【高三物理專題總結】4關于機械波的幾個問題

《【高三物理專題總結】4關于機械波的幾個問題》由會員分享，可在線閱讀，更多相關《【高三物理專題總結】4關于機械波的幾個問題（5頁珍藏版）》請在裝配圖網上搜索。

第 1頁 第 7 講 關于機械波的幾個問題 在高中階段 我們所談的波形圖象是指橫波的圖象 它描述的是某一時刻 沿波的傳播方向上無 數質點在各自的平衡位置附近振動的位移矢量末端的連線 在時間上具有瞬時性 在空間上具有拓展 性 在處理具體問題時 既要考慮質點振動的周期性 同時又要考慮波傳播的周期性 概括起來有關 波形圖象的實質知識點有以下 3 個 1 沿波的傳播方向 后面的振動總是落后于前面的質點 稱之為 位相關系 2 波的向前傳播等效于整個波形的向前平移 稱為 平移法則 3 波源振動一個周期 波傳播一個波長 如果振動了 t時間 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 由于這種關系 只需將 原波形沿傳播方向平移 n 就可得下一時刻的波形 一 波形圖象的直觀運用 由波形圖象可直接讀出波的振幅 波長及某些特殊點的位移 判斷出位移 加速度的方向 例 1 右圖是一列沿 x 軸正方向傳播的機械波在 t 1 時刻的波形圖象 從圖 中可以看出 這列波的振幅是 波長是 此時刻 P 質點的位移是 加速度方向 Q質點的位移是 加速度方向 二 由波的傳播方向確定質點的振動方向 例 2 已知一列簡諧波沿 x 軸正方向傳播 如圖 a 所示 試標明此時刻 a b c d 各質點的振動 方向 第 2頁 三 由質點的振動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 此時刻 P 點的振動方向沿 y 軸正方向 試標明波的傳播方 向 四 由振幅求質點在t 時間內的路程與位移 波動圖象中質點在某段時間內通過的路程是徑跡之和 而位移大小是質點離開平衡位置的距離 在高中階段討論的是質點從三個特殊位置即波峰 波谷 平衡位置起開始振動的情況 并且時間 t 是 T 4 的整數倍 時間 t 內的路程為 4 s AtT 位移依質點全振動次數的余數而定 例 4 圖所示是一列波在 t 1 0 時的波形 波的傳播速度為 2 m s 則從 t 1 0 到 t 2 2 5 s的時間內 質 點 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點的位移等畫波形圖 由題設條件能直接或間接知道波長 振幅 波的傳播方向 某時刻某質點的位移等條件 要求畫 出該時刻簡諧橫波的波形圖象 值得注意的是 若題設條件對波長限制不嚴或未限制波的傳播方向 則會產生多解 應有多個圖象符合題意 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 它們在 x 軸方向上的距離小 于一個波長 當 a 點振動到最高點時 b 點恰經此平衡位置向上運動 試在圖上 a b 之間畫出兩個 波形分別表示 1 沿 x 軸正方向傳播的波 2 沿 x 軸負方向傳播的波 第 3頁 六 由兩質點間距離求波長 波在均勻媒質中傳播時具有周期性 傳播距離 xnx x 是小于一個波長的部分 若已 知波的傳播方向上兩質點間的距離 x 還已知兩質點的位置 即知道 x 與 的關系 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 當繩上某質點 A 向上運動到最大位移時 在其右方相距 0 30 m 的質點 B 剛好向下運動到最大位移 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 使得波速的大小具有多 值性 又由于波的傳播具有雙向性 從而使波速的表達式有兩個 當波向左傳播時 1 nx v t 左 當波向右傳播時 2 nx v t 右 例 7 如圖所示 實線是一簡諧波在某一時刻的波形圖線 從此時刻起又過 0 2 s時它的波形圖線如 圖中虛線所示 則這列波可能的傳播速度是多少 八 由同一列波在兩個時刻的波形圖求波的傳播方向 用 1 x 表示波向右傳播時不足一個波長的距離 用 2 x 表示波向左傳播時不足一個波長的距離 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 機械波針對訓練 1 機械波在介質中傳播時 A 波的速度就是質點沿傳播方向的運動速度 B 波速大小與振源的振動頻率成正比 C 波速大小與振源的振動頻率無關 D 波速大小就是質點振動速度的大小 2 下列關于機械波的說法中正確的是 A 前一質點的振動帶動相鄰的后一質點的振動 后一質點的振動必定落后于前一質點 B 波動過程是能量由近及遠的傳播過程 C 振動狀態(tài)完全相同的兩個質點之間的距離應等于一個波長 D 波源振動一個周期 質點通過的位移為一個波長 3 關于振動和波的關系 下列幾種說法中正確的是 A 如果振源停止振動 在介質中傳播的振動也立即停止 B 物體作機械振動 一定產生機械波 C 波的傳播速度即振源的振動速度 D 波在介質中的傳播頻率 與介質性質無關 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 質點 A D振幅相等 B 在該時刻質點 B E 的速度大小和方向相同 C 在該時刻質點 C F 的加速度為零 D 在該時刻質點 D正向下運動 5 一列簡諧橫波 在 t 0 時刻的波形如圖所示 且自右向左傳播 已知在 t 1 0 7s時 P 點第二次出現波峰 Q點的坐標是 7m 0 則以下判斷正確的是 A 質點 A 和質點 B 在 t 0 時刻的位移相同 B 在 t 0 時刻 質點 C向上運動 C 在 t 2 0 9s 末 Q點第一次出現波峰 D 在 t 3 1 26s 末 Q點第一次出現波峰 6 甲 乙分別是相同介質中傳播的機械波 已知乙機械波的頻率是甲機械波頻率的二倍 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 一列簡諧橫波某時刻的波形如圖甲所示 乙圖表示該波傳播的介質中某質點此后一段時間內的振 動圖象 則 A 若波沿 x 軸正向傳播 圖乙為 a點的振動圖象 B 若波沿 x軸正向傳播 圖乙為 b點的振動圖象 C 若波沿 x軸負向傳播 圖乙為 c點的振動圖象 D 若波沿 x 軸負向傳播 圖乙為 d點的振動圖象 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 20 次 水波的傳播速度為 16 3m s 則當甲船位于波峰時 乙船在 位置 兩船之間還 有 個波峰 9 如圖甲為某橫波在 t 0 時刻的波形圖 圖乙為 x 6m處質點的振動圖象 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 質點 P 此時刻振動速度為 v 經 0 2s P 質點振動速度仍為 v 再經 過 0 2s P 質點的振動速度大小為 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 的兩個質點 a 和 b 當 a 質點在正的最大位移處時 b 質點剛好通過平衡位置向負位移方向運動 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 機械波針對訓練 1 C 2 AB 3 D 4 AD 5 BC 6 B 7 BD 8 波谷 1 9 負 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