学前任务单 机械波在介质中传播
机械波与介质
机械波与介质机械波是指通过介质传播的波动。
介质是波的传播媒介，可以是固体、液体或气体。
机械波的传播需要介质中的分子或粒子振动传递能量。
在本文中，我们将探讨机械波的特性、传播方式以及介质对波的传播的影响。
一、机械波的基本概念机械波是一种以质点或者介质分子等实体作为传播媒介的波动现象。
机械波可以分为横波和纵波两种类型。
横波指的是介质振动方向垂直于波传播方向的波动，例如水波；而纵波指的是介质振动方向与波传播方向平行的波动，例如声波。
二、机械波的传播方式1. 横波传播横波在介质中的传播是由于介质中的质点受到外力的作用而产生的振动。
这种振动会引起邻近质点的振动，通过连锁反应，横波能够在介质中传播。
例如，我们在水面上投入一块石头，水波便会从石头处向四周扩散。
2. 纵波传播纵波的传播是由于介质中的分子或粒子沿着波的传播方向做周期性的振动。
纵波的传播方式类似于一根弹簧，当弹簧的一端受到外力作用时，会引起弹簧中的弹簧片依次振动，从而使得能量沿着弹簧传播。
三、介质对波的传播的影响1. 密度对波速的影响波速是指波在介质中传播的速度。
对于同一类型的波，在密度较大的介质中，波速通常较小；而在密度较小的介质中，波速则较大。
这是因为在密度较大的介质中，分子或粒子之间的相互作用较强，从而使得波的传播速度减小。
2. 弹性模量对波速的影响弹性模量是衡量介质抵抗形变的能力的物理量。
对于横波来说，弹性模量越大，波速也越大；而对于纵波来说，弹性模量越小，波速越大。
这是因为横波需要克服介质中分子或粒子的相互作用才能传播，而纵波则只需要分子或粒子的弹性作用。
3. 其他因素对波传播的影响除了密度和弹性模量，其他因素如温度、湿度、介质形状等也会影响波的传播。
例如，在声波的传播中，温度和湿度会改变空气的密度，从而对声波传播的速度产生影响。
结论机械波是由介质中分子或粒子的振动引起的波动现象。
机械波的传播方式主要包括横波和纵波传播。
介质的密度和弹性模量是影响波传播速度的重要因素，而其他因素如温度和湿度也会对波传播产生影响。
机械波初中物理中机械波的传播与性质
机械波初中物理中机械波的传播与性质机械波是一种通过介质传播的机械振动。
它在物理学中有着重要的地位，不仅是初中物理学习的内容，也是科学研究与工程应用中的基础知识。
机械波的传播和性质对于我们理解世界和解决实际问题具有重要的意义。
一、机械波的传播1. 机械波的定义与分类机械波是由介质颗粒的振动引起的能量传播现象。
根据波在介质中传播方向的不同，机械波可分为横波和纵波两类。
横波是指波动方向与波的传播方向垂直的波，比如水波和光波等。
纵波则是指波动方向与波的传播方向相同的波，比如声波等。
2. 机械波的传播过程机械波的传播过程包括波峰和波谷的传播，以及波前的传播。
当介质中的颗粒受到扰动时，它们会向周围的颗粒传递振动，从而形成波动。
具体来说，当波动源振动时，它会引起其周围介质颗粒的振动。
振动的颗粒传递动能给相邻的颗粒，这种传递作用从振动源处传递到介质的不同部分，从而使波在介质中传播。
3. 机械波的传播速度机械波的传播速度与介质的性质有关，与波长和频率也有关系。
在同一介质中，传播速度与波长成正比，与频率成反比。
传播速度v（m/s）可以用下式表示：v = fλ其中，v表示传播速度，f表示波的频率，λ表示波长。
二、机械波的性质1. 机械波的特性机械波具有反射、折射和干涉等特性。
反射是指波遇到界面时，一部分能量被反弹回来的现象。
折射是指波穿过介质的界面时改变传播方向的现象。
干涉是指两个或多个波相遇时叠加产生干涉现象。
干涉分为构成干涉和破坏干涉两种情况，其中构成干涉时波的振动方向相同，而破坏干涉时波的振动方向相反。
2. 波的频率与波长波的频率和波长是机械波的基本性质。
其中，频率是指单位时间内波的周期性重复的次数，通常用赫兹（Hz）来表示，记作f。
波长是指波动的一个完整周期所占据的空间距离，通常用米（m）来表示，记作λ。
波长和频率有着直接的关系，即波长等于波的传播速度除以频率。
3. 声波的传播与性质声波是一种通过介质传播的机械波，是一种纵波。
机械波的传播探究机械波在介质中的传播方式
机械波的传播探究机械波在介质中的传播方式机械波是一种能量传递的波动形式，它通过介质中的粒子振动而传播。
机械波的传播方式包括纵波和横波两种。
一、纵波的传播方式纵波是指波动方向与传播方向相同的波。
它的特点是介质中的粒子沿波的传播方向做纵向振动。
当波源产生振动时，介质中的粒子被激发并开始沿着波的传播方向振动。
例如，当我们在一条绳上产生纵波时，绳的终点会向前冲，而绳的中部则会向上下抖动。
这种沿波传播方向的振动使纵波在介质中传播。
二、横波的传播方式横波是指波动方向与传播方向垂直的波。
它的特点是介质中的粒子沿垂直于波的传播方向做横向振动。
当波源产生振动时，介质中的粒子被激发并开始在波的传播方向上做横向振动。
例如，当水面上产生横波时，水中的水分子会上下振动。
三、机械波的传播速度机械波的传播速度取决于介质的性质。
在同一介质中，纵波和横波的传播速度一般是不同的。
通常情况下，纵波的传播速度比横波的传播速度要快。
例如，在弹性介质中，纵波的传播速度比横波的传播速度要大。
四、机械波的干扰和叠加当两个或多个波在同一介质中传播时，它们会相互干扰和叠加。
干扰和叠加是机械波的重要特性，可以产生各种波的现象。
例如，当两个纵波相遇时，在它们相遇的地方会形成增强或减弱的干涉带。
这种干涉现象是由波的叠加引起的。
总结起来，机械波在介质中的传播方式主要包括纵波和横波。
纵波的传播方式是介质中粒子沿波的传播方向纵向振动；横波的传播方式是介质中粒子沿波的传播方向横向振动。
机械波的传播速度取决于介质的性质，而干扰和叠加是机械波的重要特性，可以产生各种波的现象。
对机械波在介质中的传播方式的探究有助于我们更好地理解波动现象及其在各个领域的应用。
机械波的传播和性质
机械波的传播和性质机械波是传递能量和信息的波动现象，是指沿介质中传播的能量的传递方式。
本文将介绍机械波的传播过程和其性质。
一、机械波的传播过程机械波的传播是通过介质中的质点之间的相互作用来实现的。
传播过程可分为以下几个阶段：1. 振动源产生波动：机械波必须由振动源产生。
当振动源以一定频率振动时，它就会向周围的介质传递机械波，形成起始波动。
2. 介质质点的相互作用：起始波动作用于介质内的质点，引起质点相继发生位移。
质点的位移导致其邻近质点受到相互作用力，也会发生位移。
3. 波的传播：这种质点之间的相互作用导致机械波在介质中传播。
介质中的质点像波浪一样传递信息和能量。
4. 波的到达：机械波会将能量传递到介质的其他地方。
当波传播到新的位置时，新的位置的质点会受到波传递来的能量和信息。
二、机械波的性质机械波具有多种性质，以下是一些重要的性质：1. 传播速度：机械波的传播速度与介质的性质有关，与波长和频率也有关系。
传播速度可以通过公式v=λf 计算，其中 v 代表传播速度，λ 代表波长，f 代表频率。
2. 能量传递：机械波能够将能量从一个地方传递到另一个地方，例如声波将声音从发声体传递到我们的耳朵。
波的振幅越大，传递的能量越大。
3. 反射和折射：当机械波遇到界面时，它会发生反射和折射现象。
反射是指波在界面上反弹回原来介质的现象，而折射是指波沿新介质传播并改变传播方向的现象。
4. 干涉和衍射：机械波还会发生干涉和衍射现象。
干涉是指两个或多个波相遇并产生合成波的现象，可以是增强或减弱振幅。
而衍射是指波通过一个开口或绕过障碍物时发生扩散的现象。
5. 极化：机械波具有极化现象，这是指波的振动方向相对于波的传播方向的取向。
光波是一种横波，其振动方向垂直于传播方向。
结论机械波通过介质的传播，通过质点的相互作用实现能量和信息的传递。
机械波具有传播速度、能量传递、反射和折射、干涉和衍射、极化等性质。
这些性质使得机械波在生活和科学领域中具有广泛的应用和重要性。
2023-2024(上) 全品学练考 高中物理 选择性必修第一册第3章 机械波波的干涉导学案含答案
2023-2024（上）全品学练考高中物理选择性必修第一册第3章机械波4波的干涉学习任务一对波的叠加的理解[物理观念] 如图所示为两列相向传播的波从叠加到分开的示意图,从图中可知:几列波相遇时能够保持各自的运动状态,继续传播;在它们重叠的区域里,介质中质点的位移等于这几列波单独传播时引起的位移的矢量和.如图丙所示是波峰与波峰的叠加,使总位移增大,振幅增大,振动加强.当波峰与波谷相遇叠加时,质点同时参与一个向上和向下的振动,这样总位移比两列波单独传播时位移大的那列波的位移小,振幅减小,因而使振动减弱,如图所示.例1 (多选)如图所示,波源S1在绳的左端发出频率为f1、振幅为A1的半个波形a,同时另一个波源S2在绳的右端发出频率为f2、振幅为A2的半个波形b,且f1<f2,P为两个波源连线的中点.已知机械波在介质中传播的速度只由介质本身的性质决定.下列说法正确的是()A.两列波比较,a波将先到达P点B.两列波在P点叠加时,P点的位移最大可达A1+A2C.b的波峰到达P点时,a的波峰还没有到达P点D.两列波相遇时,绳上位移可达A1+A2的点只有一个,此点在P点的左侧变式1 [2022·黄冈中学月考] 如图所示,这是t=0时刻的简谐横波a与b的波形图,其中a沿x轴正方向传播,b沿x轴负方向传播,波速都是10 m/s,振动方向都平行于y轴.下列平衡位置在x=2 m处的质点从t=0开始在一个周期内的振动图像正确的是()A BC D【要点总结】1.几列波相遇时能够保持各自的运动特征继续传播.2.在波的叠加区域,由于质点的位移是各列波单独引起的位移的矢量和,所以叠加区域的质点的位移可能增大,也可能减小.学习任务二对波的干涉的理解[教材链接] 阅读教材,填写波的干涉的相关知识.(1)波的干涉:、、的两列波叠加时,某些区域的振动总是,某些区域的振动总是,这种现象叫作波的干涉.(2)两列波发生干涉的必要条件①两列波的相同;②两个波源的相位差;③两列波的振动方向.例2波源S1和S2的振动方向相同,频率均为4 Hz,分别置于均匀介质中x轴上的O、A两点处,OA=2 m,坐标原点为O,如图所示.两波源产生的简谐横波沿x轴相向传播,波速为4 m/s.已知两波源振动的初始相位相同.求:(1)简谐横波的波长.(2)O、A间合振动振幅最小的点的位置坐标.变式2气流流动的过程中都会发出噪声,如图所示的消声器可以用来削弱高速气流产生的噪声.波长为λ的声波沿水平管道自左向右传播,在声波到达a处时,分成上下两束波,这两束声波在b处相遇时可削弱噪声,则()A .该消声器在b 处可削弱噪声,是因为上下两束波到达b 处的波速不同B .该消声器在b 处可削弱噪声,是因为上下两束波在b 处振幅不同C .该消声器在b 处削弱噪声时,上下两束波从a 到b 的路程差可能为λD .该消声器在b 处削弱噪声时,上下两束波从a 到b 的路程差可能为12λ 变式3 (多选)两个相干波源S 1、S 2产生的波在同一种均匀介质中相遇,图中实线表示的是某时刻的波峰,虚线表示的是某时刻的波谷.下列说法正确的是( )A .a 、c 两点的振动加强,b 、d 两点的振动减弱B .e 、f 两点振动介于加强点和减弱点之间C .经适当的时间后,加强点和减弱点的位置互换D .经半个周期后,原来位于波峰的点将位于波谷,原来位于波谷的点将位于波峰【要点总结】1.干涉是波特有的现象,一切波都能发生干涉.2.在波发生干涉的区域,振动加强点的振动始终加强,振动减弱点的振动始终减弱.3.加强、减弱的条件(1)两列波在空间相遇,波峰与波峰相遇处或波谷与波谷相遇处的点振动加强,波峰与波谷相遇处的点振动减弱.(2)点到两相干波源的距离之差为Δr ,则:当两波源振动步调一致时若Δr=nλ(n=0,1,2,…),则振动加强 若Δr=(2n+1)λ2(n=0,1,2,…),则振动减弱 当两波源振动步调相反时若Δr=(2n+1)λ2(n=0,1,2,…),则振动加强 若Δr=nλ(n=0,1,2,…),则振动减弱 4.振动加强点和振动减弱点始终保持与波源同频率振动,其振幅不变(振动减弱点的振幅可能为零),其位移随时间变化.1.(波的叠加)(多选)下列关于两列波相遇时叠加的说法正确的是 ( )A .相遇后,振幅小的一列波将减弱,振幅大的一列波将加强B .相遇后,两列波的振动情况与相遇前完全相同C .在相遇区域,任意一点的合位移都等于两列波分别引起的位移的矢量和D .几个人在同一房间说话,相互间听得清楚,这说明声波在相遇时互不干扰2.(波的稳定干涉条件)(多选)在空气中的同一区域内,两列声波波源的振动情况如图所示,可以肯定的是 ( )A.a波的频率为b波频率的2倍B.a波的波长为b波波长的2倍C.a、b两列波叠加能产生稳定的干涉D.通过同一狭缝,a波的衍射效果比b波明显3.(波的干涉)[2022·天津新华中学月考] 如图所示,S1、S2为两个振动情况完全一样的波源,两列波的波长都为λ,它们在介质中产生干涉现象,S1、S2在空间共形成了5个振动加强的区域,如图中实线所示.P是振动加强区域中的一点,则下列说法正确的是()A.S1产生的波在该区域的传播速度比S2产生的波的大B.P点到两波源的距离差等于1.5λC.P点此时刻振动最强,过半个周期后振动变为最弱D.S1、S2连线和加强区交点等间距,间距为半波长4.(干涉的应用)生活中手机小孔位置内安装了降噪麦克风,其原理是通过其降噪系统产生与外界噪音相位相反的声波叠加从而实现降噪的效果.图中表示的是理想情况下的降噪过程,实线对应环境噪声,虚线对应降噪系统产生的等幅反相声波.则()A.降噪过程利用了声波的干涉原理B.降噪过程可以使外界噪音的能量消失C.降噪过程可以消除通话中的所有背景杂音D.如图所示介质中的P点处于平衡位置,动能最大[反思感悟]4波的干涉可知,λ1>λ2,故当两列例1CD[解析] 因两列波波速相等,故两列波能同时到达P点,A错误;因f1<f2,由λ=vf波同时到达P点时,a波的波峰到P点的距离比b波的波峰到P点的距离大,因此两波峰不能同时到达P点,两波峰应相遇在P点左侧,此位置的最大位移为A1+A2,B错误,C、D正确.变式1B[解析] 由题可知,两列波的波速相等、波长相等,则频率相等.过0.25T,两列波的波峰同时到达x=2 m处的质点,则此质点振动加强,振幅为两列波振幅之和,即3 cm,t=0时刻该质点从平衡位置沿y轴正方向振动,故选B.[教材链接] (1)频率相同相位差恒定振动方向相同加强减弱(2)①频率②恒定③相同例2(1)1 m(2)x=0.25 m、0.75 m、1.25 m、1.75 m[解析] (1)设简谐横波波长为λ,频率为f,由v=λf,解得λ=1 m.(2)设P为O、A间任意一点,其坐标为x,则两波源到P点的波程差Δl=x-(2-x),0≤x≤2,其中x、Δl均以m为单位.)λ(n=0,1,2,…)时,该点为振动减弱点,振幅最小,解得x=0.25 m、0.75 m、1.25 m、1.75 m.当|Δl|=(n+12变式2D[解析] 在同一介质中,波速相等,故A错误;声波在a处分成上下两列波,即成为两列相干声波,振幅相等,故B错误;声波在a处时分成上下两列波,两列波的频率相同,经过不同的波程在b处相遇,若波程差,即可在b处削弱噪声,故D正确,C错误.满足半波长的奇数倍,即Δx=x2-x1=(2k+1)λ2变式3AD[解析] a点是波谷和波谷相遇的点,c点是波峰和波峰相遇的点,都是振动加强的点,而b、d两点都是波峰和波谷相遇的点,是振动减弱的点,A正确.e位于加强点的连线上,为加强点,f位于减弱点的连线上,为减弱点,B错误.相干波源叠加产生的干涉是稳定的,不会随时间变化,C错误.由于形成干涉图样的质点也是不停地做周期性振动,故经半个周期后步调相反,D正确.随堂巩固1.BCD[解析] 两列波相遇时,每一列引起的振动情况都保持不变,而质点的振动则是两列波共同作用的结果,故A错误,B、C正确.几个人在同一房间说话,声带振动发出的声波在空间中相互叠加后,不改变每列波的振幅、频率,所以仍能分辨出不同的人所说的话,故D正确.,因为波2.BD[解析] 由波源的振动图像可以看出,a波的周期是b波的2倍,即a波的频率为b波频率的12速相等(同一介质中),由波速公式v=λf可知,a波的波长为b波的2倍,故A错误,B正确;两列波叠加产生稳定干涉的条件之一是频率相等,故C错误;对于同一个狭缝来说,它的尺寸很小,只有当障碍物、孔或缝的尺寸比波长小或差不多时,衍射现象才能明显,a波比b波波长长,故a波的衍射效果比b波明显,故D正确.3.D[解析] 两列波在同一介质中传播,传播速度相等,故A错误;由图可知P点到两波源的距离差等于λ,故B错误;P点处于振动加强区,此时刻振动最强,经过半个周期振动仍然最强,故C错误;S1、S2连线和加强区交点等间距,间距为半波长,故D正确.4.A[解析] 由图可知,降噪声波和环境声波波长相等,频率相同,且等幅反相,两波叠加时发生干涉,振动减弱,起到降噪的作用,但是并不能使外界噪音的能量消失,A正确,B错误;降噪过程不可以消除通话中的所有背景杂音,只能消除和降噪声波频率相同的环境背景杂音,C错误;P点处于平衡位置,两波在此处的合振幅为零,此时P点静止不动,动能为零,D错误.4波的干涉建议用时:40分钟◆知识点一波的叠加1.两列振幅均为A、波长相同的平面简谐横波以相同的速率沿相反方向在同一介质中传播,如图所示为某一时刻的波形图,其中实线为向右传播的波,虚线为向左传播的波,a、b、c、d、e为介质中沿波传播路径上五个等距离的质点.在图示时刻,下列说法中正确的是()A.质点a静止不动B.只有质点c的位移为0C.质点b、d静止不动D.质点a、b、c、d、e的速度为02.(多选)[2022·湖北师大附中月考] 如图所示,在一根水平长绳的两端分别向上抖动一下,在绳上分别产生相向传播的“1”“2”两列波.观察两列波的传播情况,可得出的结论是()A.两列波在彼此相遇并穿过后继续向前传播,但波形互换B.两列波相遇时能够保持各自的运动特征继续传播C.在重叠的区域中,介质中的质点同时参与这两列波引起的振动D.在重叠的区域中,质点的位移等于这两列波单独传播时引起的位移大小之差◆知识点二波的干涉3.[2022·浙江桐乡茅盾中学月考] 固定在同一个振动片上的两根细杆,当振动片振动时,两根细杆周期性地触动水面,形成两个波源.两列波相遇后,形成稳定的干涉图样,示意图如图.已知两波源间的距离为0.6 m,波长为0.25 m,下列判断正确的是 ()A.两波源的频率相同,相位差恒定B.振动加强区域各质点的振动频率为波源的2倍C.在水面上放一树叶,树叶会振动着向水槽边缘飘去D.两波源的连线上振动加强的位置有4处◆知识点三波的干涉应用4.[2023·浙江1月选考] 主动降噪耳机能收集周围环境中的噪声信号,并产生相应的抵消声波.某一噪声信号传到耳膜的振动图像如图所示,取得最好降噪效果的抵消声波(声音在空气中的传播速度为340 m/s)()A.振幅为2AB.频率为100 HzC.波长应为1.7 m的奇数倍D.在耳膜中产生的振动与图中所示的振动同相5.[2022·山西大同一中期中] 内燃机、通风机等在排放各种高速气流的过程中都发出噪声,干涉型消声器可以有效地削弱高速气流产生的噪声.干涉型消声器的结构原理如图所示,声波沿水平管道自左向右传播,到达中间挡板的中点a处后通过反射装置分成两路,它们分别经管道内c、d和e、f及g、h处的反射装置反射后,再汇合在一起由管道的右侧传出.已知设计中使cd、ef和gh的长度远小于fg的长度,那么要使此装置达到较好的消声目的,则在设计上应使fg的长度与声波波长λ满足的关系为 ()的整数倍A.fg约等于λ2B.fg约等于λ的奇数倍2的奇数倍C.fg约等于λ4的偶数倍D.fg约等于λ46.[2022·浙江金华一中月考] 在同一片水面上有一个波源S及挡板,挡板上有两个小孔S1和S2,S1、S2到波源S的距离相等,实线和虚线分别表示其上下振动时产生的波峰和波谷,某时刻的波形图如图所示,A点和D点为两实线的交点,B点为两虚线的交点,C点为AB 中点,则下列说法中正确的是()A.经过小孔后,波的传播速度要变大B.若挡住小孔S1,则波在挡板后面区域的传播范围将减少一半C.A、D两点为振动加强点,B点为振动减弱点D.C点为振动加强点,此时刻处于平衡位置7.(多选)两列简谐横波分别沿x轴正方向和负方向传播,两波源分别位于x=-1.0 m和x=5.0 m处,两列波的速率均为v=2 m/s,两波源的振幅均为A=2 cm.如图所示为t=0时刻两列波的图像(传播方向如图所示),此刻平衡位置处于x=1.0 m和x=3.0 m的M、N两质点刚开始振动.质点P、Q的平衡位置分别处于x=2.0 m和x=2.5 m处.关于各质点运动情况,下列判断正确的是()A.质点Q的起振方向沿y轴正方向B.t=1.25 s时刻,质点M的位移为-4 cmC.两列波能发生干涉,发生干涉后质点P为振动减弱点D.两列波能发生干涉,发生干涉后质点Q为振动加强点8.如图所示,平面上有A、B、C三点,它们的距离分别为AB=5 m,AC=3 m,BC=4 m.在A、C两点上放着振动情况完全相同的两个波源,已知波源振动的频率为1360 Hz,波在空间传播的速度是340 m/s,则在线段BC上振动最弱的位置有几处?9.有两列简谐横波a和b在同一介质中传播,a沿x轴正方向传播,b沿x轴负方向传播,波速均为v=4 m/s,a的振幅为5 cm,b的振幅为8 cm.在t=0时刻两列波的图像如图所示.(1)求a、b两列波的周期;(2)求两列波相遇以后第一次波峰重合的位置;(3)t=2.25 s时,求平衡位置在x=0处的质点的位移.4 波的干涉1.C [解析] 由波的叠加原理可知,质点a 、b 、c 、d 、e 的位移均为0,选项B 错误;质点b 、d 在是波峰与波谷叠加处,合速度为0,静止不动,故C 正确;质点a 、c 、e 在两列波中的速度相同,其合速度最大,选项A 、D 错误.2.BC [解析] 两列波相遇时能够保持各自的运动特征继续传播,彼此穿过后继续向前传播,保持原波形不变,A 错误,B 正确;在重叠的区域里,介质中质点同时参与这两列波引起的振动,重叠区域中质点的位移等于这两列波单独传播时引起的位移的矢量和,C 正确,D 错误.3.A [解析] 根据干涉的条件,可知能形成稳定的干涉图样,两列波必须频率相同,相位差恒定,A 正确;振动加强区和减弱区各质点的振动频率与波源的频率相同,B 错误;树叶会上、下振动,但不会沿波的传播方向移动,C 错误;设x 1、x 2为两波源连线上某点到两波源的距离,两波源连线上的加强点应满足x 1-x 2=nλ(n=0,±1,±2,±3,…),又有0<x 1<0.6 m,x 1+x 2=0.6 m,解得n=0,±1,±2,所以两波源连线上振动加强的位置有5处,D 错误.4.B [解析] 为了取得最好的降噪效果,需要产生与之振动相位相反、振幅相等的机械波,因此抵消声波的振幅为A ,周期为0.01 s,频率为100 Hz,选项A 、D 错误,B 正确;根据v=λf 可知,抵消声波的波长应该为λ=340100 m =3.4 m,选项C 错误.5.C [解析] 当声波到达右侧相遇时,能形成稳定干涉现象,当路程差是波长的整数倍时振动加强,是半波长的奇数倍时振动减弱,要使此装置达到较好的消声目的相遇时路程差应为半波长的奇数倍,即2fg=2n+12λ(n=0,1,2,3,…),故fg 约等于λ4的奇数倍,故选C .6.D [解析] 波速是由介质决定的,因此经过小孔后,波的传播速度不变,A 错误;由于两个小孔比波长小,能发生明显的衍射现象,若挡住小孔S 1,波在挡板后面区域的传播范围几乎不变,只是不能出现干涉现象,B 错误;A 、B 、C 、 D 均为振动加强点,只不过C 点此刻处于平衡位置,C 错误,D 正确.7.ACD [解析] M 、N 点刚起振,由同侧法可知,M 点向y 轴负方向振动,N 点向y 轴正方向振动,即两列波的起振方向相反,由于两列波的传播速度大小相等,Q 距N 点近,则N 点的振动形式先传播到Q 点,故Q 点的起振方向与N 点的起振方向相同,起振时沿y 轴正方向,A 正确;M 点与两波源的距离之差为一个波长,因两列波的起振方向相反,则M 点为振动减弱点,两列波的振幅相同,故M 点的位移始终为零,B 错误;同理可判断P 为振动减弱点,Q 为振动加强点,C 、D 正确.8.8处[解析] 两列波的波长λ=v f=3401360 m =0.25 m .设BC 上某点振动最弱,则这点到两波源的路程差Δr=(2k+1)λ2(k=0,1,2,…)由题知,AB-BC<Δr<AC ,即1 m <Δr<3 m解得3.5<k<11.5,故共有8处位置振动最弱.9.(1)1 s 1.5 s (2)x=0.75 m (3)-5 cm[解析] (1)由图像可知,两列波的波长分别为λa =4 m,λb =6 m,根据T=λv 可得,T a =λa v =1 s,T b =λb v =1.5 s .(2)由图像可知,a波第一个波峰在x a=-3 m处,沿x轴正方向传播,b波第一个波峰在x b=4.5 m处,沿x轴负方向传播,两波峰位置相距L=7.5 m,两列波的波速相等,传播相等距离Δx=L2=3.75 m时,两个波峰到达同一位置,两列波相遇以后第一次波峰重合的位置为x=x a+Δx=0.75 m.(3)a波从图示时刻传播到x=0处还需要时间t1=Δx1v =24s=0.5 s,t=2.25 s时,a波使x=0处的质点向y轴正方向起振后经历的时间为1.75 s,即为(1+34)T a,则t=2.25 s时,a波使x=0处的质点振动到负向最大位移处;b波从图示时刻传播到x=0处还需要时间t2=Δx2v =3 4s=0.75 s,t=2.25 s时,b波使x=0处的质点向y轴正方向起振后经历的时间为1.5 s,即为T b,t=2.25 s时,b波使x=0处的质点振动到平衡位置处,所以叠加后x=0处的质点的合位移为-5 cm.。
机械波在不同介质中的传播速度
机械波在不同介质中的传播速度引言：机械波是一种以物质颗粒的振动传递能量的波动现象。
不同的介质对机械波的传播速度具有不同的影响。
本文将探讨机械波在不同介质中的传播速度差异，并分析其原因及影响。
一、机械波的传播速度差异1. 空气中的声波传播速度空气是一种气体，其分子之间具有较大的间距，因此声波在空气中的传播速度较快。
根据物理公式，声波的传播速度与介质状态方程有关。
在常温下，空气中声波的传播速度约为343米/秒。
2. 液体中的波浪传播速度液体是一种流动的物质，其分子排列比气体紧密，相互作用较大。
相较于气体，波浪在液体中传播速度较慢。
这是由液体的分子运动特性决定的。
例如，水中波浪的传播速度约为1435米/秒。
3. 固体中的地震波传播速度固体是分子排列有序的物质，分子之间结构稳定，相互作用较强。
因此，固体中的地震波传播速度相较于气体和液体更慢。
这是因为地震波需要克服固体分子之间的相互作用力进行传播。
不同的固体介质对地震波速度的影响也不尽相同。
二、机械波传播速度差异的原因1. 介质的密度介质的密度与其中分子之间的间距和相互作用力有关。
气体的密度较低，分子间距离较大，相互作用力较弱，因此传播速度较快。
液体的密度较大，分子间更为紧密，相互作用力较强，传播速度相对较慢。
固体的密度最大，分子紧密排列，相互作用力也最强，导致传播速度最慢。
2. 介质的刚度介质的刚度反映了分子之间相互作用力的强弱程度。
刚度越大，分子之间相互作用力越大，传播速度越慢。
固体的刚度相对较大，气体的刚度最小。
3. 介质的压力介质的压力对波的传播速度也有一定的影响。
例如，声波在等密度、不同压力的空气中的传播速度与压力成正比，压力越大，传播速度越快。
三、机械波传播速度差异的影响机械波的传播速度差异对各个领域都有一定的影响。
1. 声波传播速度的差异影响着声音传播的距离和清晰度。
在空气中，声音能够传递较远的距离，我们能够听到长距离传播的声音。
而在固体中，声音传播的距离相对较短，但传播的清晰度较高。
《声波的产生和传播》 学习任务单
《声波的产生和传播》学习任务单一、学习目标1、理解声波产生的原理和机制。
2、掌握声波传播的条件和特点。
3、了解不同介质中声波传播速度的差异。
4、能够解释日常生活中与声波相关的现象。
二、学习重点1、声波产生的条件和过程。
2、声波传播的介质和速度。
3、声波的反射、折射和衍射现象。
三、学习难点1、理解声波的振动本质和能量传递。
2、分析复杂环境中声波的传播路径和变化。
四、知识讲解（一）声波的产生当物体发生振动时，就会引起周围介质的振动。
这种振动以机械波的形式向外传播，形成声波。
例如，我们说话时，声带的振动使周围的空气产生疏密相间的变化，从而形成声波。
声波的产生需要两个基本条件：一是要有声源，即能够振动的物体；二是要有能够传播振动的介质，如空气、水、固体等。
声源的振动形式多种多样，有的是往复运动，有的是旋转运动，还有的是复杂的不规则运动。
但无论哪种运动，只要能够引起介质的振动，就能够产生声波。
（二）声波的传播声波是一种机械波，它的传播需要依靠介质。
不同的介质对声波的传播有着不同的影响。
在气体中，声波主要通过分子的碰撞和热运动来传播。
由于气体分子之间的距离较大，相互作用较弱，所以声波在气体中的传播速度相对较慢。
在液体中，分子之间的距离较近，相互作用较强，声波的传播速度比在气体中快。
在固体中，由于分子之间的结合更加紧密，声波可以通过晶格的振动进行传播，传播速度通常比在液体中还要快。
声波在传播过程中，会发生反射、折射和衍射等现象。
反射是指声波遇到障碍物时，部分声波会返回原来的介质中。
例如，在一个空旷的房间里大声说话，我们能够听到回声，这就是声波的反射现象。
折射是指声波在传播过程中，由于介质的性质发生变化，传播方向发生改变。
比如，声波从空气中传入水中时，传播方向会发生改变。
衍射是指声波在遇到障碍物或小孔时，能够绕过障碍物或从小孔中传播出去，而不是沿直线传播。
这使得我们在障碍物后面也能听到声音。
（三）声波的速度声波在不同介质中的传播速度是不同的。
《机械波的产生和传播》 学习任务单
《机械波的产生和传播》学习任务单一、学习目标1、理解机械波产生的条件。
2、掌握机械波传播的特点和规律。
3、能够区分横波和纵波，并了解它们的实例。
4、学会用图像描述机械波的传播过程。
二、学习重难点1、重点（1）机械波的产生条件和传播规律。
（2）横波和纵波的特点。
（3）机械波的图像。
2、难点（1）机械波形成过程中介质中各质点的运动特点。
（2）波的传播方向与质点振动方向的关系。
三、知识梳理1、机械波的产生（1）机械波的定义：机械振动在介质中的传播形成机械波。
（2）产生条件：①要有做机械振动的物体，即波源；②要有能够传播机械振动的介质。
2、机械波的传播（1）传播特点①机械波传播的是振动形式、能量和信息，但介质中的质点并不随波迁移。
②各质点都在各自的平衡位置附近做往复运动，且振动周期和频率都与波源相同。
③前一个质点的振动带动后一个质点的振动，后一个质点的振动总是滞后于前一个质点的振动。
（2）传播规律①在同一种均匀介质中，机械波是匀速传播的。
②波速由介质的性质决定，与波的频率和波长无关。
3、横波和纵波（1）横波：质点的振动方向与波的传播方向垂直的波。
例如：绳波。
（2）纵波：质点的振动方向与波的传播方向在同一直线上的波。
例如：声波。
4、机械波的图像（1）图像的意义：表示在波的传播方向上，某一时刻介质中各质点离开平衡位置的位移情况。
（2）图像的特点：正弦（或余弦）曲线。
（3）图像的应用：可以直观地读出振幅、波长，确定某一时刻各质点的位移、速度方向，判断波的传播方向等。
四、学习方法1、观察法通过观察生活中的波动现象，如水面的涟漪、绳子上的波动等，直观地感受机械波的产生和传播。
2、实验法利用实验仪器，如波动演示仪，进行实验操作，观察机械波的形成和传播过程，加深对知识的理解。
3、分析法对机械波的形成过程、传播特点和规律进行分析，理解质点的运动与波的传播之间的关系。
4、图像法学会通过机械波的图像来分析波的传播情况，提高分析问题和解决问题的能力。
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4、学有余力的同学能够完成附加题，解决波的多解应用题，并且尝试总结这类题目的特点，解答附加题加10分
学生上课前24小时提交作业，并且在系统内能够自动判分的题目实行自动判分，不能够自动判分的由教师评阅
ARCS
A（注意）：通过列举生活中机械波的有趣例子吸引学生注意力
5、尝试分析波的多解问题在应用中应该怎样注意
其中2、3是重点、5是难点
课前学习资料
1、高一物理教材第四章机械波，第二节机械波在介质中传播
2、机械波形成于基本性质（视频，5分36秒）
3、生活中的机械波（优酷视频，链接：***，7分11秒）
4、机械波练习手册（习题集，共13道题目）
5、附加习题：波的多解应用题
项目
内容
备注
高中物理
章节名称
机械波在介质中传播
常考
学生分析
本班学生基础较薄弱、学习积极性不高、以往课前学习效果不好
教学目标应该倾向基础扎实
教学目标
1、掌握机械波是怎样形成的、有什么形成条件
2、分析机械波与机械振动的关系
3、能结合横波图像计算波长并分析波的传播方向
4、学生能够自己分析出在机械波方面掌握的薄弱点
R（联系）：课前任务寻找机械波与前面所学知识的联系
C（信心）：设计课前任务时通过层层递进，让学生有信心挑战自己
S（满意）：让学生课上讲解促动学生的成就感等
课上衔接
1、课上反馈课前பைடு நூலகம்习任务完成情况
2、点名抽查“生活中的机械波”收集情况
3、13道题目中学生错误率较高的题目进详解，并且配备相对应的练习题
通过教学网发送给学生，要求学生上课前学习，并提前24小时提交课前学习任务反馈
课前学习任务单
1、认真学习“课前学习资料1、2、”，并在word文档中梳理出波的基本性质，能够对照课本和教学视频实行总结，本任务满分10分
2、认真学习“课前学习资料3”，自己思考生活中有哪些例子能够用机械波解释，并准备一到两个案例，上课时会随机提问，有效分享加3分，回答不上扣3分