高中物理-机械波学案+练习
高中物理-机械波学案+练习
一、教法建议
【抛砖引玉】
机械波也是物质运动的一种形式为了使学生能认识这一特殊的运动形式,可以举一些实例做一些实验,让学生观察,引导学生分析。使其对波动形成的物理过程作深入的剖析。比如举足球赛看台上的观众做“人浪”助兴的例子,指出观众是依次站起来再坐下,而面对看台上观众却看到如浪涌。再演示把大玻璃盘放在投影仪上,玻璃盘中放上水,并在不同位置上放上小塑料块,用小木棒周期地轻触盘中心水面,可以看到投影的水波纹向外传动,但小塑料块只上下跳动而不向外运动。通过这两个例子引导学生认识到波动的过程是介质中相邻质点间依次带动,由近及远相继振动起来的过程,是振动这种运动形式在介质中由近及远地传播的过程。要特别引导学生注意：在波动的过程中,介质的质点仅在各自平衡位动置附近振动,并未随波动过程的发生而沿波的传播方向发生移动。
然后再用波动演示器分别演示横波和纵波的过程,看每个质点依次发生振动而形式波的过程。
在此基础上引导学生从功和能的角度去分析波动过程,进而搞清波形成所需具备的条件。
在波动演示器的基础上介绍两种类形的波。并从波动演示器上直观地介绍波长。以及周期频率,波速等概念。
为了加深学生对新概念的理解,最后可以把振动和波进行对比,找到它们的内在联系,弄清它们的不同。
在研究波的图象时,要大致介绍一下波的图象及其物理意义,在课本上的介绍很简单,在课堂上我们可以稍加补充,可参考教学参考书P246表格讲。最后也要对比波形图象与振动图象,加深对两个图象的理解。
最后,通过实验演示,使学生观察波的干涉和衍射现象,而后对两个现象做简单的介绍。
在演示发波水槽实验时,最好与投影仪结合做,这样可以使全班的学生都可从银幕上看波的投影。为了防止水波的反射,可以在水槽四周贴上一周软泡沫塑料。为了能更清楚地看清波出现的现象,有条件的学校还可以用频闪效应遮光器来辅助实验。频闪效应遮光器也可以自制。用硬纸卡剪成如图叶轮,将叶轮固定在玩具电动机上,就制成了频闪效应遮光器。把它放在投影仪的反光镜头下方,另其遮挡从发波水槽投射过来的光线,用滑动变阻器,调节电机转速,你会演示出波如静止一般,一般我们调节到波很慢前进的状态,能让学生看得很清楚。发波水槽也可自制,用角铁制一个边长40厘米正方形框,将一块40×40厘米的玻璃嵌在其内,用玻璃腻子固定玻璃,腻子要做成斜面,在腻子外面再固定薄泡沫塑料。将一个可调节长度的钢锯条固定在框上。在演示衍射时,可在锯条端点固定一个单触点。锯条长短经调节选取合适值。在演示干涉时,在锯条端点固定一个双触点。
在演示波的叠加实验时,可用一长跳绳,让两个学生在地上分别从两头抖动一下,即可观察到这一现象。也可用医用乳胶管灌满水,在长桌上做这一实验。
【指点迷津】
通过本单元学习,要弄清下述基本概念和基本规律。
1.机械波：机械波是物质运动的一种形式,从实验可分析：当水槽中一点受到轻触后,就出现水波纹从该点向外扩展。说明一点受轻触而出现振动又引起周围液体依次振动,所以出现了水波,因此,波动是指振动在介质中传播的过程。另外我们看到波是逐渐向外扩展的,说明波动的过程是介质中相邻质点向外扩展的,说明波动的过程是介质中相邻质点间依次“带动”,由近及远相继振动起来的过程,是振动这种运动形式在介质中依次向外传播的过程。另外我们在实验
中还看到水中放置的小塑料块,只是上下跳动,而没有“随波逐流”,说明,介质的质点仅在各自的平衡位置附近振动,并不随波动过程的发生而沿波传播方向发生迁移。
水中各点依次的上下跳动,也是由于相邻质点间由近及远地依次做功的过程,所以波动过程也是能量由近及远的传播过程。因此机械波也是传播能量的一种形式。
机械波形成的条件：（可从观察实验后总结）
(1)要有波源：即一个能不断得到能量补充而保持持续振动的质点。
(2)要有能传播波源振动和能量的介质：这种介质中,相邻质点间靠弹性力联系着,振动这种运动形式及其能量总是依赖于质点间的弹性力的联系,使之由波源向外传播。
2.波的基本类型：从波动演示器上可看出,质点的振动方向与波的传播方向的关系上有两种不同的类型。
(1)横波：质点振动方向与波的传播方向垂直的波,其波形为波峰、波谷相间的波。 (2)纵波：质点振动方向与波的传播方向一致的波,其波形为疏密相间的波。
4.描述波动的物理量
(1)波长(λ)：要现解好定义。要注意是相邻的,并且在振动过程中相对平衡位置的位移总是相等的质点间的距离。
振动在一个周期内在介质中传播的距离等于一个波长。 (2)波的频率（或周期）：一列波,介质中各质点振动频率都相同,而且都等于波源的频率。一列波由一种介质进入另外一种介质传播时,波的频率是不改变的。
(3)波速：振动在介质中传播的速度。波速是由介质的性质决定的,一列波在不同介质中传播,其波速不同。f λT
λ
υ==
请注意：一列波的波长是受波速和频率制约的,即一列波在不同介质中传播时,波长不同。 5.波的图象：波的传播也可用图象直观地表达出来。
作一个直角坐标系,以其原点表示波源的位置,用横坐标表示在波的传播方向上介质中各质点的平衡位置距波源的距离,用纵坐标表示某时刻各质点的位移。若把一列波在某时刻各质．．．．．点的位移．．．．
都标在坐标系中,并用曲线将各质点的位移端点连接起来,这曲线就叫波的传播方向上各质点的位移,即各质点离开平衡位置的情况。
如果已知一列波在某时刻的波形图象,根据波的传播方向,不但能确定各质点在此
时刻的运动方向；而且结合波的传播规律 在一个周期的内,波沿传播方向向前推进一个波长的距离,还可得知这列波在任何时刻的波形图象。 例如一列波在某时刻的波形图象如图示,
4T 后的波形图象就是此时刻的波形沿波的传播方向推进4
T
后的波形。 6.波的图象与振动图象：
振 动 图 象
波 的 图 象
物理意义
图线表示各时刻作简谐振动的某
质点的位移的大小和方向 图线表示某时刻形成波的各个质点的位移的大小和方向
坐标表示的物理量
(1)纵坐标表示质点的位移。
(2)横坐标表示时间,完成一次全振动为一周期 (3)利用T
1
f 可知振动频率 (1)纵坐标表示质点的位移。
(2)横坐标表示振动传播的距离从中可求出波长。
(3)若知波速可求周期,频率。 υ=λ/T=λ·f
时间变化对图象的影响 振动图象随时间的延长而继续延伸,原来的部分曲线,无论它的形状和位置都不再变化。
因为波形是某时刻,介质中各质点所处的不同位置所联成的曲线,当时间变化,各质点的位置就要相应变化,形成新的小波形图象,该图象是沿着x 轴向传播方向平移。 振动方向
沿振动方向垂直横坐标
先画出下一时刻的波形图,而确定质点下时刻振动到哪
7.波的衍射：是波的通性之一,它是波绕过障碍物到障碍物后面继续传播的现象。产生条件是障碍物（或小孔）的尺寸与波的波长相差不多时才能明显观察到。
8.波的选加原理：几列波相遇时能保持各自状态而并不相互干扰,这是波的一个基本性质。 两列波相遇时,该处介质的质点将同时参与两列波引起的振动,此时质点的位移等于两列波分别引起的位移的矢量和,这就是波的迭加原理。
9.波的干涉：是波的重要通性之一。
两列由频率相同的波重叠时,在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间隔,这种现象叫波的干涉。
二、学海导航
【思维基础】
1.知道机械波的定义,波的形成：
例：机械振动在_____中的____过程叫做机械波。
2.知道形成波的条件：
例：形成机械波的条件是____和_____
3.知道什么波是横波,什么波是纵波。
例：按质点振动方向与波传播方向之间的关系,波可分为_____和_____两种。
4.知道波传播的是振动的形式,同时波也是传递能量的一种运动方式。
5.能分析波的成因：
例：沿绳传播的一列横波,当波源突然停止振动后,以下说法中正确的是：
(1)绳上各质点同时停止振动,波立即消失；
(2)离波源近的各质点先停止振动,远的各质后稍点才停止振动；
(3)离波源远的各质点先停止振动,近的各质后稍点才停止振动。
(4)这列波在绳上还能继续向前推进一段。
分析：这个问题是介质还存在,但波源撤消了,所以波源周围的质点没了带动它们振动的波源,因此它们也就停止了振动,而已传出的振动不受影响,从波形上看波还要在绳上向前推进一段。因此(2)(4)正确。
6.知道振动和波的关系,下列说法中正确的是：
(1)有振动,必有波,(2)有波,必有振动；(3)有振动,不一定有波；(4)有波不一定有振动。
分析：如果质点在介质中振动,依靠介质中各质点间的弹力作用,才能把振动这种运动形式传播出去,形成波；传播过程中,由波源而引起的介质中其它质点的运动,都依次重复波源的振动。因此本题正确答案为(2)(3)
7.知道机械波的图象的意义及曲线的性质：
例：用横坐标表示波的_____方向上介质中各
质点的平衡位置,用纵坐标表示某一时刻各质点的
_____,连接各_____的未端得到的曲线,叫做波的图
象。
8.知道在横波图象中的波峰和波谷的意义：
例：横波图象中,在波的传播方向上达到_____
位移的质点所在处是波峰,达到____位移的质点所
在处是波谷。
分析：请从波的图象上看。
9.能从波的图象中确定各质点的位移或
振幅。
例：如图所示是一列横波在某时刻的波
动图象,下列各质点中,哪些质点与A质点具
有相同位移？
(1)C点；(2)E点；(3)F点；(4)H点。
分析：A点位移是垂直S轴指向A点的
线段,与此相同的有C点和H点。
10.能从横波的图象中确定、比较各质点的运动方向及加速度方向,会画出经过一段时间后的图象。
例：在上题标出的各质点中,哪些质点与质点C有方向相同的速度：
(1)A点；(2)E点；(3)F点；(4)H点
分析：先确定C点将如何运动,这样就必经画出下一个某时刻的波的图象,画法是将原波的图象向右平移,（如图示）这样可看出C点是向上振动,与它相同的点只有E。
11.会从图象中确定波长
例：如上图,关于波长的叙述正确的是：
(1)B、I两质点间距离为一个波长；
(2)A、F两质点间距离为一个波长；
(3)C、H两质点间距离为一个波长；
(4)O、G两质点间距离为一个波长。
分析：这首先看一两个点对平衡位置的位移是否相等,再看一下两个点是否满足上述条件的相邻点。从图上看满足以上两条的点有：O和G；A和H；B和I三对。那么这三对点间距离都为一个波长。
12.知道决定波的频率,波速和波长的因素,以及它们三者的关系。
例：波的频率由______的频率决定,波速由_____的性质决定,而波长由____及____共同决定,其关系为______。
分析：这里关键是抓住,波的频率只决定于振源
．．．．．．．．．
．．．．．．．．．．,与其它因素无关。而传播速度只与介质有关．,也是与其它因素无关。根据波长公式λ=υ·f即可求出波长。
13.理解波速的意义：
例：波的传播速率是：
(1)反应振动在介质中传播快慢的物理量；
(2)反应介质中各质点振动快慢的物理量；
(3)反应波形在介质中传播快慢的物理量；
(4)反应介质中各质点迁移快慢的物理量。
分析：这里首先要弄清波传播的是什么？波是只传播了振动这种运动形式,在此过程中传递了能量,而没发生质点的迁移。因此波速只能是说明了振动这种运动形式传播的快慢和振动能量传递的快慢,因此(2)(4)是错的。
14.理解波的频率、波速和波长三者的关系。
例：在下列说法中正确的是：
(1)在同一介质中,波速与频率成正比；
(2)在同一介质中,波长与波速成正比；
(3)在同一介质中,波长与频率成反比；
(4)同一波源发出的波在不同介质中传播,波长与波速成正比。
分析：波长是决定于频率和波速的,关系为λ=υ/f,而波速又只决定于介质的性质,是什么波确定,且介质确定后,该波速即为一常数。所以本题的(3)和(4)是正确的。
15.知道波的衍射现象。
例：波______障碍物的现象,叫做波的衍射。能够发生明显衍射现象的条件是障碍物或小孔的尺寸比____小,或跟_____相差不多。
16.理解波的叠加原理： 例：如图所示,一个波源从绳的左端发出A 波,另一波源从绳的右端发出B 波,若两个波源都是经过T/2后停止振动,就会有两列波分别从绳的两端出发相向传播。图中四个图中_____图两列波在相遇时的位移最大,____图两列波在相遇时位移最小。
分析：两列波分别从绳的两端出发相向传播,
当它们彼此相遇时,仍像相遇前一样,各自保持原
有波形,继续向前传播,只是在两波重叠时,介质上质点的位移等于两个波单独传播时引起的位移的矢量和。∵(1),(3)两次两波的位移同方向,∴叠加后位移最大。(2)(4)则相反。
17.解根据波的干涉的原理,判断振动的加强或减弱点。
例：如图示,在平静的水面上,用两根触头同步地上下振动作波源S 1、S 2,同时发出两列水波,在图中分别以S 1和S 2为圆心作出了两组同心圆弧,分别表示在同一时刻两列波的波峰和波谷（实线为波峰）。在图中标出的A 、B 、C 、D 四个点中,振动加强的点有______ ,振动减弱的有______。
分析：波峰与波峰相遇处和波谷与波谷相遇处,经两
波叠加后,振动位移最大,而波峰与波谷相遇处,两波叠加后,振动位移要减弱。A 点为两波峰相遇处,C 点是两波谷相遇处,而B 、D 两点均为波峰与波谷相遇处。
【学法指要】
通过以上基础知识的练习和实践,在此基础上要求我们能在较复杂的物理情景下,能比较灵活地运用好基础知识解决实际问题。
例1：投石子于静水中,可见有圆形波纹沿水面向外传播,当第一个波峰远离投石处3米时,第6个波峰恰好在投石处,且第一个波峰传到3米处历时25秒。则此水波的波长为______米,波速为______米/秒,频率为______赫。
解决此题应能根据水波的变化求出波长,确定周期,并能根据传播距离和所需时间,求出波速,最后,利用波的公式求频率。
分析：从“当第一个波峰远离投石处3米时,第6个波峰恰好在投石处”这句话可看出：从第1波峰到第六个波峰距离为3米。∵相邻波峰间距离为一个波长,则可确定3米距离间有5个波长,即波长(λ) =
5
3
米=0.6米。 ∵振动传播一个波长,所用时间为一个周期,现在第一个波峰传到3米处时历时25秒,即振动传播五个波长时历时25秒。∴周期(T)=
5
25
秒=5秒。 最后,利用公式υ=λ·f 可得υ=0.6米/5秒=0.12米/秒 f =1/T=0.2赫。
例2.如图示,在均匀介质中沿x 轴正方向传播的横波,经过0.01秒后由实线表示的波形变成了以虚线表示的波形,则此波的传播速率为_____米/秒,频率为_____赫。（设波的周期不小于0.01秒）
解此题需要明白：不同时刻波的图象的关系,波的公式,并且找出波动与时间的关系。
分析：两列波的图象关系是后者（虚线）与前者（实线）最少差T/4也可能为（4
1n
）T （n=1,2,3……）。
波的波长从图象可看出,λ=8米。
两列波最少差T/4,用时t=0.01秒,这样就确定了周期。因此f =25赫。 波速υ=λ/T=8米/0.04秒=200米/秒。 例3,如图所示其左图为一波源A 的简谐振动图象,右图的S 轴表示波源A 的振动在介质中的传播路线,x 轴表示在传播路线上各质点的位移,
波源A 位于0处。已
知振动的传播速度为400米/秒。(1)请在右图上画出从开始振动后t=0.03秒时刻的波形图线,并在图中标明图线最高点,最低点和图线与x 轴交点的坐标值；(2)画出从t=0.03秒后经1/4周期时的振动图象和波动图象。
(1)解决此题要懂得：
a.振动图象：会找T 、A 起始位置等及某时刻振动的位移。
b.波的振幅与振动振幅的关系。
c.波的周期与振动周期的关系。
d.波长,波速,周期的关系。
e.波动到达处离波源的距离x=υt
f.波动路径上各质点的振动的位移依次落后于波源。
分析：从振动图象可看出A=0.02米,T=0.04秒又∵已知υ=400米/秒。∴波长 λ=υ·T=400×0.04=16米。从振动图象还可以看到,波源起振后0.03秒,波已行进到与x=0相距x=
4
3
入的某质点P 处,则P 质点在t=0.03秒时刻的振动情况与波源起振时运动情况完全一样,确定了P 点的运动情况。要画整条波的图象,先确定P 点在图象的位置,然后再向左画3/4波长的正弦图。如图示。
(2)要画出从t=0.03秒时刻再经过4
T
后的振源振动图象,只要在原来图线的基础上按正弦规律向着t 轴方向再延伸0.01秒。
要画出从t=0.03秒时刻再经过
4
T
后的波的图象,可采用平移法,即将波的图线按传播方向平移λ/4,即成为经过T/4时间后的波的图线。
【思维体操】
例：若0.5秒后波形如图虚线所示,求
(1)若波向右传播,波速多大？（T<0.5秒） (2)若波向左传播,波速多大？（T<0.5秒） (3)若波速为180厘米/秒,求波的传播方向。 分析：解此题所需的基础知识有：理解某时刻的波的图象；能从图象上找出波长；能从另一时刻波的图象与原图象对比而确定另一时刻；能利用波的公式求出有关物理量,基本技能有：利用波的图象、波
的公式研究实际的物理情景,解决实际问
题。此题因为没有确定波的方向和经历时
间的长短,所以此题是个多解题。而第三问因确定了波速,所以要通过计算判断波的传播方向的可能性。
(1)要求波速需要知道哪些物理量？
从上面波的图象能看出哪些已知量来？
如果波向左传播,O 点振动到O ′点,其经历的时间t 与周期T 满足什么关系？ 此波的波长多大？
按照上面提问的思路去考虑问题,问题就可以迎刃而解了。这个推理过程是： λ 波形图象 已知 要求υ需知
T 波的传播 T 与t 关系 已知
这种推理的方法是解物理题常用的思维方法,叫分析综合法。简单的来说这种方法是从所求想起,推到已知,在推论过程中要弄清用到什么物理概念。在计算时则倒过来演算（推论的反方向）。如： 已知：λ=24cm t=0.5秒 最少T/4 只可能经过几个
周期后的T/4 )T 41(n +
（n=0,1,2,3……） 0.5)T 41(n =+ T
λυ=
可求出υ=(48n+12)厘米/秒
你可以分析一下,其经历时间t 与周期T 的关系不可能是t=T/4。为什么？ (2)波向右传播,同学们自己按上面的方法分析一下,并解出来。 答案为：υ=（48r+36）厘米/秒
(3)因为波可能向左传播,也可能向右传播分别计算一下,看看是否都可能？ 若波向左传播则：υ=48n+36=180 可求出n=3
13,∵n=0,1,2…… ∴波不可能向左传播。
若波向右传播则：υ=48n+36=180 可求出n=3,∴波只能向右传播。
三、智能显示
波的传播
通式
T
λ
υ=
【心中有数】
要掌握的知识有：
1.机械波：机械振动在介质中的传播。
2.形成波的条件：
(1)波源：能不断地得到能量补充而保持持续振动的物体（或质点）
(2)波是传递能量的一种运动形式。
3.机械波的传播特征：
(1)介质中相邻质点依次“带动”。
(2)波是传递能量的一种运动形式。
4.波的基本类型：横波和纵波。
5.波的图象：
(1)图象：用横坐标表示传播方向上介质中各质点的平衡位置。纵坐标表示某时刻各质点对其平衡位置的位移,各质点位移矢量末端的连成的曲线叫波的图象。
(2)物理意义：图象记录的是某时刻沿波的传播方向上介质各质点对平衡位置的位移。
(3)图象的作用：
a.描述振幅：
b.描述波长；
c.某时刻介质各质点对平衡位置的位移。
d.描述某时刻介质中各质点的振动方向。
6.波的公式：υ=λ/T=λ·f
7.波的叠加：
(1)波的叠加原理：
(2)波的干涉：
8.波的衍射。
【动手动脑】
1.图示为一向右传播的某时刻的波的图象。由图可
知该时刻质点M的速度V M和加速度a M的方向分别为：
(1)V M向上,a M向上；(2)V M向上,a M向下；
(3)V M向下,a M向上；(4)V M向下,a M向下。
2.如图示为某时刻一列沿x轴正方向传播的波形图
从图上可看出波的振幅为______米,波长为______米,P
点在此时的运动方向为____。
3.关于波的波长,下列说法中正确的是：
(1)横波中两个波峰间的距离等于波长；
(2)一个周期内,振动在介质中传播的距离等于波长；
(3)一个周期内,振动质点通过的距离等于波长；
(4)在波的传播方向上,相隔一个波
长的两个质点的振动方向一定相同。
4.一列向右传播的横波在某刻的图
象如图,已知波速为 2.4m/s,则介质中质
点P从图示时刻起的1.0秒内通过的路
程为：
(1)2.56m; (2)2.40m; (3)0.16m;
(4)0.02m
5.a,b为水平绳上两点,相距42厘米,一列正弦波沿绳传播,方向从a到b,每当a点经平衡位置
向上运动时,b点恰好到达上方最大位移处,此波的波长可能是：
(1)168厘米；(2)184厘米；(3)56厘米；(4)24厘米。
6.一列横波沿x轴正方向传播,
在t=0时刻的图象如图示,已知这列
波在P点出现两次波峰的时间间隔
为0.4秒,则：
(1)这列波的波长为5m；(2)其
波速为10m/s；(3)质点Q要再经过
0.7秒才能第一次到达波峰；(4)质
点Q到达波峰时,质点P恰好到波
谷。
【创新园地】
1.一根张紧的水平弹性长绳上的a,b相距14.0米,b点在a点右方。当一列简谐波沿长绳向右传播时,若a点的位移达到正极大时,b点的位移恰为零,且向下运动。经过1.00秒。a点的位移为零,且向下运动,而b点位移恰达到负的极大植,则这列波的波速可能为：
(1)4.67米/秒; (2)6米/秒; (3)10米/秒; (4)14米/秒
2.一列横波在S轴上传播着,在t1=0,t2=0.005秒时的波形图如图示:
(1)波的振幅和波长多大？
(2)若周期小于(t1-t2)且波速为6000米/秒求波的方向。
(3)若周期小于(t1-t2)且波向右传,波速多大？若向左传波速多大？
答案：
【动脑动手】1.(2)。 2. 0.04; 2; 向上。3.(2),(4)。 4.(3)。5.(3),(4)。 6.(2),(3)。
【创新园地】1.(1),(3) 2.(1)0.2米,8米；(2)向左传播；(3)400米/秒,1200米/秒。
四、同步题库
一、选择题
1.关于机械波,下面说法正确的是（）
A.振动能够在介质中传播,是由于相邻介质间存在着相互作用力
B.介质在把振动以波的形式传播出去的过程中,介质本身的物质也随波一起向前移动
C.在波动过程中,波上的质点沿着波形曲线运动
D.波在传播振动的同时,也将波源的振动能量传播出去
2.波在媒质中传播所引起的煤质中各点的振动具有相同的（）
A.振幅
B.机械能
C.频率
D.加速度
3.关于波长,下列说法正确的是（）
A.在横波中两个波峰间的距离是一个波长
B.振动在一个周期内,在介质中传播的距离是一个波长
C.两个相邻的,在振动过程中运动情况总是相同的质点间的距离是一个波长
D.在一个周期内,波上任一点通过的路程中运动情况总是相同的质点间的距离是一个波长
4.一列波从一种媒质进入另一种媒质时,下述说法正确的是（）
A.只有频率发生变化
B.只有波长发生变化
C.频率、波长都变化
D.波长和波速都变化
5.关于振动图象与波形图象区别,以下说法正确的是（）
A.振动图中横坐标表示时间,波形图中横坐标表示的是传播方向上介质中各质点的平衡位置
B.振动图反映的是一个质点在不同时刻的位移情况,而波形图表示的是许多质点在某一时刻的位移
C.振动图随时间而延伸,原有图形不变,而波形图在不同时刻有不同形状的图形
D.振动图上不能看出波长,波形图上不能看出周期
6.一列沿x 方向传播的横波,其振幅为A,波长为λ,某一时刻波的图象如图5-55所示,在该时刻,某一质点的坐标为（λ,0）,经过
4
1
周期后,该质点坐标为（ ） A. ??
?
??0,45λ B.（λ,-A ） C.（λ,A ） D. ??
?
??A ,45λ
图5-55 图5-56
7.如图5-56是一列波某时刻的波形图,波的传播方向向右,则下述说法中正确的是（ ） A.0质点为波源
B.0质点正向着正最大位移方向运动
C.因1质点落后于0质点,可知1质点的运动方向向下
D.3质点的运动方向向下
E.3质点和7质点振动情况总是相反
8.已知波在某时刻的波形图线如图5-57所示,且M 点的振动方向向上,下述说法正确的是（ ）
A.A 点振动落后于M 点,波长左传播
B. A 点振动落后于M 点,波向右传播
C. B 点振动超前于M 点,波向左传播
D. B 点振动超前于M 点,波向右传播
图5-57 图5-58
9.一列横波沿x方向传播,周期0.4s,当波传播至x=5m处的质点P时的波形如图5-58 所示,则（）
A.这列波波长为5m
B.这列波的波速为10m·s-1
C.再经过0.5s波传播到x=9m处的质点Q
D.当质点Q到达波峰时,质点P恰好到达波谷
10．一列沿x轴正方向传播的波,波速6m/s,振幅2cm.在某一时刻,距波源5cm的A
点运动到负的最大位移处时,距波源8cm的B点恰在平衡位置且正向上运动.则可知该波波长λ与频率f分别为（）
11．图5-59中的实线是一列波在某时刻的图象,已知波速为1m/s,经过一段时间后,
波形如图中虚线所示,那么这段时间可能是（）
A.3s
B.4s
C.5s
D.6s
图5-59 图5-60
12．一列简谐波在t=0时的波形如图5-60所示.已知波的传播速度是0.2m/s,那么在
t=1.75s时,x=10cm处质点的位置和速度可能是（）
A.y=4cm,速度为0
B.y=0,速度方向向下
C.y=0,速度方向向上
D.y=-4cm,速度为0
13．一列简谐横波沿直线AB传播,已知A、B两点间的距离是3m,在某一时刻,A、B
两质点均在平衡位置,如果A、B之间只有一个波峰,则此列波波长可能是（）
A.2m
B.3m
C.4m
D.5m
14．如图5-61所示,S为上下振动的振源,其频率为100Hz,所产生的横波向左右传
播,波速为80m/s,已知P、Q两点与振源相距分别为PS=17.4m,QS=16.2m,当S通过平衡位置向上运动时,则（）
A.Q在波峰,P在波谷
B.P在波峰,Q在波谷
C.P、Q都在波峰
D.P通过平衡位置向上振动,Q通过波谷向下振动
图5-61 图5-62
15．如图5-62所示,已知一列简谐横波的频率小于5Hz,横波在一条直线上传播,某
时刻的波形如图中实线所示,经过t=0.2s后波形变成如图中的虚线所示,则它的波速可能是（）
A. 12.5m·s-1
B. 37.5m·s-1
C．62.5m·s-1 D. 87.5m·s-1
16．在同一媒质中传播两列频率相同（相差恒定）的横波互相叠加,则（）
A.波峰与波峰叠加的点振动最强,波谷与波谷叠加的点振动最弱
B.振动最强的点经T/4后恰经平衡位置其振动最弱
C.振动加强和减弱的位置不随时间变化,且互相隔开
D.波峰与波谷叠加的点振动最弱
17.关于波的衍射,以下说法正确的是（）
A.声波、电磁波都是波,因此它们都能发生衍射
B.在空旷的山谷里叫喊,可以听到回声,这是声波的衍射现象
C.障碍物或孔越小,就越容易发生衍射
D.如果障碍物或孔比波长大,就没有衍射现象发生
18.下列说法中正确的是（）
A.一切种类的波都可能发生干涉和衍射现象
B.波遇到障碍物时将发生明显的衍射现象
C.两列频率相同的波相遇一定会发生干涉现象
D.发生干涉的两列波频率一定相同
19.如图5-63是时刻t两列波的迭加图,S1、S2是相干波源,它们振动情况完全相同,
发出两列完全相同的水波。波峰、波谷分别用实线、虚线表示,下列说法正确的是（）
A.B质点始终位于波谷处,D质点始终位于波峰处
B.经过半个周期,B质点变为波峰,D质点变为波谷
C.只有D质点振动始终加强
D.C、E两质点振动始终减弱
图5-63 图5-64
20.如图5-64所示,两列波沿x轴相向传播,使得A、B两质点的振动情况完全相同.
已知这两列波的波长均为2m,振幅均为0.05m,A、B二点相距3m,则（）
A.x=1m处质点振幅为零
B.x=1m处质点振幅为0.1m
C.x=2.5m处质点振幅为零
D.x=2.5m处质点振幅为0.1m
二、填空题
21. 频率是3Hz的简谐波,在媒质中传播的速度为1.2m/s,在传播方向上相距3cm的
两质点间的距离是个波长；时间相差周期。
22.在静止的大船上观察水面上的波动,相邻的两个波峰之间的距离为30m,两个相邻
波峰通过船的某一点所需时间是4s,则水波传播的速度大小是 m/s。
23.一列横波沿直线传播,在传播方向上有A、B两点相距1.2m,当波刚好到达B点时
开始计时,在4s内A点完成8次全振动,B点完成10次全振动,则此列波的传播方向为 ,波速是 m/s,频率是 Hz。
24.在波传播的方向上,任意时刻下列各振动质点的位移是否相同。（1）相距半波长的
两个质点；（2）相距一个波长的两个质点；（3）相距半个波长奇数倍的两个质点；（4）相距半个波长偶数倍的两个质点。
25.如图5-65为一列横波某一时刻的部分波形,该波频率为2Hz,已知质点A此时的
速度是向上的,则该波的传播方向向；它的波长为 cm；波速为cm/s,再过4.25个周期,该波前进了 cm。
图5-65 图5-66
26.如图5-66为一列沿x轴反方向传播的简谐波,波速为6m/s,振幅为2cm,在某一时刻x1=5cm的质点A运动到负的最大位移时,x2=8cm的质点B恰在平衡位置,且正向上运动,则这列波的最长的波长是 m,它的频率为 Hz。
27.如图5-67（1）所示为一列简谐波t时刻的波形图,此时质点M的运动方向竖直向上,经过时间Δt,波形图如（2）所示,已知波源振动的周期为T,则Δt= ,波的传播方向向。
图5-67 图5-68
28.如图5-68所示为一列横波的图象.实线表示t1时刻的波形图,虚线表示t2时刻的波形图。t1=0,t2=2s,如果t2-t1<2T(T为周期),则这列横波的波速大小可能是 m/s。
三、计算题
29.静水中有一上下振动的振源,见圆形波纹沿水面向外传播,当第一个波峰远离投石处
6m时,第13个波峰恰在投石处形成,且第一个波峰传到6m处历时24s,试求：（1）这列水波的波长是多少？
（2）波速是多少？
（3）频率是多少？
30.均匀媒质中沿波的传播方向上A、B两点相距L,振动从A传到B所用时间小于两个周期。某时刻A处于负的最大位移处,而B恰在平衡位置向正方向运动。求这列波的波长。
31.如图5-69是一列简谐波在t=0时的波形图,波沿x轴正方向传播,经过0.6s,A点出现第三次波峰,试求：
（1）此波的周期和波速；
（2）经过多少时间,B点出现第一次波峰。
图5-69
32.如下页图5-70为一列简谐横波的图象,实线表示t=0时刻波形图,0.5s后波形图如虚线所示,试求：
（1）若周期T>0.5s,当波向左传播时,波速多大？当波向右传播时,波速多大？
（2）若波速为180cm/s,求波的传播方向。
图5-70
参考答案
一、选择题
1. A、D；
2.C；
3.B、C；
4.D；
5. A、B、C、D；
6.B；
7.A、C、E；
8.A、C；
9.B；
10.B； 11.A、C； 12.A、D； 13.A、B； 14.B； 15.A、B； 16.C、D； 17.B、C、D； 18.A、D； 19.B、D； 20.A、D
二、填空题
21.0.75；0.75； 22.7.5； 23.B →A ；1.5；2.5； 24.（1）不同；（2）相同；（3）不 同；（4）相同； 25.右；8；16；34； 26.0.12；50； 27.KT+T 4
3（K=0,1,2…）；左； 28.2.5或7.5
三、计算题
29.（1）λ=0.5m ；（2）v=0.25m/s ；（3）f=0.5Hz ； 30.L L 7
43
4或； 31.（1）T=0.24s 、v=5m/s ；（2）t=0.48s ； 32.(1)向左：v=0.12m/s ；向右:v=0.36m/s ；（2）向右
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平等四边形定则。 2、平抛运动 平抛运动具有水平初速度且只受重力作用，是匀变速曲线运动。研究平抛运动的方法是利用运动的合成与分解，将复杂运动分解成水平方向的匀速直线运动和竖直方向的自由落体运动。其运动规律为：（1）水平方向：a x =0，v x =v 0，x= v 0t 。 （2）竖直方向：a y =g ，v y =gt ，y= gt 2 /2。 （3）合运动：a=g ，2 2y x t v v v += ，22y x s +=。v t 与v 0方向夹角为θ，tan θ= gt/ v 0，s 与x 方向夹角为α，tan α= gt/ 2v 0。 平抛运动中飞行时间仅由抛出点与落地点的竖直高度来决定，即g h t 2= ，与v 0无关。水平射程s= v 0 g h 2。 3、匀速圆周运动、描述匀速圆周运动的几个物理量、匀速圆周运动的实例分析。 正确理解并掌握匀速圆周运动、线速度、角速度、周期和频率、向心加速度、向心力的概念及物理意义，并掌握相关公式。 圆周运动与其他知识相结合时，关键找出向心力，再利用向心力公式F=mv 2/r=mr ω2 列式求解。向心力可以由某一个力来提供，也可以由某个力的分力提供，还可以由合外力来提供，在匀速圆周运动中，合外力即为向心力，始终指向圆心，其大小不变，作用是改变线速度的方向，不改变线速度的大小，在非匀速圆周运动中，物体所受的合外力一般不指向圆心，各力沿半径方向的分量的合力指向圆心，此合力提供向心力，大小和方向均发生变化；与半径垂直的各分力的合力改变速度大小，在中学阶段不做研究。 对匀速圆周运动的实例分析应结合受力分析，找准圆心的位置，结合牛顿第二定律和向心力公式列方程求解，要注意绳类的约束条件为v 临=gR ，杆类的约束条件为v 临=0。 （三）常考模型规律示例总结 1.渡河问题分析 小船过河的问题,可以 小船渡河运动分解为他同时参与的两个运动,一是小船相对水的运动(设水不流时船的运动,即在静水中的运动),一是随水流的运动(水冲船的运动,等于水流的运动),船的实际运动为合运动. 例1：设河宽为d,船在静水中的速度为v 1,河水流速为v 2 ①船头正对河岸行驶,渡河时间最短,t 短= 1 v d ②当 v 1> v 2时,且合速度垂直于河岸,航程最短x 1=d 当 v 1< v 2时,合速度不可能垂直河岸,确定方法如下: 如图所示,以 v 2矢量末端为圆心;以 v 1矢量的大小为半径画弧,从v 2矢量的始端向圆弧作切线,则 合速度沿此切线航程最短, 由图知: sin θ=21 v v
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（4）三者关系：________________________________________ 2、波动图像：表示在波的传播方向上，介质中的各个质点在________________相对平衡位置的________。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. （1）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） ⑤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. （2）波动图像与振动图像的比较： 振动图象波动图象研究对象一个振动质点沿波传播方向所有的质点 一个质点的位移随时间变化规律某时刻所有质点的空间分布规律@ 研究内容 图象 物理意义表示一质点在各时刻的位移表示某时刻各质点的位移 随时间推移，图象沿传播方向平移图象变化， 随时间推移图象延续，但已有形状不 变 一个完整曲线占横坐标距离表示一个周期表示一个波长 例3、一列简谐波在x轴上传播，其波形图如图7-32-4所示，其中实线，虚线分别表示t1=0，t2=时的波形，求⑴这列波的波速 ⑵若波速为280m/s,其传播方向如何此时质点P从图中位置运动至波谷位置 的最短时间是多少 :
练习2、如图7-32-5所示，甲为某一波在t=时的图象，乙为对应该波动的P质点的振动图象。 ⑴说出两图中AA’的意义 ⑵说出甲图中OA’B图线的意义 ⑶求该波速v= ⑷在甲图中画出再经时的波形图。 % ⑸求再经过时P质点的路程s和位移。 练习题： 1.在波的传播过程中，下列有关介质中质点的振动说法正确的是( ) A．质点在介质中做自由振动 B．质点在介质中做受迫振动 · C．各质点的振动规律都相同 D．各质点的振动速度都相同 2.下列关于横波与纵波的说法中，正确的是( ) A．振源上下振动形成的波是横波 B．振源左右振动形成的波是纵波 C．振源振动方向与波的传播方向相互垂直，形成的是横波 D．在固体中传播的波一定是横波 3.传播一列简谐波的介质中各点具有相同的( )
高中物理《机械波》知识梳理
《机械波》知识梳理 【波动形成和传播】 机械波：机械振动在介质中的传播过程叫机械波，机械波产生的条件有两个：一是要有做机械振动的物体作为波源，二是要有能够传播机械振动的介质。 横波和纵波： 质点的振动方向与波的传播方向垂直的叫横波。质点的振动方向与波的传播方向在同一直线上的叫纵波。气体、液体、固体都能传播纵波，但气体和液体不能传播横波，声波在空气中是纵波。 【波的图像】 横波的图象 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。 简谐波的图象是正弦曲线，也叫正弦波 简谐波的波形曲线与质点的振动图象都是正弦曲线，但他们的意义是不同的。波形曲线表示介质中的“各个质点”在“某一时刻”的位移，振动图象则表示介质中“某个质点”在“各个时刻”的位移。 【波长频率与波速】 波长：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。 频率f：波的频率由波源决定，在任何介质中频率保持不变。 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。 【波的反射和折射】 惠更斯原理：介质中任一波面上的各点，都可以看作发射子波的波源，而后任意时刻，这些子波在波前进方向的包络面便是新的波面。 波的反射：波遇到障碍物会返回来继续传播 反射规律：入射线、法线、反射线在同一平面内，入射线与反射线分居法线两侧，反射角等于入射角。 波的折射：波从一种介质进入另一种介质时，波的传播方向发生了改变的现象叫做波的折射． 折射规律：折射定律：入射线、法线、折射线在同一平面内，入射线与折射线分居法线两侧．入射角的正弦跟折射角的正弦之比等于波在第一种介质中的速度跟波在第二种介质中的速度之比： 【波的衍射】 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。 【波的干涉】 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。 【多普勒效应】 多普勒效应：由于波源和观察者之间有相对运动，使观察者感到频率变化的现象叫做多普勒效应。他是奥地利物理学家多普勒在1842年发现的。 多普勒效应的应用: ①现代医学上使用的胎心检测器、血流测定仪等有许多都是根据这种原理制成。 ②根据汽笛声判断火车的运动方向和快慢，以炮弹飞行的尖叫声判断炮弹的飞行方向等。 1
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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、
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高中物理学习材料 高一物理导学案 主备人：赵红梅 2015年4月16日 学生姓名：班级： 第六章万有引力与航天测试题 一、单项选择题 1．在物理学理论建立的过程中，有许多伟大的科学家做出了贡献．关于科学家和他们的贡献，下列说法正确的是( ) A．开普勒进行了“月—地检验”，得出天上和地下的物体都遵从万有引力定律的结论 B．哥白尼提出“日心说”，发现了太阳系中行星沿椭圆轨道运动的规律 C．第谷通过对天体运动的长期观察，发现了行星运动三定律 D．牛顿发现了万有引力定律 2. 不可回收的航天器在使用后，将成为太空垃圾．如图1所示是漂浮在地球附近的太空垃圾示意图， 对此有如下说法，正确的是( ) A．离地越低的太空垃圾运行周期越大 B．离地越高的太空垃圾运行角速度越小 C．由公式v＝gr得，离地越高的太空垃圾运行速率越大 D．太空垃圾一定能跟同一轨道上同向飞行的航天器相撞 3．已知引力常量G，在下列给出的情景中，能根据测量数据求出月球密度的是( ) A．在月球表面使一个小球做自由落体运动，测出下落的高度H和时间t B．发射一颗贴近月球表面绕月球做匀速圆周运动的飞船，测出飞船运行的周期T C．观察月球绕地球的圆周运动，测出月球的直径D和月球绕地球运行的周期T D．发射一颗绕月球做匀速圆周运动的卫星，测出卫星离月球表面的高度H和卫星的周期T 4. “嫦娥”一号探月卫星沿地月转移轨道到达月球，在距月球表面200 km的P点进行第一次“刹 车制动”后被月球捕获，进入椭圆轨道Ⅰ绕月飞行，如图2所示．之后，卫星在P点经过几次“刹车制动”，最终在距月球表面200 km的圆形轨道Ⅲ上绕月球做匀速圆周运动．用T1、T2、 鑫达捷 图2
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高中物理机械振动和机械波知识点 "机械振动和机械波是高中物理教学中的难点，有哪些知识点需要学生学习呢?下面我给大家带来高中物理课本中机械振动和机械波知识点，希望对你有帮助。 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<5. (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.
最新精编高中物理5.5机械波公开课优质课教学设计
§55机械波 5．5．1、机械波 机械振动在介质中的传播形成机械波，波传递的是振动和能量，而介质本身并不迁移。 自然界存在两种简单的波：质点振动方向与波的传播方向垂直时，称为横波；与传播方向一致时，叫纵波，具有切变弹性的介质能传播横波；具有体变弹性的介质可传播纵波，固体液体中可以同时有横波和纵波，而在气体中一般就只有纵波存在了。 在波动中，波上相邻两个同相位质点间的距离，叫做一个波长，也就是质点作一个全振动时，振动传播的距离。由于波上任一个质点都在做受迫振动，因此它们的振动频率都与振的振动频率相等，也就是波的频率，在波动中，波长λ、频率f 与传播速度v 之间满足 T f v λ λ== （1） 注意：波速不同于振动质点的运动速度，波速与传播介质的密度及弹性性质有关。 5．5．2、波动方程 如图5-5-1所示，一列横波以速度v 沿x 轴正方向传播，设波O 点的振动方程为： )c o s (0?ω+=t A y 在x 轴上任意点P 的振动比O 点滞后时间 图5-5-1
v x t p =，即当O 点相位为)(0?ω+t 时，P 点的相位为????? ?+-0)(?ωv x t ，由f πω2=，f v λ=， T l f =，P 点振动方程为 ??????+-=0)(cos ?ωv x t A y ) 22c o s (0λπ?πx ft A --= )22c o s (0λπ?πx t T A -+= 这就是波动方程，它可以描述平面简谐波的传播方向上任意点的振动规律。当波向x 轴负方向传播时，（2）式只需改变v 的正负号。由波动方程，可以 （1）求某定点1x 处的运动规律 将1x x =代入式（6-14），得 )22cos(101λπ?πx t T A y -+= )c o s (1?ω+=t A 其中λπ??1012x -=为1x 质点作简谐振动的初相位。 （2）求两点1x 与2x 的相位差 将2x x =代入（2）式，得两点1x 、2x 的相位差 λπ???12212x x -=-=? 若k k x x (2212?=-λ 为整），则π?k 2=?，则该两点同相，它们的位移和速度都相同。若k k x x (2)12(12λ +=-为整），则π?)12(+=?k ，则该两点相位相反， 它们的位移和速度大小相同，速度方向刚好相反。 球面波的波动方程与平面波相比，略有不同，对于球面波，其振幅随传播距离的
最新新课标人教高中物理必修一全册学案
新课标人教版高中物理必修一全册经典教案（含有章节练习） 第一章运动的描述 §1.1 质点、参考系和坐标系 【学习目标细解考纲】 1．掌握质点的概念，能够判断什么样的物体可视为质点。 2．知道参考系的概念，并能判断物体在不同参考系下的运动情况。 3．认识坐标系，并能建立坐标系来确定物体的位置及位置变化。 【知识梳理双基再现】 1．机械运动物体相对于其他物体的变化，也就是物体的随时间的变化，是自然界中最、最的运动形态，称为机械运动。是绝对的，是相对的。 2．质点我们在研究物体的运动时，在某些特定情况下，可以不考虑物体的 和，把它简化为一个，称为质点，质点是一个的物理模型。 3．参考系在描述物体的运动时，要选定某个其他物体做参考，观察物体相对于它的位置是否随变化，以及怎样变化，这种用来做的物体称为参考系。为了定量地描述物体的位置及位置变化，需要在参考系上建立适当的。 【小试身手轻松过关】 1．敦煌曲子词中有这样的诗句：“满眼风波多闪烁，看山恰似走来迎，仔细看山山不动，是船行。”其中“看山恰似走来迎”和“是船行”所选的参考系分别是（）A．船和山B．山和船C．地面和山D．河岸和流水 2．下列关于质点的说法中，正确的是（） A．质点就是质量很小的物体 B．质点就是体积很小的物体 C．质点是一种理想化模型，实际上并不存在 D．如果物体的大小和形状对所研究的问题是无关紧要的因素时，即可把物体看成质点3．关于坐标系，下列说法正确的是（） A．建立坐标系是为了定量描写物体的位置和位置变化 B．坐标系都是建立在参考系上的 C．坐标系的建立与参考系无关 D．物体在平面内做曲线运动，需要用平面直角坐标系才能确定其位置 4．在以下的哪些情况中可将物体看成质点（） A．研究某学生骑车由学校回家的速度 B．对这名学生骑车姿势进行生理学分析 C．研究火星探测器从地球到火星的飞行轨迹 D．研究火星探测器降落火星后如何探测火星的表面 【基础训练锋芒初显】 5．在下述问题中，能够把研究对象当作质点的是（） A．研究地球绕太阳公转一周所需时间的多少 B．研究地球绕太阳公转一周地球上不同区域季节的变化、昼夜长短的变化 C．一枚硬币用力上抛，猜测它落地时正面朝上还是反面朝上 D．正在进行花样溜冰的运动员 6．坐在美丽的校园里学习毛泽东的诗句“坐地日行八万里，巡天遥看一千河”时，我们感觉是静止不动的，这是因为选取作为参考系的缘故，而“坐地日行八万里”是选取作为参考系的。 7．指出以下所描述的各运动的参考系是什么？ （1）太阳从东方升起，西方落下； （2）月亮在云中穿行； （3）汽车外的树木向后倒退。 8．一物体从O点出发，沿东偏北30度的方向运动10 m至A点，然后又向正南方向运动5 m至B点。（sin30°=0.5） （1）建立适当坐标系，描述出该物体的运动轨迹； （2）依据建立的坐标系，分别求出A、B两点的坐标。 【举一反三能力拓展】 9．在二战时期的某次空战中，一英国战斗机驾驶员在飞行中伸手触到了一颗“停”在驾驶舱边的炮弹，你如何理解这一奇怪的现象？ 【名师小结感悟反思】 本课时学习了质点、参考系、坐标系三个基本概念，质点是重点，是理想化模型，是一种科学抽象。判断物体能否视为质点的依据在于研究问题的角度，跟物体本身的形状、大小无关。因此，分析题目中所给的研究角度，是学习质点概念的关键。 运动是绝对的，运动的描述是相对的；对同一运动，不同参考系描述形式不同。一般选大地为参考系。坐标系是建立在参考系之上的数学工具。坐标系的建立，为定量研究物体的运动奠定了数学基础。
高中物理《机械波》典型题(精品含答案)
《机械波》典型题 1．(多选)某同学漂浮在海面上，虽然水面波正平稳地以1.8 m/s 的速率向着海滩传播，但他并不向海滩靠近．该同学发现从第1个波峰到第10个波峰通过身下的时间间隔为15 s ．下列说法正确的是( ) A ．水面波是一种机械波 B ．该水面波的频率为6 Hz C ．该水面波的波长为3 m D ．水面波没有将该同学推向岸边，是因为波传播时能量不会传递出去 E ．水面波没有将该同学推向岸边，是因为波传播时振动的质点并不随波迁移 2．(多选)一振动周期为T 、振幅为A 、位于x ＝0点的波源从平衡位置沿y 轴正向开始做简谐运动．该波源产生的一维简谐横波沿x 轴正向传播，波速为v ，传播过程中无能量损失．一段时间后，该振动传播至某质点P ，关于质点P 振动的说法正确的是( ) A ．振幅一定为A B ．周期一定为T C ．速度的最大值一定为v D ．开始振动的方向沿y 轴向上或向下取决于它离波源的距离 E ．若P 点与波源距离s ＝v T ，则质点P 的位移与波源的相同 3．(多选)一列简谐横波从左向右以v ＝2 m/s 的速度传播，某时刻的波形图如图所示，下列说法正确的是( ) A ．A 质点再经过一个周期将传播到D 点 B ．B 点正在向上运动 C ．B 点再经过18T 回到平衡位置
D．该波的周期T＝0.05 s E．C点再经过3 4T将到达波峰的位置 4．(多选)图甲为一列简谐横波在t＝2 s时的波形图，图乙为媒质中平衡位置在x＝1.5 m处的质点的振动图象，P是平衡位置为x＝2 m的质点，下列说法中正确的是( ) A．波速为0.5 m/s B．波的传播方向向右 C．0～2 s时间内，P运动的路程为8 cm D．0～2 s时间内，P向y轴正方向运动 E．当t＝7 s时，P恰好回到平衡位置 5．(多选)一列简谐横波沿x轴正方向传播，在x＝12 m处的质点的振动图线如图甲所示，在x＝18 m处的质点的振动图线如图乙所示，下列说法正确的是( ) A．该波的周期为12 s B．x＝12 m处的质点在平衡位置向上振动时，x＝18 m处的质点在波峰 C．在0～4 s内x＝12 m处和x＝18 m处的质点通过的路程均为6 cm D．该波的波长可能为8 m E．该波的传播速度可能为2 m/s 6．(多选)从O点发出的甲、乙两列简谐横波沿x轴正方向传播，某时刻两列波分别形成的波形如图所示，P点在甲波最大位移处，Q点在乙波最大位移处，
高中物理知识点总结：机械波.doc
高中物理知识点总结：机械波 知识网络： 内容详解： 一、波的形成和传播： ●机械波：机械振动在介质中的传播过程叫机械波。 ●机械波产生的条件有两个： ①要有做机械振动的物体作为波源。 ②是要有能够传播机械振动的介质。 ●横波和纵波： ①质点的振动方向与波的传播方向垂直的叫横波。 ②质点的振动方向与波的传播方向在同一直线上的叫纵波。 气体、液体、固体都能传播纵波，但气体和液体不能传播横波，声波在空气中是纵波，声波的频率从20到2万赫兹。 ●机械波的特点： ①每一质点都以它的平衡位置为中心做简振振动，后一质点的振动总是落后于带动它的前一质点的振动。 ②波只是传播运动形式和振动能量，介质并不随波迁移。 振动和波动的比较： 两者的联系：
振动和波动都是物体的周期性运动，在运动过程中使物体回到原来平衡位置的力，一 般来说都是弹性力，就整个物体来看，所呈现的现象是波动。而对构成物体的单个质点来 看，所呈现的现象是振动，因此可以说振动是波动的起因，波动是振动在时空上的延伸， 没有振动一定没有波动，有振动也不一定有波动，但有波动一定有振动。 二者的区别： 从运动现象来看：振动是一个质点或一个物体通过某一中心，平衡位置的往复运动， 而波动是由振动引起的，是介质中大量质点依次发生振动而形成的集体运动。 从运动原因来看：振动是由于质点离开平衡位置后受到回复力的作用，而波动是由于 弹性介质中某一部分受到扰动后发生形变，产生了弹力而带动与它相邻部分质点也随同它 做同样的运动，这样由近及远地向外传开，在波动中各介质质点也受到回复力的作用。 从能量变化来看：振动系统的动能与势能相互转换，对于简谐运动，动能最大时势能 为零，势能最大时动能为零，总的机械能守恒，波在传播过程中，由振源带动它相邻的质 点运动，即振源将机械能传递给相邻的质点，这个质点再将能量传递给下一个质点，因此 说波的传播过程是一个传播能量的过程，每个质点都不停地吸收能量，同时向外传递能 量，当波源停止振动，不再向外传递能量时，各个质点的振动也会相继停下来。 二、波的图像： ●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。 简谐波的图像是正弦曲线，也叫正弦波。 ●简谐波的波形曲线与质点的振动图像都是正弦曲线，但他们的意义是不同的。波形 曲线表示介质中的“各个质点”在“某一时刻”的位移，振动图像则表示介质中“某个质 点”在“各个时刻”的位移。 由某时刻的波形图画出另一时刻的波形图： 平移法：先算出经时间Δt波传播的距离Δx=vΔt，再把波形沿波的传播方向平移Δx 即可。因为波动图像的重复性，若已知波长，则波形平移，则波形平移，时波形不变。当 Δx=nλ+x时,可采取去整nλ留零x的方法,只需平移x即可。 特殊点法：在波形上找两个特殊点，如过平衡位置的点和与相邻的波峰、波谷点，先 确定这两点的振动方向，再看Δt=nT+t由于经nT波形不变,所以也采取去整nT留零t的方法,分别做出两个特殊点经t后的位置,然后按正弦规律画出新波形。 三、波长、波速和频率（周期）的关系： ●描述机械波的物理量 ①波长：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。 ②频率f：波的频率由波源决定，在任何介质中频率保持不变。
高中物理机械波单元测试及答案
机械波单元测试 一、选择题 1.．关于机械振动和机械波下列叙述正确的是（） A．有机械振动必有机械波 B．有机械波必有机械振动 C．在波的传播中，振动质点并不随波的传播方向发生迁移 D．在波的传播中，如振源停止振动，波的传播并不会立即停止 2．一列波由波源向周围扩展开去,由此可知（） A、介质中各质点由近及远地传播开去 B、介质点的振动形式由近及远传播开去 C、介质点振动的能量由近及远传播开去 D、介质点只是振动而没有迁移 3．关于超声波和次声波，以下说法正确的是（） A、频率低于20Hz的声波为次声波，频率高于20000Hz的声波为超声波。 B、次声波的波长比可闻波短，超声波的波长比可闻波长长 C、次声波的波速比可闻波小，超声波的波速比可闻波大 D、在同一种均匀介质中，在相同的温度条件下，次声波、可闻波和超声波的波速相等 4．一列沿x轴传播的简谐横波, 某时刻的图象如图1所示. 质点A的位置坐标为(-5,0), 且此时它正沿y轴正方向运动, 再经2 s将第一次到达正方向最大位移, 由此可知 ( ) A. 这列波的波长为20 m B. 这列波的频率为 Hz C. 这列波的波速为2.5 m/s 图1 D. 这列波是沿x轴的正方向传播的 图2
5．一列机械波在某时刻的波形如图2中实线所示，经过一段时间后，波形图象变成如图2中虚线所示，波速大小为1 m/s ．那么这段时间可能是（ ） A ．3 s B ．4 s C ．5 s D ．6 s 6．一列沿x 轴传播的简谐波，波速为4 m/s ，某时刻的波形图象如图3所示．此时x ＝8 m 处的质点具有正向最大速度，则再过 s （ ） A ．x ＝4 m 处质点具有正向最大加速度 B ．x ＝2 m 处质点具有负向最大速度 C ．x ＝0处质点具有负向最大加速度 D ．x ＝6 m 处质点通过的路程为20 cm 7．如图4所示，在xoy 平面内，有一沿x 轴正方向传播的简谐横波，波速为1 m/s ，振幅为4 cm ，频率为 Hz ．P 点、Q 点平衡位置相距0.2m 。在t =0时，P 点位于其平衡位置上方最大位移处，则Q 点 ( ) A ．在 s 时的位移为4 cm B ．在 s 时的速度最大 C ．在 s 时速度方向向下 D ．在0～ s 内的路程为4 cm 8．一列沿x 轴传播的简谐横波某时刻的波形图象如图5甲所示．若从此时刻开始 计时，则图5乙表示a 、b 、c 、d 中哪个质点的振动图象 ( ) A ．若波沿x 轴正方向传播，则乙图为a 图4 甲 乙 图5 2图3
打包下载(含28套)人教版高中物理必修1【全册】学案汇总
（共28套78页）人教版高中物理必修1（全册）精 品学案汇总 §1.1 质点参考系和坐标系
【学习目标】1、理解质点的定义，知道质点是一个理想化的物理模型. 初步体会物理模型在探索自然规律中的作用. 2、知道物体看成质点的条件. 3、理解参考系的概念，知道在不同的参考系中对同一个运动的描述可能是不同的. 4、理解坐标系的概念，会用一维坐标系定量描述物体的位置以及位置的变化. 【学习重点】质点概念的理解 【学习难点】物体看成质点的条件、不同参考系描述物体运动的关系 【学习流程】 【自主先学】 1、什么是机械运动？ 2、物理学中的“质点”与几何学中的“点”有何区别？ 3、什么是运动的绝对性？什么是运动的相对性？ 【组内研学】 ●为什么要引入“质点”概念？（阅读P9～10） 1、定义：叫质点. 讨论一：在研究下列问题时，加点的物体能否看成质点？ 地球 ．．通过桥梁的时间、火车 ．．从上海到北京的运动时间、轮船在海．．的自转、火车 ．．的公转、地球 里的位置 2、物体可以看成“质点”的条件： . 3、“质点”的物理意义：. 【交流促学】讨论：下列各种运动的物体中，在研究什么问题时能被视为质点？ A．做花样滑冰的运动员B．运动中的人造地球卫星 C．投出的篮球D．在海里行驶的轮船 请说一说你的选择和你的理由？ 小结：⑴将实际物体看成“质点”是一种什么研究方法？ ⑵哪些情况下，可以将实际物体看作“质点”处理？ 【组内研学】 ●为什么要选择“参考系”？（阅读P10和插图1.1-3） 讨论二：⑴书P11“问题与练习”第1题；⑵插图1.1- 4什么现象？说明了什么？ 1、定义：叫参考系. 2、你对参考系的理解： ⑴
高中物理知识点机械波详解和练习
机械波 一、知识网络 二、画龙点睛 概念 1、机械波 (1)机械波：机械振动在介质中的传播，形成机械波。 (2) 机械波的产生条件： ①波源：引起介质振动的质点或物体 ②介质：传播机械振动的物质
(3)机械波形成的原因：是介质内部各质点间存在着相互作用的弹力，各质点依次被带动。 (4)机械波的特点和实质 ①机械波的传播特点 a．前面的质点领先，后面的质点紧跟； b．介质中各质点只在各自平衡位置附近做机械振动，并不沿波的方向发生迁移； c．波中各质点振动的频率都相同； d．振动是波动的形成原因，波动是振动的传播； e．在均匀介质中波是匀速传播的。 ②机械波的实质 a．传播振动的一种形式； b．传递能量的一种方式。 (5)机械波的基本类型：横波和纵波 ①横波：质点的振动方向跟波的传播方向垂直的波，叫做横波。 表现形式：其中凸起部分的最高点叫波峰，凹下部分的最低 点叫波谷。横波表现为凹凸相间的波形。 实例：沿绳传播的波、迎风飘扬的红旗等为横波。 ②纵波：质点的振动方向跟波的传播方向在同一直线上的波，叫做纵波。 表现形式其中质点分布较稀的部分叫疏部，质点分布较密的 部分叫密部。纵波表现为疏密相间的波形。
实例：沿弹簧传播的波、声波等为纵波。 2、波的图象 (1)波的图象的建立 ①横坐标轴和纵坐标轴的含意义 横坐标x表示在波的传播方向上各个质点的平衡位置；纵坐标y 表示某一时刻各个质点偏离平衡位置的位移。 从形式上区分振动图象和波动图象，就看横坐标。 ②图象的建立：在xOy坐标平面上，画出各个质点的平衡位置x 与各个质点偏离平衡位置的位移y的各个点(x，y)，并把这些点连成曲线，就得到某一时刻的波的图象。 (2)波的图象的特点 ①横波的图象特点 横波的图象的形状和波在传播过程中介质中各质点某时刻的分布形状相似。波形中的波峰也就是图象中的位移正向最大值，波谷即为图象中位移负向最大值。波形中通过平衡位置的质点在图象中也恰处于平衡位置。 在横波的情况下，振动质点在某一时刻所在的位置连成的一条曲线，就是波的图象，能直观地表示出波形。波的图象有时也称波形图或波形曲线。 ②纵波的图象特点 在纵波中，如果规定位移的方向与波的传播方向一致时取正值，位移的方向与波的传播方向相反时取负值，同样可以作出纵波的图
(完整版)沪科版高一物理教案模板下册《机械波的运动》
沪科版高一物理教案模板下册《机械波的运动》 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 1．机械波的产生条件：波源（机械振动）传播振动的介质（相邻质点间存在相互作用力）。 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）机械波的频率由波源决定，而传播速度由介质决定。 4．机械波的传播特点（规律）： （1）前带后，后跟前，运动状态向后传。即：各质点都做受迫振动，起振方向由波源来决定；且其振动频率（周期）都等于波源的振动频率（周期），但离波源越远的质点振动越滞后。 （2）机械波传播的是波源的振动形式和波源提供的能量，而不是质
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
高中物理机械运动机械波部分知识点及习题修订版
高中物理机械运动机械波部分知识点及习题修 订版 IBMT standardization office【IBMT5AB-IBMT08-IBMT2C-ZZT18】
机械运动与机械波 Ⅰ.基础巩固 一、机械振动 1、机械振动：物体（或物体的一部分）在某一中心位置两侧做的往复运动． 振动的特点:①存在某一中心位置;②往复运动,这是判断物体运动是否是机械振动的条件. 产生振动的条件:①振动物体受到回复力作用;②阻尼足够小; 2、回复力：振动物体所受到的总是指向平衡位置的合外力． ①回复力时刻指向平衡位置;②回复力是按效果命名的, 可由任意性质的力提供．可以是 几个力的合力也可以是一个力的分力; ③合外力：指振动方向上的合外力，而不一定是 物体受到的合外力．④在平衡位置处：回复力为零，而物体所受合外力不一定为零．如 单摆运动，当小球在最低点处，回复力为零，而物体所受的合外力不为零． 3、平衡位置：是振动物体受回复力等于零的位置；也是振动停止后，振动物体所在位 置；平衡位置通常在振动轨迹的中点。“平衡位置”不等于“平衡状态”。平衡位置是 指回复力为零的位置，物体在该位置所受的合外力不一定为零。（如单摆摆到最低点 时，沿振动方向的合力为零，但在指向悬点方向上的合力却不等于零，所以并不处于平 衡状态） 二、简谐振动及其描述物理量 1、振动描述的物理量
（1）位移：由平衡位置指向振动质点所在位置的有向线段． ①是矢量，其最大值等于振幅； ②始点是平衡位置，所以跟回复力方向永远相反； ③位移随时间的变化图线就是振动图象． （2）振幅：离开平衡位置的最大距离． ①是标量；②表示振动的强弱； （3）周期和频率：完成一次全变化所用的时间为周期T，每秒钟完成全变化的次数为频率f． ①二者都表示振动的快慢； ②二者互为倒数；T=1/f； ③当T和f由振动系统本身的性质决定时（非受迫振动），则叫固有频率与固有周期是定值，固有周期和固有频率与物体所处的状态无关． 2、简谐振动：物体所受的回复力跟位移大小成正比时，物体的振动是简偕振动． ①受力特征：回复力F=—KX。 ②运动特征：加速度a=一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。
高中物理选修3-4机械振动机械波光学知识点汇总
高中物理选修3-4机械振动机械波光学知识 点汇总 -CAL-FENGHAI-(2020YEAR-YICAI)_JINGBIAN
机械振动 一、基本概念 1.机械振动：物体（或物体一部分）在某一中心位置附近所做的往复运动 2.回复力F ：使物体返回平衡位置的力，回复力是根据效果（产生振动加速度，改变速度的大小，使物体回到平衡位置）命名的，回复力总指向平衡位置，回复力是某几个力沿振动方向的合力或是某一个力沿振动方向的分力。（如①水平弹簧振子的回复力即为弹簧的弹力；②竖直悬挂的弹簧振子的回复力是弹簧弹力和重力的合力；③单摆的回复力是摆球所受重力在圆周切线方向的分力，不能说成是重力和拉力的合力） 3.平衡位置：回复力为零的位置（物体原来静止的位置）。物体振动经过平衡位置时不一定处于平衡状态即合外力不一定为零（例如单摆中平衡位置需要向心力）。 4.位移x ：相对平衡位置的位移。它总是以平衡位置为始点，方向由平衡位置指向物体所在的位置，物体经平衡位置时位移方向改变。 5.简谐运动：物体在跟偏离平衡位置的位移大小成正比，并且总指向平衡位置的回复力的作用下的振动，叫简谐运动。 （1）动力学表达式为：F = -kx F=-kx 是判断一个振动是不是简谐运动的充分必要条件。凡是简谐运动沿振动方向的合力必须满足该条件；反之，只要沿振动方向的合力满足该条件，那么该振动一定是简谐运动。 （2）运动学表达式：x ＝A sin(ωt ＋φ) （3）简谐运动是变加速运动．物体经平衡位置时速度最大，物体在最大位移处时速度为零，且物体的速度在最大位移处改变方向。 （4）简谐运动的加速度：根据牛顿第二定律，做简谐运动的物体指向平衡位置 的(或沿振动方向的)加速度m kx a -=.由此可知，加速度的大小跟位移大小成正 比，其方向与位移方向总是相反。故平衡位置F 、x 、a 均为零，最大位移处F 、x 、a 均为最大。 （5）简谐运动的振动物体经过同一位置时，其位移大小、方向是一定的，而速度方向却有指向或背离平衡位置两种可能。 （6）简谐运动的对称性 ①瞬时量的对称性：做简谐运动的物体，在关于平衡位置对称的两点，回复力、位移、加速度具有等大反向的关系．速度的大小、动能也具有对称性，速度的方向可能相同或相反。 ②过程量的对称性：振动质点来回通过相同的两点间的时间相等，如t BC ＝t CB ；质点经过关于平衡位置对称的等长的两线段的时间也相等。 6.振幅A ：振动物体离开平衡位置的最大距离，是标量，表示振动的强弱和能量的物理量，无正负之分。 7.周期T 和频率f ：表示振动快慢的物理量。完成一次全振动所用的时间叫周期，单位时间内完成全振动次数叫频率，大小由系统本身的性质决定（与振幅无关），所以叫固有周期和频率。任何简谐运动都有共同的周期公式： k m T π 2=（其中m 是振动物体的质量，k 是回复力系数，即简谐运动的判定式
人教版高中物理全套教案和导学案55机械波
§5.5机械波 5．5．1、机械波 机械振动在介质中的传播形成机械波，波传递的是振动和能量，而介质本身并不迁移。 自然界存在两种简单的波：质点振动方向与波的传播方向垂直时，称为横波；与传播方向一致时，叫纵波，具有切变弹性的介质能传播横波；具有体变弹性的介质可传播纵波，固体液体中可以同时有横波和纵波，而在气体中一般就只有纵波存在了。 在波动中，波上相邻两个同相位质点间的距离，叫做一个波长，也就是质点作一个全振动时，振动传播的距离。由于波上任一个质点都在做受迫振动，因此?、 在波动中，波长它们的振动频率都与振源的振动频率相等，也就是波的频率，fv 之间满足与传播速度频率 ???fv?T（1） 注意：波速不同于振动质点的运动速度，波速与传播介质的密度及弹性性质有关。5．5．2、波动方程 vx轴正方向传播，设波源O沿如图5-5-1所示，一列横波以速度点的振动y 方程为：v??soAcy(t??)0O x P x点滞后时间的振动比P在O轴上任意点x?t??)?(t p v点的相位为时，PO，即当点相位为0图5-5-1 x??l???)(t?f???0???f?f?2v v??T，P点振动方程为，由，，x?????)tAcos?(y???0v?? ?x2??)?os2(ft??Ac0???x22?)ts(???Aco0?T 这就是波动方程，它可以描述平面简谐波的传播方向上任意点的振动规律。vx）式只需改变的正负。由波动方程，可以当波向（轴负方向传播时，2x 处的运动 规律）求某定点（11xx?，得代入式（将6-14）1?x21??)?2y?Acos(t?01?T ??)?Act(?os 1?x2??1??x01?质点作简谐振动的初相位。其中为1xx的相位差与（2）求两点12x?xxx的相位差）式，得两点将、代入（2 122x?x????122???? 21? ??2k(?x?kx??k??2122，则该两点同相，它们的位移和速，则若为整数）