高三物理第一轮复习机械波及其图象新人教版.pdf

第 3课时 机械波及其图象 基础知识归纳 1.机械波的形成和传播 (1)机械波的形成实质是介质质点间存在相互作用，前面的质点带动后面的质点振动，同 时将振动 形式 与 能量 向外传播.每一个质点都由前面的质点带动做受迫振动. (2)波的特点：①若不计能量损失，各质点 振幅 相同；②各质点振动周期与波源的振 动周期 相同 ；③离波源越远，质点振动越滞后，各质点只在各自的 平衡位置 附近振 动，并不随波迁移. 2.机械波的分类 (1)横波：介质中质点的振动方向与波的传播方向 垂直 ，传播过程中会形成波峰与波 谷； (2)纵波：介质中质点的振动方向与波的传播方向 平行 ，传播过程中会形成疏部与密 部. 3.波长、波速与频率的关系 波长λ ：表示在波的传播方向上相邻的两个 振动相位 总相同的介质质点之间的距离. v 波速 ：表示在单位时间内沿波的传播方向传播的距离，对同一性质的波，波速由 介质 决定.一般波从一种介质进入另一种介质，波速会发生变化. f T 频率 、周期 ：就是波源的振动频率和周期，由 波源 决定，与介质无关，波由一种 介质进入另一种介质，频率和周期都 不变 . v T f v f T 波速 、波长λ 、周期 、频率 之间的关系： ＝ λ ＝λ / ，此式既适用于机械波 也适用于电磁波. 4.简谐横波的图象 (1)图象的建立 x y 用横坐标 表示在波的传播方向上介质各质点的 平衡位置 ，纵坐标 表示某一时刻 各个质点偏离平衡位置的 位移 ，并规定横波中位移方向向某一个方向时为正值，位移向 xOy 相反的方向时为 负值 .在 平面上，画出各个质 x y 点平衡位置 与各质点偏离平衡位置的位移 组成的各 xy 点(，)，用 平滑 的曲线把各点连接起来就得到了 横波的波形图象(如图所示). (2)图象的特点 ①横波的图象形状与波在传播过程中介质中各质点某时刻的分布相似，波形中的 波峰 即为图象中的位移正向的最大值， 波谷 即为图象中位移负向的最大值，波形中通过平衡 位置的质点在图象中也恰处于平衡位置. ②波形图线是 正弦 曲线的波称为简谐波，简谐波是最简单的波. (3)图象的物理意义：波动图象描述的是在同一时刻，沿波的传播方向上的各个质点离开 平衡位置 的位移. (4)由波的图象可以获得的信息： ①从图象上可直接读出波长和 振幅 . ②可确定任一质点在该时刻的 位移 . ③因加速度方向和位移方向相反，可确定任一质点在该时刻的 加速度 方向. ④若已知波的传播方向，可确定各质点在该时刻的 振动 方向，并判断位移、加速度、 速度、动量、动能的变化. 重点难点突破 一、起振方向 介质中最先振动的质点是波源，所以介质中所有质点在起振时都与波源的起振方向一致， 即波源开始时向哪一方向振动，其他质点开始振动时也向该方向振动. 二、振动和波动的比较 特点 振动图象 波动图象 图线形状 正(余)弦曲线 正(余)弦曲线 某一时刻介质中所有质点的 相同点 纵坐标y 不同时刻某一质点的位移 位移 纵坐标最大值 振幅 振幅