描述机械波的物理量
高中物理【机械波】一轮复习资料
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六、多普勒效应 由于波源与观察者互相_靠__近___或者互相_远__离___时，接收到的波的__频__率__与波源频率 不相等的现象．
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1．在波的传播方向上各质点起振的方向与波源的起振方向相同． 2．已经形成的波跟波源无关，即使波源停止振动，波仍然继续向前传播． 3．波的周期性、波传播的双向性及质点振动的双向性是波动问题产生多解的主要 因素． 4．当两波源为同相波源时，到两波源的距离差为波长的整数倍的点为加强点，而 两波源为反相波源时，到两波源的距离差为波长的整数倍的点为减弱点．加强点指的是 振幅变大，质点仍在振动，并非一直远离平衡位置，减弱点的振幅可能为零，即静止不 动． 5．发生衍射是无条件的，发生明显衍射是有条件的．
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1．(2018·全国卷Ⅱ)(波的传播及波速公式)声波在空气中的传播速度为 340 m/s，在 钢铁中的传播速度为 4 900 m/s.一平直桥由钢铁制成，某同学用锤子敲击一下桥的一端 发出声音，分别经空气和桥传到另一端的时间之差为 1.00 s．桥的长度为_______ m．若 该声波在空气中的波长为 λ，则它在钢铁中的波长为 λ 的________倍．
(4)波源经过一个周期 T 完成一次全振动，波恰好向前传播一个波长的距离，所以 v ＝Tλ ＝λf.
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2．波的图象的特点 (1)质点振动 nT(波传播 nλ)(n＝0，1，2，3，…)时，波形不变． (2)在波的传播方向上，当两质点平衡位置间的距离为 nλ(n＝1，2，3，…)时，它们 的振动步调总相同；当两质点平衡位置间的距离为(2n＋1)2λ(n＝0，1，2，3，…)时，它 们的振动步调总相反． (3)波源质点的起振方向决定了它后面的质点的起振方向，各质点的起振方向与波源 的起振方向相同．
机械波常用解题方法例析
机械波常用解法例析上海师范大学附属中学 李树祥一、基本公式应用法: 描述机械波的物理量是波长、频率、周期和波速，它们之间的关系式是：λλf T ==v ，另外，在均匀介质中，由于波是匀速传播的，所以又有波速的定义式ts=v （S 是指在t 时间内波传播的距离），在解题时我们可以直接运用这些公式。
需要注意的是：波速由介质本身决定，不同频率的机械波（同种类型）在同一种介质中波速相同（如声波）。
周期和频率由波源决定，与介质无关。
例如声波从一种介质传到另一种介质时频率不变（电磁波、光波也是如此）。
波长由波源和介质共同决定。
例1、如图1，Ox 轴上有A 、B 、C 三点，已知OA =14m ，AB=BC=10m 。
O 处有一质点从计时起点开始作简谐运动，于是形成简谐波沿ox 轴的正方向传播。
已知第2s 内A 比B 多振动2次，B 比C 多振动5次，并且第2s 末波已经越过C 点。
求波速和频率。
析解：假设波速为v ，周期为T 。
根据题意：第2秒末波已经经过C ，那么表示不是在2秒末刚传到C点。
所以假设2秒末传到了Y 位置，那么1秒末传到了X 位置。
又已知B 比C 多振动5次，也就是说在B 振动了5个周期后C 开始振动，也就表示BC 这段路波走的时间是5T 。
则有上面说的基本公式，有s=vt=vx5T=5VT=5λ=10m ，得波长λ=2m 。
又已知第2s 内A 比B 多振动2次，表示波第一秒末过了A 点到X ，第二秒内从X 传播到B 的时间是2T （如果第一秒末没到A 或传到了B 点，则由于AB 之间距离是10m ，等于五个波长，则A 应比B 多振动五次），则由s OB = v ×1+2vT =v+2λ=v+4=24m ，得v=20m/s ，由v=f λ,得f=10Hz二、带动法:波的传播过程是振动的传播过程，当介质中某一质点开始振动时，由于介质间的相互作用，必然会带动其周围相邻的质点振动，这些质点又依次带动各自相邻的质点振动，依次类推，振动就逐渐传播开来形成波。
物理机械波知识点总结
物理机械波知识点总结导读：高中物理选修3-4机械波重要知识点描述机械波的物理量——波长、波速和频率(周期)的关系⑴波长λ：两个相邻的、在振动过程中对平衡位置的位移总是相等的质点间的距离叫波长。
振动在一个周期内在介质中传播的距离等于波长。
⑵频率f：波的频率由波源决定，在任何介质中频率保持不变。
⑶波速v：单位时间内振动向外传播的距离。
波速的大小由介质决定。
波的干涉和衍射衍射：波绕过障碍物或小孔继续传播的现象。
产生显著衍射的条件是障碍物或孔的尺寸比波长小或与波长相差不多。
干涉：频率相同的两列波叠加，使某些区域的振动加强，使某些区域振动减弱，并且振动加强和振动减弱区域相互间隔的现象。
产生稳定干涉现象的条件是：两列波的频率相同，相差恒定。
稳定的干涉现象中，振动加强区和减弱区的空间位置是不变的，加强区的振幅等于两列波振幅之和，减弱区振幅等于两列波振幅之差。
判断加强与减弱区域的方法一般有两种：一是画峰谷波形图，峰峰或谷谷相遇增强，峰谷相遇减弱。
二是相干波源振动相同时，某点到二波源程波差是波长整数倍时振动增强，是半波长奇数倍时振动减弱。
干涉和衍射是波所特有的现象。
高中物理选修3-4重要知识点相对论的时空观经典物理学的时空观(牛顿物理学的绝对时空观)：时间和空间是脱离物质而存在的，是绝对的，空间与时间之间没有任何联系。
相对论的时空观(爱因斯坦相对论的相对时空观)：空间和时间都与物质的运动状态有关。
相对论的时空观更具有普遍性，但是经典物理学作为相对论的特例，在宏观低速运动时仍将发挥作用。
时间和空间的相对性(时长尺短)1.同时的相对性：指两个事件，在一个惯性系中观察是同时的，但在另外一个惯性系中观察却不再是同时的。
2.长度的相对性：指相对于观察者运动的物体，在其运动方向的长度，总是小于物体静止时的长度。
而在垂直于运动方向上，其长度保持不变。
高中物理机械振动和机械波知识点1.简谐运动(1)定义:物体在跟偏离平衡位置的位移大小成正比，并且总是指向平衡位置的回复力的作用下的振动，叫做简谐运动.(2)简谐运动的特征:回复力F=-kx，加速度a=-kx/m，方向与位移方向相反，总指向平衡位置.简谐运动是一种变加速运动，在平衡位置时，速度最大，加速度为零;在最大位移处，速度为零，加速度最大.(3)描述简谐运动的物理量①位移x:由平衡位置指向振动质点所在位置的有向线段，是矢量，其最大值等于振幅.②振幅A:振动物体离开平衡位置的最大距离，是标量，表示振动的强弱.③周期T和频率f:表示振动快慢的物理量，二者互为倒数关系，即T=1/f.(4)简谐运动的图像①意义:表示振动物体位移随时间变化的规律，注意振动图像不是质点的运动轨迹.②特点:简谐运动的图像是正弦(或余弦)曲线.③应用:可直观地读取振幅A、周期T以及各时刻的位移x，判定回复力、加速度方向，判定某段时间内位移、回复力、加速度、速度、动能、势能的变化情况.2.弹簧振子:周期和频率只取决于弹簧的劲度系数和振子的质量，与其放置的环境和放置的方式无任何关系.如某一弹簧振子做简谐运动时的周期为T，不管把它放在地球上、月球上还是卫星中;是水平放置、倾斜放置还是竖直放置;振幅是大还是小，它的周期就都是T.3.单摆:摆线的质量不计且不可伸长，摆球的直径比摆线的长度小得多，摆球可视为质点.单摆是一种理想化模型.(1)单摆的振动可看作简谐运动的条件是:最大摆角α(2)单摆的回复力是重力沿圆弧切线方向并且指向平衡位置的分力.(3)作简谐运动的单摆的周期公式为:①在振幅很小的条件下，单摆的振动周期跟振幅无关.②单摆的振动周期跟摆球的质量无关，只与摆长L和当地的重力加速度g有关.③摆长L是指悬点到摆球重心间的距离，在某些变形单摆中，摆长L应理解为等效摆长，重力加速度应理解为等效重力加速度(一般情况下，等效重力加速度g'等于摆球静止在平衡位置时摆线的张力与摆球质量的比值).4.受迫振动(1)受迫振动:振动系统在周期性驱动力作用下的振动叫受迫振动.(2)受迫振动的特点:受迫振动稳定时，系统振动的频率等于驱动力的频率，跟系统的固有频率无关.(3)共振:当驱动力的频率等于振动系统的固有频率时，振动物体的振幅最大，这种现象叫做共振.共振的条件:驱动力的频率等于振动系统的固有频率. .5.机械波:机械振动在介质中的传播形成机械波.(1)机械波产生的条件:①波源;②介质(2)机械波的分类①横波:质点振动方向与波的传播方向垂直的波叫横波.横波有凸部(波峰)和凹部(波谷).②纵波:质点振动方向与波的传播方向在同一直线上的波叫纵波.纵波有密部和疏部.[注意]气体、液体、固体都能传播纵波，但气体、液体不能传播横波.(3)机械波的特点①机械波传播的是振动形式和能量.质点只在各自的平衡位置附近振动，并不随波迁移.②介质中各质点的振动周期和频率都与波源的振动周期和频率相同.③离波源近的质点带动离波源远的质点依次振动.6.波长、波速和频率及其关系(1)波长:两个相邻的且在振动过程中对平衡位置的位移总是相等的质点间的距离叫波长.振动在一个周期里在介质中传播的距离等于一个波长.(2)波速:波的传播速率.机械波的传播速率由介质决定，与波源无关.(3)频率:波的频率始终等于波源的振动频率，与介质无关.(4)三者关系:v=λf7. ★波动图像:表示波的传播方向上，介质中的各个质点在同一时刻相对平衡位置的位移.当波源作简谐运动时，它在介质中形成简谐波，其波动图像为正弦或余弦曲线.由波的图像可获取的信息①从图像可以直接读出振幅(注意单位)②从图像可以直接读出波长(注意单位).③可求任一点在该时刻相对平衡位置的位移(包括大小和方向)④在波速方向已知(或已知波源方位)时可确定各质点在该时刻的振动方向.⑤可以确定各质点振动的加速度方向(加速度总是指向平衡位置)8.波动问题多解性波的传播过程中时间上的周期性、空间上的周期性以及传播方向上的双向性是导致“波动问题多解性”的主要原因.若题目假设一定的条件，可使无限系列解转化为有限或惟一解9.波的衍射波在传播过程中偏离直线传播，绕过障碍物的现象.衍射现象总是存在的，只有明显与不明显的差异.波发生明显衍射现象的条件是:障碍物(或小孔)的尺寸比波的波长小或能够与波长差不多.10.波的叠加几列波相遇时，每列波能够保持各自的.状态继续传播而不互相干扰，只是在重叠的区域里，任一质点的总位移等于各列波分别引起的位移的矢量和.两列波相遇前、相遇过程中、相遇后，各自的运动状态不发生任何变化，这是波的独立性原理.11.波的干涉:频率相同的两列波叠加，某些区域的振动加强，某些区域的振动减弱，并且振动加强和振动减弱的区域相互间隔的现象，叫波的干涉.产生干涉现象的条件:两列波的频率相同，振动情况稳定.[注意]①干涉时，振动加强区域或振动减弱区域的空间位置是不变的，加强区域中心质点的振幅等于两列波的振幅之和，减弱区域中心质点的振幅等于两列波的振幅之差.②两列波在空间相遇发生干涉，两列波的波峰相遇点为加强点，波峰和波谷的相遇点是减弱的点，加强的点只是振幅大了，并非任一时刻的位移都大;减弱的点只是振幅小了，也并非任一时刻的位移都最小. 如图若S1、S2为振动方向同步的相干波源，当PS1-PS2=nλ时，振动加强;当PS1-PS2=(2n+1)λ/2时，振动减弱。
机械振动和机械波知识点总结(最新整理)
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。
03_机械波基本概念
答:10次
A 。 O
B
例9.如图所示,
Y/cm
5 0 -5 P V M X/m
2
4
6
8
。
。
Δs 加强线 减弱线
0.5λ
1λ
1.5 λ
2λ
2.5 λ
3λ
3.5 λ
4λ
4.5 λ
5λ
1 2
3 4
3 4
5 6
5 6
7 8
7 8
9 10
9 10
11 12
答:
V=14（4k+1）/（4n+3) （米/秒）
k=0,1,2,3…..
n=0,1,2,3…..
例11.,一列横波沿直线传播，A、B是该直线上相距90cm的 两点，某时刻A、B两处质点均在平衡位置，且它们之间 只有一个波谷，经0.3s后，A处质点由平衡位置第一次达 波谷，这列波的可能波速
v A A v B A v A v
产生明显衍射的条件：障碍物或孔的尺寸比波长小，或跟 波长相差不大。
例15. A,B两列波相向而行,在某时刻的波形与位置如图所 示,已知波的传播速度为V,图中的标尺每格长度为L.在图中 画出又经过t=7L/V时的波形.
V
V
例16. 如图所示，两列简谐横波均沿X轴传播，传播速度 的大小相等，其中一列沿+X方向传播（图中实线所示）， 一列沿-X方向传播（图中虚线所示）。这两列波的频率相 等，振动方向均沿Y轴，则图中X=1,2,3,4,5,6,7,8各点中振 4,8 2,6 幅最大的是X= ___ 的点, 振幅最小的是 X= 的点。
解此题的思维方法是从题设的已知条件出収，两列波产生 于同一波源，应用相应的概念、规律可知频率一定相等， f1＝f2 ； 然后进行演绎推理两列波的波长为1 :2=1∶2；由V=f 而获得结果（C） f1＝f2，V1＝2V2 。
高中物理【机械波】知识点、规律总结
考点一 机械波的传播与图象
师生互动
1．机械波的传播特点
(1)波传到任意一点，该点的起振方向都和波源的起振方向相同．
(2)介质中每个质点都做受迫振动，因此，任一质点的振动频率和周期都和波源的振
动频率和周期相同．
(3)波从一种介质进入另一种介质，由于介质不同，波长和波速可以改变，但频率和
周期都不会改变．
考点四 波的干涉、衍射、多普勒效应
自主学习
1．波的干涉现象中加强点、减弱点的两种判断方法
(1)公式法：
某质点的振动是加强还是减弱，取决于该点到两相干波源的距离之差 Δr.
①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)2λ(n＝0，1，2，…)，则振动减弱．
第 2 讲 机械波
一、机械波 1．机械波的形成条件 (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、传递_能__量___、传递信息． (2)质点不随波迁移． 3．机械波的分类 机械波横纵波波：：振振动动方方向向与与传传播播方方向向在_垂_同_直__一_.条直线上.
三、机械波的图象 1．图象：在平面直角坐标系中，用横坐标表示介质中各质点的_平__衡__位__置___，用纵 坐标表示某一时刻各质点偏离平衡位置的__位__移__，连接各位移矢量的末端，得出的曲线 即为波的图象，简谐波的图象是正弦(或余弦)曲线． 2．物理意义：某一时刻介质中各质点相对_平__衡__位__置___的位移． 四、波的衍射
考点二 振动图象与波的图象的综合应用 振动图象
图象
物理意义 表示某质点各个时刻的位移
波的图象
高中物理机械波知识点总结
高中物理机械波知识点总结
一、物理中的机械波
1. 什么是机械波：机械波是一种振动的波动，它是由振子发出的有序
的震动可以在特定介质中传播，它的传播速度取决于介质的物理性质。
2. 机械波的特点：
（1）机械波是一种定常波，其频率和波长是稳定不变的，波的能量是
有限的；
（2）机械波是一种无源波，振子在散布机械能量的时候本身的能量是
不减少的；
（3）机械波的传播速度和介质的特性有关，它可以传播到物体的表面，或者沿着固定的结构传播；
（4）机械波可以穿过空气、液体、固体，并不需要特定的介质进行传播。
二、机械波的物理量
1. 波长：指一个完整的波动变化所包含距离，单位是米。
2. 振幅：指一个完整的波动变化中振子最大高度到它原始位置的高度差，单位是米。
3. 波速：指机械波在介质中传播的速度，单位是米/秒。
4. 频率：指在一定时间内振子的振动次数，单位是赫兹。
三、机械波的特殊现象
1. 匹配现象：指机械波在不同的介质中传播的情况，在匹配的介质中
传播的速度是不变的。
2. 穿透现象：指机械波穿过固体时，介质中原来传播的能量可能在一
边穿过，而另一边传播出去，从而使原来的能量发生了变化。
3. 衍射现象：指机械波在穿过物体后，传播出去的路径可能会发生改变，这种变化叫做衍射，例如波减弱成弧形边缘时就发生了衍射现象。
4. 吸收现象：指在传播过程中有一部分能量可能被一些物体吸收，这
种现象即叫做吸收现象。
E 机械波的描述
把某一时刻的绳波拍一张照片, 把某一时刻的绳波拍一张照片,就能得到 某时刻的波形图. 某时刻的波形图. 照片上的波形, 照片上的波形,是由在同一时刻具有不同 位移的绳上多个质点所共同组成的. 位移的绳上多个质点所共同组成的. 反映各质点在同一时刻不同位移的曲线, 反映各质点在同一时刻不同位移的曲线, 叫做波的图像 波的图像. 叫做波的图像. 波的图像就是某一时刻的实际波形. 波的图像就是某一时刻的实际波形.
1 f = T
波源的振动不变化， 波源的振动不变化，那么波的周期与频率就 保持不变； 保持不变；
机械波的波速与介质的性质有关: 机械波的波速与介质的性质有关: 波在不同种介质中传播，波速要变化。 波在不同种介质中传播，波速要变化。 ﹡机械波的波速是由介质决定的 机械波的波速是由介质决定的 波速
在通常情况下机械波在固体中的传播速度 要比在液体中大,在液体中的传播速度又比在空 要比在液体中大 在液体中的传播速度又比在空 气中大。 气中大。 如：声波在钢铁中的传播速度约为5000m/s， 声波在钢铁中的传播速度约为 ， 在水中为1500m/s，而在空气中为 在水中为 ，而在空气中为340m/s。 。
质点数量： 质点数量： 时间： 时间： 无数个
表示时间 t
1个
某时刻， 一段时间， 某时刻，随时间 一段时间，随 时间增添 发生平移
二、描述机械波的物理量
单位时间内波在介质中传播的距离. 1、波速（v）：单位时间内波在介质中传播的距离. 波速（
物理意义： （1）物理意义：用来描述机械波的传播快慢的物 理量。 理量。
表示波上各质点的平衡位置。 横坐标 x ：表示波上各质点的平衡位置。 纵坐标 y ：表示某一时刻各质点离开平衡 位置的位移
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描述机械波的物理量
机械波的物理量是指描述机械波性质和传播过程的各种物理量。
机械波是一种能量在介质中传播的波动现象，具有振动和传播的特点。
在描述机械波时，常用的物理量包括波长、振幅、频率、周期、传播速度等。
波长是机械波的一个重要物理量。
波长是指波的一次完整振动所对应的空间距离。
在机械波传播过程中，波长决定了波的传播特性，如频率和传播速度的关系可以用速度等于频率乘以波长来表示。
振幅是机械波的另一个重要物理量。
振幅是指波动过程中，波的最大偏离位置与平衡位置之间的距离。
振幅决定了波的能量大小，振幅越大，波的能量越大。
频率是描述波动过程中单位时间内波的振动次数的物理量。
频率与波长和传播速度有关，频率越高，波长越短，传播速度越大。
周期是指波动过程中，波一次完整振动所需要的时间。
周期与频率的关系为周期等于1除以频率。
周期决定了波的振动速度和频率。
传播速度是指机械波在介质中传播的速度。
传播速度与波长和频率有关，传播速度等于频率乘以波长。
不同介质中的机械波传播速度不同，例如在空气中的声波传播速度比在水中的声波传播速度要快。
除了以上几个重要的物理量外，还有相位、波矢、波速、衰减等物
理量也用于描述机械波的性质和传播过程。
相位是描述波动过程中波的状态的物理量，它表示波动的起始位置。
不同相位的波在空间中的分布情况不同。
波矢是描述波传播方向的物理量，它表示波的传播方向和传播速度的关系。
波矢的方向与波的传播方向相同。
波速是指波在介质中传播的速度。
波速与介质的性质有关，不同介质中的波速不同。
衰减是指波在传播过程中能量逐渐减弱的现象。
衰减的程度与波长和介质的性质有关。
机械波的物理量包括波长、振幅、频率、周期、传播速度、相位、波矢、波速和衰减等。
这些物理量描述了机械波的振动特性和传播过程，对于理解机械波的性质和应用具有重要意义。
在实际应用中，我们可以根据这些物理量来计算和分析机械波的特性，从而更好地理解和利用机械波的相关知识。