不同步的运动从整体上形成波的（空间传播）情景。 教学重点：横波的形成与传播过程的规律。 教学难点：质点振动和波传播的关系。 教学疑点：波传播的是什么？ 二、教学目标： 1、知识目标： （1）理解波的形成与传播。知道产生机械波的条件。 （2）知道横波和纵波，知道波峰和波谷，密部和疏部。 （3）知道机械波，理解机械波传播振动形式，传递能量和信息。 2、能力目标： （1）通过波动模型的建立过程，提高学生的抽象想象能力。 （2）根据对机械波模型的分析判断，提高分析推理能力。 3、情感目标： （1）从波的形成过程中，体会个体与整体的关系，明确个体动作要服从整体动作，培养学生的集体主义精神。 （2）通过观察波的形成过程，体验科学美感，陶冶学生的审美情操。体验大自然各种波动的自然美感。 三、教学方法设计： 本节课采用实验观察法。在教学中通过演示实验、学生动手实验及多媒体课件创设形象化的动态情景并提出相关系列问题。要求学生观察、研究和总结得出结论并能回答相关问题以达到教学的目标要求。在教学中渗透问题探究式学习，充分体现以学生为主的现代教学理念（教师只是起引导作用）。 四、教学过程设计： 1、创设情景，引入课题： 首先让学生观看四个事先拍成录相的演示实验现象课件（水波、随风飘的旗、绳波和电磁波等四种波动情景），让学生观看后对波有个初步印象。并提出两个问题以引入本节课要完成的教学内容： （1）波是如何形成的？
2019-2020学年高中物理 第二章 机械波单元复习教案 教科版选修3-4.doc.doc
2019-2020学年高中物理第二章机械波单元复习教案教科版选修 3-4 教学目标 1.通过观察，认识波是振动传播的形式和能量传播的形式。能区别横波和纵波。能用图像描述横波。理解波速、波长和频率（周期）的关系。 2.了解惠更斯原理，能用来分析波的反射和折射。 3.通过实验，认识波的干涉现象、衍射现象。 4.通过实验感受多普勒效应。解释多普勒效应产生的原因。列举多普勒效应的应用实例。重点难点 重点：理解波速、波长和频率（周期）的关系。波的图像。 难点：认识波的干涉现象、衍射现象。 设计思想 本章是上一章“机械振动”教学内容的延伸和扩展。机械振动只讨论物体的运动状态随时间的变化，而波动讨论的是振动在空间介质中的传播。本章着重介绍有关波的共性的知识，如波的形成与传播、波长、频率、波速、波传播的规律、波的图像、波的反射和折射、波的干涉、衍射、多普勒效应等。 教学资源《机械波复习》多媒体课件 教学设计 【课堂学习】 学习活动一：理解基本概念 问题1：什么是机械波？机械波产生的条件？机械波的分类？ 问题2：描述机械波的物理量？ 问题3：波的图象特点、意义、应用？ 问题4：波的干涉、衍射现象？ 问题5：什么是多普勒效应？ 学习活动二：掌握基本规律 问题1：描述机械波的物理量关系？（） 问题2：波的传播方向与质点的振动方向关系确定方法？ 问题3：波的叠加原理？ 问题4：波的独立传播原理？ 学习活动三：熟悉基本题型 问题1：波动图像的分析 【例题】一简谐横波沿x轴正方向传播，某时刻其波形如图所示。下列说法正确的是 A 由波形图可知该波的波长 B 由波形图可知该波的周期 C 经1/4周期后质元P运动到Q点 D 经1/4周期后质元R的速度变为零 解析：由波的图象的物理意义，可直接得出波长为4cm ，A项正确；波传递的是能量和振动形式，并不发生质点的迁移，质点只能在各自的平衡位置振动，C错误，D正确；波长、
导学案33-期末复习8-机械振动机械波-教师版-1
ha “东师学辅” 导学练· 高二物理（33） 期末复习8-机械振动 编稿教师：李志强 一、机械振动 物体（质点）在某一中心位置两侧所做的往复运动就叫做机械振动，物体能够围绕着平衡位置做 往复运动，必然受到使它能够回到平衡位置的力即回复力。回复力是以效果命名的力，它可以是一个 力或一个力的分力，也可以是几个力的合力。 产生振动的必要条件是：a、物体离开平衡位置后要受到回复力作用。b、阻力足够小。 二、简谐运动 1. 定义：物体在跟位移成正比，并且总是指向平衡位置的回复力作用下的振动叫简谐运动。简谐运 动是最简单，最基本的振动。研究简谐运动物体的位置，常常建立以中心位置（平衡位置）为原点的 坐标系，把物体的位移定义为物体偏离开坐标原点的位移。因此简谐运动也可说是物体在跟位移大小 成正比，方向跟位移相反的回复力作用下的振动，即F=－kx，其中“－”号表示力方向跟位移方向相反。 2. 简谐运动的条件：物体必须受到大小跟离开平衡位置的位移成正比，方向跟位移方向相反的回复 力作用。 3. 简谐运动是一种机械运动，有关机械运动的概念和规律都适用，简谐运动的特点在于它是一种周 期性运动，它的位移、回复力、速度、加速度以及动能和势能（重力势能和弹性势能）都随时间做周 期性变化。 三、描述振动的物理量，简谐运动是一种周期性运动，描述系统的整体的振动情况常引入下面几个物 理量。 1. 振幅：振幅是振动物体离开平衡位置的最大距离，常用字母“A”表示，它是标量，为正值，振幅 是表示振动强弱的物理量，振幅的大小表示了振动系统总机械能的大小，简谐运动在振动过程中，动 能和势能相互转化而总机械能守恒。 2. 周期和频率，周期是振子完成一次全振动的时间，频率是一秒钟内振子完成全振动的次数。振动 的周期T跟频率f之间是倒数关系，即T=1/f。振动的周期和频率都是描述振动快慢的物理量，简谐运 动的周期和频率是由振动物体本身性质决定的，与振幅无关，所以又叫固有周期和固有频率。 四、单摆：摆角小于5°的单摆是典型的简谐运动。 细线的一端固定在悬点，另一端拴一个小球，忽略线的伸缩和质量，球的直径远小于悬线长度的 装置叫单摆。单摆做简谐运动的条件是：最大摆角小于5°，单摆的回复力F是重力在圆弧切线方向的 分力。单摆的周期公式是T=。由公式可知单摆做简谐运动的固有周期与振幅，摆球质量无 关，只与L和g有关，其中L是摆长，是悬点到摆球球心的距离。g是单摆所在处的重力加速度，在 有加速度的系统中（如悬挂在升降机中的单摆）其g应为等效加速度。 五、振动图象。 简谐运动的图象是振子振动的位移随时间变化的函数图象。所建坐标系中横轴表示时间，纵轴表 示位移。图象是正弦或余弦函数图象，它直观地反映出简谐运动的位移随时间作周期性变化的规律。 要把质点的振动过程和振动图象联系起来，从图象可以得到振子在不同时刻或不同位置时位移、速度、 加速度，回复力等的变化情况。 六、阻尼振动、受迫振动、共振。 简谐运动是一种理想化的振动，当外界给系统一定能量以后，如将振子拉离开平衡位置，放开后， 振子将一直振动下去，振子在做简谐运动的图象中，振幅是恒定的，表明系统机械能不变，实际的振 动总是存在着阻力，振动能量总要有所耗散，因此振动系统的机械能总要减小，其振幅也要逐渐减小， 直到停下来。振幅逐渐减小的振动叫阻尼振动，阻尼振动虽然振幅越来越小，但振动周期不变，振幅 保持不变的振动叫无阻尼振动。 振动物体如果在周期性外力──策动力作用下振动，那么它做受迫振动，受迫振动达到稳定时其振 动周期和频率等于策动力的周期和频率，而与振动物体的固有周期或频率无关。 物体做受迫振动的振幅与策动力的周期（频率）和物体的固有周期（频率）有关，二者相差越小，物 体受迫振动的振幅越大，当策动力的周期或频率等于物体固有周期或频率时，受迫振动的振幅最大， 叫共振。 例1.一弹簧振子在一条直线上做简谐运动，第一次先后经过M、N两点时速度v（v≠0）相同，那么， 下列说法正确的是（ C ） A. 振子在M、N两点受回复力相同 B. 振子在M、N两点对平衡位置的位移相同 C. 振子在M、N两点加速度大小相等 D. 从M点到N点，振子先做匀加速运动，后做匀减速运动 例2.若单摆的摆长不变，摆角小于5°，摆球质量增加为原来的4倍，摆球经过平衡位置的速度减小 为原来的1/2，则单摆的振动（ B ） A. 频率不变，振幅不变 B. 频率不变，振幅改变 C. 频率改变，振幅改变 D. 频率改变，振幅不变 例3.如图所示，一轻质弹簧竖直放置，下端固定在水平面上，上端处于a位置，当一重球放在弹簧上 端静止时，弹簧上端被压缩到b位置。现将重球（视为质点）从高于a位置的c位置沿弹簧中轴线自 由下落，弹簧被重球压缩到最低位置d。以下关于重球运动过程的正确说法应是（ BC ） A. 重球下落压缩弹簧由a至d的过程中，重球做减速运动。 B. 重球下落至b处获得最大速度。 C. 重球下落至d处获得最大加速度。 D. 由a至d过程中重球克服弹簧弹力做的功等于小球由c下落至d处时重力势能 减少量。 2013-2014学年上学期
第十四章机械波作业及参考答案
第十械波 一. 选择题 [C] 1．（基础训练1）图14-10为一平面简谐波在t = 2 s 时刻的波形图，则平衡位置在P 点的质点的振动方程是 (A) ]31 )2(cos[01.0π + -π=t y P (SI)． (B) ]31 )2(cos[01.0π++π=t y P (SI) ． (C) ]31 )2(2cos[01.0π+-π=t y P (SI)． (D) ]3 1 )2(2cos[01.0π--π=t y P (SI)． 【提示】由t=2s 波形，及波向X 轴负向传播，波动方程 })2[(cos{0 ?ω+-+ -=u x x t A y ，?为P 点初相。以0x x =代入。 [C] 2．（基础训练4）一平面简谐波在弹性媒质中传播，在某一瞬时，媒质中某质元正处于平衡位置，此时它的能量是（） (A) 动能为零，势能最大． (B) 动能为零，势能为零． (C) 动能最大，势能最大． (D) 动能最大，势能为零． 【提示】在波动的传播过程中，任意时刻的动能和势能不仅大小相等而且相位相同，在平衡位置，动能最大，势能最大。 [D] 3．（基础训练7）在长为L ，一端固定，一端自由的悬空细杆上形成驻波，则此驻波的基频波（波长最长的波）的波长为 (A) L ． (B) 2L ． (C) 3L ． (D) 4L ． 【提示】形成驻波，固定端为波节，自由端为波腹。波长最长， 4 L λ =。 [D] 4．（自测提高3）一平面简谐波以速度u 沿x 轴正方向传播，在t = t ＇时波形曲线如图14-24所示．则坐标原点O 的振动方程为 (A) ]2 )(cos[π + '-=t t b u a y ． (B) ]2)(2cos[π -'-π=t t b u a y ． (C) ]2 )(cos[π +'+π=t t b u a y ． 图14-24
机械波教案
教学目标： 1．掌握机械波的产生条件和机械波的传播特点（规律）； 2．掌握描述波的物理量——波速、周期、波长； 3．正确区分振动图象和波动图象，并能运用两个图象解决有关问题 4．知道波的特性：波的叠加、干涉、衍射；了解多普勒效应 教学重点：机械波的传播特点，机械波的三大关系（波长、波速、周期的关系；空间距离和时间的关系；波形图、质点振动方向和波的传播方向间的关系） 教学难点：波的图象及相关应用 教学方法：讲练结合，计算机辅助教学 教学过程： 一、机械波 2．机械波的分类 机械波可分为横波和纵波两种。 （1）质点振动方向和波的传播方向垂直的叫横波，如：绳上波、水面波等。 （2）质点振动方向和波的传播方向平行的叫纵波，如：弹簧上的疏密波、声波等。 分类质点的振动方向和波的传播方向关系形状举例 横波垂直凹凸相间；有波峰、波谷绳波等 纵波在同一条直线上疏密相间；有密部、疏部弹簧波、声波等 说明：地震波既有横波，也有纵波。 3．机械波的传播 （1）在同一种均匀介质中机械波的传播是匀速的。波速、波长和频率之间满足公式：v=λf。 （2）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，介质质点并不随波迁移。 （3）机械波转播的是振动形式、能量和信息。 4．机械波的传播特点（规律）： 5．机械波的反射、折射、干涉、衍射 一切波都能发生反射、折射、干涉、衍射。特别是干涉、衍射，是波特有的性质。 干涉区域内某点是振动最强点还是振动最弱点的充要条件： 根据以上分析，在稳定的干涉区域内，振动加强点始终加强；振动减弱点始终减弱。 至于“波峰和波峰叠加得到振动加强点”，“波谷和波谷叠加也得到振动加强点”，“波峰和波谷叠加得到振动减弱点”这些都只是充分条件，不是必要条件。 点评：描述振动强弱的物理量是振幅，而振幅不是位移。每个质点在振动过程中的位移是在不断改变的，但振幅是保持不变的，所以振动最强的点无论处于波峰还是波谷，振动始终是最强的。 点评：关于波的干涉，要正确理解稳定的干涉图样是表示加强区和减弱区的相对稳定，但加强区和减弱区还是在做振动，加强区里两列波分别引起质点分振动的方向是相同的，减弱区里两列波分别引起质点分振动的方向是相反的，发生变化的是振幅增大和减少的区别，而且波形图沿着波的传播方向在前进。 （2）衍射。 ①波绕过障碍物的现象叫做波的衍射。 ②能够发生明显的衍射现象的条件是：障碍物或孔的尺寸比波长小，或者跟波长相差不多。
学案1 机械波的形成和传播
第二章机械波 学案1 机械波的形成和传播 [学习目标定位] 1.理解机械波的形成过程和产生条件.2.知道波的种类及横波和纵波的概念.3.明确机械波传播的特点． 知识储备 1．物体在________附近所做的_____运动叫机械振动． 2．简谐运动的能量与______有关，对同一个系统来说，振幅_________越大，振动的能量就越大． 3．物体在周期性驱动力作用下的振动称为 __________ 一、波的形成和传播 1．波源振动带动与它相邻的质点发生振动，并依次带动离波源更远的质点振动，只是后一个质点的运动状态总是滞后于前一个质点的运动状态，于是波源的振动逐渐传播出去． 2．绳、水、空气等能够传播振动的物质，叫做介质． 3．机械振动在介质中的传播称为机械波． 4．介质中有机械波传播时，介质中的质点发生振动，且质点不会(填“会”或“不会”)随波迁移． 二、横波和纵波 1．质点的振动方向与波的传播方向相互垂直的波，叫做横波．在横波中，凸起的最高处叫做波峰，凹下的最低处叫做波谷． 2．质点的振动方向与波的传播方向平行的波，叫做纵波．在纵波中，质点分布最密的位置叫做密部，质点分布最疏的位置叫做疏部． 一、波的形成和传播 [问题设计] 如图1所示，手持细绳的一端上下抖动，绳像波浪般翻卷．这是波在绳上传播的结果，那你知道波是如何形成的吗？ 图1 图2 答案 绳一端振动，带动绳上相邻部分振动，依次逐渐引起整个绳振动． [要点提炼] 波形成的原因：以绳波为例(如图2所示) (1)可以将绳分成许多小部分，每一部分看做一个质点． (2)在无外来扰动之前，各个质点排列在同一直线上，各个质点所在的位置称为各自的平衡位置． (3)由于外来的扰动，会引起绳中的某一质点振动，首先振动的那个质点称为波源． (4)由于绳中各质点之间存在着相互作用力，作为波源的质点就带动周围质点振动，周围质点又依次带动邻近质点振动，于是振动就在绳中由近及远地传播． 二、机械波 [问题设计] 把一个闹钟放在真空罩内，当闹钟的小锤敲打铃铛的时候，我们听不到声音，你知道其中的奥秘吗？ 答案 声波在真空中不能传播，说明声音的传播需要介质． [要点提炼] 1．介质：绳、水、空气等能够传播振动的物质．组成介质的质点之间有__________，一个质点的振动会引起相邻质点的振动． 2．机械波 (1)产生条件：①要有__________；②要有传播振动的_________． (2)特点 ①前面的质点带动后面的质点振动，后面的质点重复前面质点的振动，并且落后于前一个质点的振动． ②沿波的传播方向上每个质点的振动方向都和波源的起振方向______． ③波传播的是_______这种形式，而介质的质点并不随波迁移． ④波在传播“振动”这种运动形式的同时，也传递______和________． [延伸思考] 一同学不小心把一只排球打入湖中，为使球能漂回岸边，这位同学采用不断将石头抛向湖中的方法，试分析这位同学能否通过这种方法把排球冲上岸？ 三、横波和纵波 [问题设计] 2011年3月日本东北部海域发生里氏9.0级强震，其引发的海啸加上核泄漏事故给日本带来巨大的损失．我们可以观察到当地震发生时，地面会产生前后或左右晃动，也会产生竖直方向的振动，你 知道这是为什么吗？ 答案 地震波有横波和纵波，不同的波引起地面的振动不同．
第十四章 机械波 作业答案
第十四章 机械波 一. 选择题 [C] 1．（基础训练1）图14-10为一平面简谐波在t = 2 s 时刻的波形图，则平衡位置在P 点的质点的振动方程是 (A) ]3 1 )2(cos[01.0π+ -π=t y P (SI)． (B) ]31 )2(cos[01.0π++π=t y P (SI)． (C) ]31 )2(2cos[01.0π+-π=t y P (SI)． (D) ]3 1 )2(2cos[01.0π--π=t y P (SI)． 【提示】设P 点的振动方程为0()cos()P y t A t ω?=+，三个特征量可由图获知： 0.01A m =；200m λ=，200/u m s =，21, 2T s u T λ π ωπ∴= =∴= = 由图中可知，当t =2s 时，P 点的位移为振幅的一半，且振动速度<0，所以此时的相位为3 π，即02() 3 t s t π ω?=+= ，得043 π ?π= -，将三个特征量代入振动方程即得答案。 [A] 2．（基础训练3）一平面简谐波沿x 轴正方向传播，t = 0 时刻的波形图如图14-12所示，则P 处质点的振动在t = 0时刻的旋转矢量图（见图14-13）是 【提示】由波形图上可见，P 点位于平衡位置，且振动速度>0，故（A ）正确。 [C] 3．（基础训练8）如图14-14所示两相干波源S 1和S 2相距 /4，（ 为波长），S 1的 y (m)x (m) 0.005 0.01u =200 m/s P O 100 图14-10
相位比S 2的相位超前π2 1 ，在S 1，S 2的连线上，S 1外侧各点（例如P 点）两波引起的两谐振动的相位差是： (A) 0． (B) π21． (C) ． (D) π2 3 ． 【提示】()20102122()24 r r πππλ???πλλ?=---=--?=- [D] 4．（自测提高3）一平面简谐波以速度u 沿x 轴正方向传播，在t = t ＇时波形曲线如图14-24所示．则坐标原点O 的振动方程为 (A) ]2)(cos[ π +'-=t t b u a y ． (B) ]2)(2cos[π -'-π=t t b u a y ． (C) ]2)(cos[π +'+π=t t b u a y ． (D) ]2 )(cos[π -'-π=t t b u a y ． 【提示】设原点O 的振动方程为：0()cos()O y t A t ω?=+，三个特征量可由图获知：A a =， 2b λ=，则：1222u u T b b ωπ ππ===。在t = t ＇时刻，O 点在平衡位置，向正方向振动，所以此时的相位为2 -π。即：0()2t t t πω?'=+=-，得02u t b π?π'=--，则坐标原点O 的 振动方程为：()cos()cos[()]22 O u u u y t a t t a t t b b b ππ πππ''=--=--。 [D] 5．（自测提高6）如图14-25所示，S 1和S 2为两相干波源， 它们的振动方向均垂直于图面，发出波长为 的简谐波，P 点是两列波相遇区域中的一点，已知 λ21=P S ，λ2.22=P S ，两列波在P 点发生相消干涉．若S 1的振动方程为 )2 12cos(1π+π=t A y ，则S 2的振动方程为： (A) )21 2cos(2π-π=t A y ． (B) )2cos(2π-π=t A y ． (C) )2 1 2cos(2π+π=t A y ． (D) 2cos(20.1)y A t =π-π． 【提示】设S 2的振动初相为20?，两列波在P 点发生相消干涉，意味着相位差满足 ()2010212022()(2.2 2.0)(21)2 r r k π π π ????λλπλ λ ?=-- -=- - -=+，取k = -1， 得200.1?π=-，所以S 2的振动方程为：)1.02cos(22π-π=t A y [C] 6．（自测提高7）在弦线上有一简谐波，其表达式是： S 1 S 2 P 图14-25
机械波的形成与传播教学设计
机械波的产生与传播教学设计 一、教材分析 本章《机械波》是在《机械振动》的基础上讲述波的基本知识。波是一种比较重要而普遍的运动形式，是后续电磁波、光波的基础。《波的形成与传播》一节是《机械波》的第一节，学好这一节的内容对后续课程波的描述、波的图象、波的各种特性至关重要，起着承上启下的作用。波是一种比较抽象的运动形式，是高中物理教学中的难点之一，本节教材对学生的理解能力、空间想象和逻辑推理能力及联系实际能力有较高的要求，它需要学生能想象出多个质点同时又不同步的运动从整体上形成波的（空间传播）情景。 教学重点：横波的形成与传播过程的规律。 教学难点：质点振动和波传播的关系。 教学疑点：波传播的是什么？ 二、教学目标： 1、知识目标： （1）理解波的形成与传播。知道产生机械波的条件。 （2）知道横波和纵波，知道波峰和波谷，密部和疏部。 （3）知道机械波，理解机械波传播振动形式，传递能量和信息。 2、能力目标： （1）通过波动模型的建立过程，提高学生的抽象想象能力。 （2）根据对机械波模型的分析判断，提高分析推理能力。 3、情感目标： （1）从波的形成过程中，体会个体与整体的关系，明确个体动作要服从整体动作，培养学生的集体主义精神。 （2）通过观察波的形成过程，体验科学美感，陶冶学生的审美情操。体验大自然各种波动的自然美感。 三、教学方法设计： 本节课采用实验观察法。在教学中通过演示实验、学生动手实验及多媒体课件创设形象化的动态情景并提出相关系列问题。要求学生观察、研究和总结得出结论并能回答相关问题以达到教学的目标要求。在教学中渗透问题探究式学习，充分体现以学生为主的现代教学理念（教师只是起引导作用）。 四、教学过程设计： 1、创设情景，引入课题： 首先让学生观看四个事先拍成录相的演示实验现象课件（水波、随风飘的旗、绳波和电磁波等四种波动情景），让学生观看后对波有个初步印象。并提出两个问题以引入本节课要完成的教学内容： （1）波是如何形成的？
2019年高考物理第十五章机械振动机械波第1讲机械振动学案
第1讲 机械振动 板块一 主干梳理·夯实基础 【知识点1】 简谐运动 Ⅰ 1．简谐运动的概念 质点的位移与时间的关系遵从正弦函数的规律，即它的振动图象(x -t 图象)是一条正弦曲线。 2．平衡位置 物体在振动过程中回复力为零的位置。 3．回复力 (1)定义：使物体返回到平衡位置的力。 (2)方向：总是指向平衡位置。 (3)来源：属于效果力，可以是某一个力，也可以是几个力的合力或某个力的分力。 4．描述简谐运动的物理量 【知识点2】 简谐运动的公式和图象 Ⅱ 1．表达式 (1)动力学表达式：F ＝－kx ，其中“－”表示回复力与位移的方向相反。 (2)运动学表达式：x ＝A sin(ωt ＋φ0)，其中A 代表振幅，ω＝2π T ＝2πf 表示简谐运动的快慢，ωt ＋φ0代
表简谐运动的相位，φ0叫做初相。 2．简谐运动的图象 (1)如图所示： (2)物理意义：表示振动质点的位移随时间的变化规律。【知识点3】弹簧振子、单摆及其周期公式Ⅰ 简谐运动的两种模型
【知识点4】受迫振动和共振Ⅰ1．自由振动、受迫振动和共振的比较 2．共振曲线
如图所示的共振曲线，曲线表示受迫振动的振幅A(纵坐标)随驱动力频率f(横坐标)的变化而变化。驱动力的频率f 跟振动系统的固有频率f 0相差越小，振幅越大；驱动力的频率f 等于振动系统的固有频率f 0时，振幅最大。 【知识点5】 实验：用单摆测定重力加速度1.实验原理 由单摆的周期公式T ＝2πl g ，可得出g ＝4π 2 T 2l ，测出单摆的摆长l 和振动周期T ，就可求出当地的重力加速度g 。 2．实验器材 带中心孔的小钢球、约1 m 长的细线、带有铁夹的铁架台、游标卡尺、毫米刻度尺、停表。 3．实验步骤 (1)做单摆 取约1 m 长的细线穿过带中心孔的小钢球，并打一个比小孔大一些的结，然后把线的另一端用铁夹固定在铁架台上，让摆球自然下垂，如图所示。 (2)测摆长 用毫米刻度尺量出摆线长L(精确到毫米)，用游标卡尺测出小球直径D ，则单摆的摆长l ＝L ＋D 2。 (3)测周期 将单摆从平衡位置拉开一个角度(小于5°)，然后释放小球，记下单摆摆动30～50次全振动的总时间，算出平均每摆动一次的时间，即为单摆的振动周期。 (4)改变摆长，重做几次实验。 (5)数据处理 ①公式法：g ＝4π2 l T 2。 ②图象法：画l-T 2图象。
2021学年高中物理第3章机械波2波的描述学案人教版必修一.doc
2.波的描述 学习目标：1.[物理观念]理解波的图像的意义． 2.[科学思维]能够由波的图像判断传播方向与质点振动方向的关系，由有关信息画出波的图像． 3.[科学探究]会区别波动图像和振动图像． ☆ 阅读本节教材，回答第62页“问题”并梳理必要知识点． 教材第62页问题提示：能用横坐标x表示在波传播方向上各质点的平衡位置，纵坐标y 表示某一时刻各质点偏离平衡位置的位移． 一、波的图像 1．图像的建立 如图所示，用横坐标x表示在波的传播方向上各质点的平衡位置，纵坐标y表示某一时刻各质点偏离平衡位置的位移，在xOy平面上，画出各点(x，y)，用平滑的曲线把各点连接起来就得到了波的图像． 2．图像的物理意义 波的图像描述的是某一时刻，沿波的传播方向的各个质点离开平衡位置的位移． 3．简谐波 波形图像是正弦曲线，这样的波叫作正弦波，也称为简谐波．简谐波在传播时，介质中各质点在做简谐运动． 二、波长、频率和波速 1．波长 (1)定义 在波的传播方向上，振动相位总是相同的两个相邻质点间的距离，通常用λ表示． (2)特征 在横波中，两个相邻波峰或两个相邻波谷之间的距离等于波长．在纵波中，两个相邻疏部或两个相邻密部之间的距离等于波长． 注意：“相邻”和“振动相位总是相同的”是波长定义的关键，二者缺一不可． 2．周期、频率
(1)规律 在波动中，各个质点的振动周期或频率是相同的，它们都等于波源的振动周期或频率． (2)决定因素 波的周期或频率由波源的周期或频率决定． (3)时空的对应性 在一个周期的时间内，振动在介质中传播的距离等于一个波长． (4)周期与频率关系 周期T 与频率f 互为倒数，即f ＝1 T . 3．波速 (1)定义：波速是指波在介质中传播的速度． (2)公式：v ＝λ T ＝λf . (3)决定因素 机械波在介质中的传播速度由介质本身的性质决定，在不同的介质中，波速一般不同． (4)决定波长的因素：波长由波速和频率共同决定． 1．思考判断(正确的打“√”，错误的打“×”) (1)波的图像描述了某一时刻各质点离开平衡位置的位移情况． (√) (2)简谐波中各质点做的是简谐运动． (√) (3)波的图像是质点的运动的轨迹． (×) (4)可以根据波的传播方向确定各质点某时刻的运动方向． (√) 2．(多选)如图所示为一列向右传播的简谐横波在某个时刻的波形，由图像可知( ) A ．质点b 此时位移为零 B ．质点b 此时向－y 方向运动 C ．质点d 的振幅是2 cm D ．质点a 再经过T 2 通过的路程是4 cm ACD [由波形知，质点b 在平衡位置，所以其位移此时为零，故A 正确；因波向右传播，波源在左侧，在质点b 的左侧选一参考点b ′，由图知b ′在b 上方，所以质点b 此时向＋y
第12章 机械波 章末总结复习
第12章机械波章末总结复习 一、对波的图象的理解 1．图象的物理意义 波的图象是表示波的传播方向上的各质点在某一时刻对平衡位置的位移情况的图象。 2．由图象获取的信息 应用波动图象解题时，关键要理解波的形成和传播过程、波的传播方向的双向性、波动图象的重复性。要明确由波的图象可获取的以下信息： (1)该时刻各质点的位移。 (2)质点振动的振幅A。 (3)波长λ。 (4)若知道波速v的方向，可知各质点的运动方向。如图中，设波速向右，则1、4质点沿－y方向运动，2、3质点沿＋y方向运动。 (5)若知道该时刻某质点的运动方向，可判断波的传播方向。如图中，设质点4向上运动，则该波向左传播。 (6)若已知波速v的大小，可求频率f及周期T：f＝1 T＝v λ。 (7)若已知f或T，可求v的大小：v＝λf＝λT。 (8)若已知波速v的大小和方向，可画出后一时刻的波形图：波在均匀介质中做匀速运动，在时间Δt内各质点的运动形式沿波速方向传播Δx＝vΔt，即把原波形图沿波的传播方向平移Δt，每过一个周期T，波向前传播一个波长λ的距离，波形复原一次。 例1.(多选)一列向右传播的简谐横波，当波传到x＝2.0 m处的P点时开始计时，该时刻波形如图所示，t＝0.9 s时，观测到质点P第三次到达波峰位置，下列说法正确的是() A．波速为0.5 m/s B．经过1.4 s质点P运动的路程为70 cm C．t＝1.6 s时，x＝4.5 m处的质点Q第三次到达波谷 D．与该波发生干涉的另一列简谐横波的频率一定为2.5 Hz 练习1.一列简谐横波沿x轴传播，t＝0时的波形如图所示，质点a与质点b相距1 m，a质点正沿y轴正方向运动；t＝0.02 s时，质点a第一次到达正向最大位移处，由此可知() A．此波的传播速度为25 m/s B．此波沿x轴正方向传播 C．从t＝0时起，经过0.04 s，质点a沿波传播方向迁移了1 m D．t＝0.04 s时，质点b处在平衡位置，速度沿y轴负方向
2021高考物理教科版一轮习题：第十四章 微专题82 机械振动与机械波
1．(多选)(2019·陕西渭南市教学质检(二))波源S 在t ＝0时开始振动，其振动图像如图1所示，在波的传播方向上有P 、Q 两质点，它们到波源S 的距离分别为30 m 和48 m ，测得P 、Q 开始振动的时间间隔为3.0 s ．下列说法正确的是( ) 图1 A ．Q 质点开始振动的方向向上 B ．该波的波长为6 m C ．Q 质点的振动比波源S 滞后8.0 s D ．当Q 质点刚要振动时，P 质点正沿平衡位置向下振动 E ．Q 质点开始振动后，在9 s 内通过的路程是54 cm 2．(多选)(2019·江西南昌市第二次模拟)一列简谐横波，在t ＝0.6 s 时刻的图像如图2甲所示，此时，P 、Q 两质点的位移均为－1 cm ，波上A 质点的振动图像如图乙所示，则以下说法正确的是( ) 图2 A ．这列波沿x 轴正方向传播 B ．这列波的波速是503 m/s C ．从t ＝0.6 s 开始，紧接着的Δt ＝0.6 s 时间内，A 质点通过的路程是10 m D ．从t ＝0.6 s 开始，质点P 比质点Q 早0.4 s 回到平衡位置 E ．若该波在传播过程中遇到一个尺寸为10 m 的障碍物不能发生明显衍射现象 3．(多选)(2019·四川南充市第三次适应性考试)在某一均匀介质中由波源O 发出的简谐横波沿x 轴传播，某时刻的波形如图3所示，其波速为5 m/s ，则下列说法正确的是( )
A．此时P、Q两点运动方向相同 B．再经过0.5 s质点N刚好位于(－5 m,20 cm)位置 C．该波只有遇到2 m的障碍物才能发生明显衍射 D．波的频率与波源的振动频率无关 E．能与该波发生干涉的横波的频率一定为2.5 Hz 4．(多选)(2020·四川广元市统考)体育课上李辉同学一脚把足球踢到了足球场下面的池塘中间．王奇提出用石头激起水波让水浪把足球推到池边，他抛出一石块到水池中激起了一列水波，可是结果足球并没有被推到池边．大家一筹莫展，恰好物理老师来了，大家进行了关于波的讨论．物理老师把两片小树叶放在水面上，大家观察发现两片小树叶在做上下振动，当一片树叶在波峰时恰好另一片树叶在波谷，两树叶在1 min内都上下振动了36次，两树叶之间有2个波峰，他们测出两树叶间水面距离是4 m．则下列说法正确的是() A．该列水波的频率是36 Hz B．该列水波的波长是1.6 m C．该列水波的波速是0.96 m/s D．两片树叶的位移始终等大反向 E．足球不能到岸边的原因是水波的振幅太小 5．(多选)(2019·河南八市重点高中联盟第三次模拟)如图4所示，某均匀介质中各质点的平衡位置在x轴上，当t＝0时，波源x＝0处的质点S开始振动，t＝0.5 s时，刚好形成如图4所示波形，则() 图4 A．波源的起振方向向下 B．该波的波长为4 m C．该波的波速为6 m/s D．t＝1.5 s时，x＝4 m处的质点速度最大 E．t＝1.5 s时，x＝5 m处的质点加速度最大 6．(多选)(2019·福建泉州市5月第二次质检)一列沿x轴正方向传播的简谐横波，t＝0时，波刚好传播到M点，波形如图5实线所示，t＝0.3 s时，波刚好传播到N点，波形如图虚线所示．则以下说法正确的是()
机械振动和机械波知识点总结教学教材
机械振动和机械波 一、知识结构 二、重点知识回顾 1机械振动 （一）机械振动 物体（质点）在某一中心位置两侧所做的往复运动就叫做机械振动，物体能够围绕着平衡位置做往复运动，必然受到使它能够回到平衡位置的力即回复力。回复力是以效果命名的力，它可以是一个力或一个力的分力，也可以是几个力的合力。 产生振动的必要条件是：a、物体离开平衡位置后要受到回复力作用。b、阻力足够小。 （二）简谐振动 1. 定义：物体在跟位移成正比，并且总是指向平衡位置的回复力作用下的振动叫简谐振动。简谐振动是最简单，最基本的振动。研究简谐振动物体的位置，常常建立以中心位置（平衡位置）为原点的坐标系，把物体的位移定义为物体偏离开坐标原点的位移。因此简谐振动也可说是物体在跟位移大小成正比，方向跟位移相反的回复力作用下的振动，即F=－k x，其中“－”号表示力方向跟位移方向相反。 2. 简谐振动的条件：物体必须受到大小跟离开平衡位置的位移成正比，方向跟位移方向相反的回复力作用。 3. 简谐振动是一种机械运动，有关机械运动的概念和规律都适用，简谐振动的特点在于它是一种周期性运动，它的位移、回复力、速度、加速度以及动能和势能（重力势能和弹性势能）都随时间做周期性变化。 （三）描述振动的物理量，简谐振动是一种周期性运动，描述系统的整体的振动情况常引入下面几个物理量。
1. 振幅：振幅是振动物体离开平衡位置的最大距离，常用字母“A”表示，它是标量，为正值，振幅是表示振动强弱的物理量，振幅的大小表示了振动系统总机械能的大小，简谐振动在振动过程中，动能和势能相互转化而总机械能守恒。 2. 周期和频率，周期是振子完成一次全振动的时间，频率是一秒钟内振子完成全振动的次数。振动的周期T跟频率f之间是倒数关系，即T=1/f。振动的周期和频率都是描述振动快慢的物理量，简谐振动的周期和频率是由振动物体本身性质决定的，与振幅无关，所以又叫固有周期和固有频率。 （四）单摆：摆角小于5°的单摆是典型的简谐振动。 细线的一端固定在悬点，另一端拴一个小球，忽略线的伸缩和质量，球的直径远小于悬线长度的装置叫单摆。单摆做简谐振动的条件是：最大摆角小于5°，单摆的回复力F是重力在 圆弧切线方向的分力。单摆的周期公式是T=。由公式可知单摆做简谐振动的固有周期与振幅，摆球质量无关，只与L和g有关，其中L是摆长，是悬点到摆球球心的距离。g是单摆所在处的重力加速度，在有加速度的系统中（如悬挂在升降机中的单摆）其g应为等效加速度。 （五）振动图象。 简谐振动的图象是振子振动的位移随时间变化的函数图象。所建坐标系中横轴表示时间，纵轴表示位移。图象是正弦或余弦函数图象，它直观地反映出简谐振动的位移随时间作周期性变化的规律。要把质点的振动过程和振动图象联系起来，从图象可以得到振子在不同时刻或不同位置时位移、速度、加速度，回复力等的变化情况。 （六）机械振动的应用——受迫振动和共振现象的分析 （1）物体在周期性的外力（策动力）作用下的振动叫做受迫振动，受迫振动的频率在振动稳定后总是等于外界策动力的频率，与物体的固有频率无关。 （2）在受迫振动中，策动力的频率与物体的固有频率相等时，振幅最大，这种现象叫共振，声音的共振现象叫做共鸣。 2机械波中的应用问题 1. 理解机械波的形成及其概念。 （1）机械波产生的必要条件是：<1>有振动的波源；<2>有传播振动的媒质。 （2）机械波的特点：后一质点重复前一质点的运动，各质点的周期、频率及起振方向都与波源相同。 （3）机械波运动的特点：机械波是一种运动形式的传播，振动的能量被传递，但参与振动的质点仍在原平衡位置附近振动并没有随波迁移。 （4）描述机械波的物理量关系：v T f ==? λ λ 注：各质点的振动与波源相同，波的频率和周期就是振源的频率和周期，与传播波的介质无关，波速取决于质点被带动的“难易”，由媒质的性质决定。 2. 会用图像法分析机械振动和机械波。 振动图像，例：波的图像，例： 振动图像与波的图像的区别横坐标表示质点的振动时间横坐标表示介质中各质点的平衡位置 表征单个质点振动的位移随时间变 化的规律 表征大量质点在同一时刻相对于平衡位 置的位移 相邻的两个振动状态始终相同的质 点间的距离表示振动质点的振动周 期。例：T s =4 相邻的两个振动始终同向的质点间的距 离表示波长。例：λ=8m