第2讲 机械波
知识排查
机械波 横波和纵波
定义
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机械振动在介质中的传播形成机械波
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产生条件
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(1)波源;(2)介质
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形成原因
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介质中的质点受波源或邻近质点的驱动做受迫振动
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分类
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横波
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振动方向与传播方向垂直的波,如绳波
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纵波
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振动方向与传播方向平行的波,如声波
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波速、波长和频率的关系
1.波长λ:沿着波的传播方向,两个相邻的、相对平衡位置的位移和振动方向总是相同的质点间的距离。
2.频率f:与波源的振动频率相等。
3.波速v:波在介质中的传播速度。
4.波速与波长和频率的关系:v=λf。
波的图象
1.坐标轴的意义:横坐标x表示沿波传播方向上各个质点的平衡位置,纵坐标y表示各个质点离开平衡位置的位移。
2.图象的物理意义:某一时刻介质中各质点相对平衡位置的位移。
图1
波的干涉和衍射现象 多普勒效应
1.波的干涉和衍射
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波的干涉
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波的衍射
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条件
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两列波的频率和振动方向相同
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明显条件:障碍物或孔的尺寸比波长小或相差不多
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现象
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振动加强和振动减弱的区域互相间隔、稳定分布的现象
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波绕过障碍物或通过孔隙继续传播
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2.多普勒效应
(1)条件:波源和观察者之间有相对运动。
(2)现象:观察者接收到的频率发生变化。
(3)实质:波源频率不变,观察者接收到的频率变化。
小题速练
1.(多选)关于机械振动与机械波,下列说法正确的是( )
A.机械波的频率等于振源的振动频率
B.机械波的传播速度与振源的振动速度相等
C.质点振动的方向总是垂直于波传播的方向
D.在一个周期内,沿着波的传播方向,振动在介质中传播一个波长的距离
E.机械波在介质中传播的速度由介质本身决定
解析 机械波的频率是振源的振动频率,故A正确;机械波的传播速度与振源的振动速度无关,故B错误;机械波分横波与纵波,纵波的质点振动方向与波的传播方向在同一条直线上,故C错误;由v=可知,在一个周期内沿着波的传播方向,振动在介质中传播一个波长的距离,故D正确;机械波在介质中传播的速度由介质本身决定,故E正确。
答案 ADE
2.(多选)如图2所示为一横波在某时刻的波形图,已知质点F此时运动方向如图,则( )
图2
A.波向左传播
B.质点H与质点F的运动方向相同
C.质点C比质点B先回到平衡位置
D.此时质点C的加速度为零
E.此时速度大小最大的质点是A、E、I
解析 由“上下坡法”可得,选项A正确;质点H与质点F的运动方向相反,选项B错误;质点B运动方向向上,因此质点C比质点B先回到平衡位置,选项C正确;此时质点C的加速度最大,速度为零,选项D错误;平衡位置处质点速度最大,选项E正确。
答案 ACE