高三物理机械波-讲义（学生版）.pdfVIP

机械波

学习目标

1.掌握波的基本性质以及和振动的关系

2.掌握波动图像的性质以及与振动图像的联系区别

3.根据周期性规律解决多解问题

4.掌握波的干涉、衍射等现象并掌握原理

一、机械波的形成和传播

1.机械波的形成和传播

（1）机械波：机械振动在介质中的传播形成机械波；

（2）条件：波源和介质；

（3）特点：离波源近的质点带动离波源远的质点依次振动，各质点的起振方向相同．如图：

（4）分类：

①横波（传播方向与振动方向垂直，如上）：凸出来的最高处叫做波峰，凹下去的最低处叫做波谷；

②纵波（传播方向与振动方向平行）：质点分布密集的叫做密部，分布稀疏的叫做疏部．

（5）特点：

1

①机械波在传播运动形式的同时，也将波源的能量传递出去；

②机械波的传播过程中，质点在各自平衡位置附近振动，不随波迁移；

③介质中各个质点的振动周期和频率与波源的振动周期和频率相同；

④波源振动一个周期，机械波将添加一个波长的波形（传播一个波长的距离）．

2.机械波的描述

（1）波长（）：两个相邻的、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叫波长．在

横波中，两个相邻波峰（或波谷）间的距离等于波长；在纵波中，两个相邻密部（或疏部）间的距离等

于波长；

（2）频率（）：波的频率由波源决定，无论在什么介质中传播，波的频率都不变；

（3）波速（）：单位时间内振动向外传播的距离．波速的大小由介质本身的性质，如密度和弹性等来

决定的，所以波在不同的介质中传播的速率不同（例如，对于绳子上的波，调节绳的张力（松紧程度）

就可改变绳波的速度）；

（4）波速与波长和频率的关系：；

（5）波形向前传播为匀速运动，在一个周期内，传播一个波长的距离．

典题精练

1.关于机械振动和机械波，下列说法正确的是（）

A.有机械振动必有机械波

B.声音在空气中传播时是横波

C.在机械波的传播中质点并不随波迁移

D.质点的振动方向与波的传播方向总在同一直线上

2.关于机械波，下列说法中正确的是（）

A.机械波的传播过程也是传递能量的过程B.机械波的频率与波源振动的频率无关

C.机械波不能产生干涉、衍射现象D.机械波能在真空中传播

3.一根较长轻质柔软细绳，用手握住一端连续上下抖动，形成一列波．某一时刻的波形如图所示，绳

上、两质点均处于波峰位置，不考虑能量损失．下列说法中正确的是（）

A.质点的振动周期大于质点的振动周期B.、两质点之间的距离等于半个波长

C.一个周期后质点将移动到质点的位置D.质点比质点先开始振动

4.

2

一个小石子落入平静的湖面中央，圆形波纹一圈圈向外传播，有一片树叶落在水面上，则树叶（

）

A.逐渐漂向湖心B.逐渐漂向湖畔

C.在落下的地方上下动荡D.沿树叶所在的圆圈做圆周运动

5.简谐波在某种介质中传播，下列说法正确的是（）

A.振幅越大，波传播的速度越大

B.频率越高，波传播的速度越小

C.在一个周期内，振动质点运动的路程一定等于一个波长

D.振动的频率越高，波传播一个波长的距离所用的时间越短

二、波的图象

1.波的图象

以横坐标表示在波的传播方向上的各质点的平衡位置，纵坐标表示某一时刻各个质点偏离平衡位置的

位移，描出某时刻各质点的位置，用平滑曲线连接起来，得到横波的图像，如图：

思考1：从波的图像中可以直接获取哪些信息？

思考2：如果号质点正在向下振动，你能判断出此波的传播方向吗？

思考3：你能画出个周期后的波的图像吗？个周期后的呢

典题精练

6.甲乙两列简谐横波波速均为，甲沿轴负方向