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第2讲机械波

考点一机械波与波的图像

1.机械波

（1）机械波的形成条件

①有发生机械振动的。

②有传播，如空气、水等。

（2）传播特点

①机械波传播的只是振动的和，质点只在各自的平衡位置附近做简谐运动，并不随波。

②波传到任意一点，该点的起振方向都和波源的起振方向。

③介质中每个质点都做振动，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。

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。

2.波的图像

（1）坐标轴：横轴表示各质点的，纵轴表示该时刻各质点的。

（2）意义：表示在波的传播方向上，某时刻各质点离开的位移。

（3）图像（如图）

3.波长、波速、频率及其关系

（1）波长λ：在波的传播方向上，振动相位总是的两个相邻质点间的距离。

（2）波速v：波在介质中的传播速度，由本身的性质决定。

（3）频率f：由波源决定，等于波源的。

（4）波长、波速和频率（周期）的关系：v＝λT＝

1.对机械波传播的三点理解

（1）机械波从一种介质进入另一种介质，由于介质的情况不同，它的波长和波速可能改变，但频率和周期都不会改变。

（2）质点振动nT（波传播nλ）时，波形不变。

（3）相隔波长整数倍的两质点，振动状态总相同；相隔半波长奇数倍的两质点，振动状态总相反。

2.波的传播方向与质点振动方向的互判

“上下坡”法

沿波的传播方向，“上坡”时质点向下振动，“下坡”时质点向上振动

“同侧”法

波形图上某点表示传播方向和振动方向的箭头在图线同侧

“微平移”法

将波形沿波传播方向进行微小的平移，再由对应同一x坐标的两波形曲线上的点来判断质点振动方向

1.【波的形成与传播】（多选）在一次传物游戏中，小明同学设计了如图方式想要传递游戏道具小圆环。他把绳的一端固定在墙上，另一端用手握住并连续向上、向下抖动长绳，从图中可看出在绳上形成由近及远传播的波，该波可以看作是简谐波。若t＝0时，小圆环离开平衡位置的位移恰好为零，振动方向为竖直向上，且小圆环距离临近最高点的水平间距为2L，下列说法正确的是（）

A.该波的波长为4L

B.t＝38T时，

C.若手上下振动加快，该简谐波的波长将变小

D.若手上下振动加快，小圆环可更快随波前进，被传送至墙边

2.【波的图像】（多选）（2024·广东四区联考）“战绳”训练是近年健身的一种流行的项目，如图甲，健身者双手握住双绳一端，上下抖动使绳子振动起来形成绳波，使健身者获得很好的健身效果。健身者抖动其中一根绳子形成的绳波，可看作简谐波，以手的平衡位置为坐标原点，建立xOy坐标系，图乙是t＝0时刻绳子的波形，若抖动的频率是0.5Hz，不考虑绳波传播过程中的能量损失，则（）

A.传播速度为8m/s

B.该时刻Q点的振动方向沿y轴正方向

C.该时刻P点坐标为（0，16）

D.从该时刻开始计时，质点Q的振动方程为y＝20sinπt（cm）

考点二波的图像和振动图像

波的图像和振动图像的比较

波的图像

振动图像

图像

物理意义

表示某时刻各质点的位移

表示某质点各个时刻的位移

图像信息

（1）波长、振幅；

（2）任意一质点在该时刻的位移；

（3）任意一质点在该时刻加速度方向；

（4）传播方向、振动方向的互判

（1）质点振动周期；

（2）质点振幅；

（3）各时刻质点位移；

（4）各时刻速度、加速度方向

图像变化

随时间推移，图像沿传播方向平移

随时间推移，图像延续，但已有形状不变

形象比喻

记录着许多人某时刻动作、表情的集体照片

记录着一个人一段时间内活动的录像带

已知质点的振动图像判定波的图像

【例1】一列简谐横波沿x轴正方向传播，已知平衡位置在x＝0.8m处的质点的振动图像如图所示，下列选项中可能为t＝0.25s时的波形图的是（）

听课记录

已知波的图像判定质点的振动图像

【例2】（多选）一列简谐横波在均匀介质中向某一方向传播，在某一时刻的波形如图所示，并且此时振动还只发生在A、B之间，质点P此时处于波峰，波的周期为T。由波源起振开始计时，以下关于P点的振动图像，可能正确的是（）

听课记录