第11天 机械波-【寒假自学课】2023年高二物理寒假精品课（人教版2019）（原卷版）

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第11 天 机械波 （复习篇）
1.知道机械波的产生条件，理解机械波的形成过程.
2.知道波的图像和振动图像的区别与联系.
3.知道波的衍射现象和波发生明显衍射的条件．
4.理解波的叠加原理，会根据波的叠加原理判断振动加强点和振动减弱点.
5. 知道什么是多普勒效应，理解多普勒效应的形成原因.
1. (多选)如图所示为一列简谐波在某一时刻的波形图，此时刻质点 F的振动方向如图所示．
则(　　)
A．该波向右传播
B．质点 B和D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 F和H的加速度相同
2. (多选)取向上为质点振动的正方向，得到如图所示的两个图像，则图像上 A、B两点的运
动方向是(　　)
A．A点向下 B．A点向上
C．B点向下 D．B点向上
一、机械波的形成
1．机械波的形成
―――→―→―→
2．波的特点
(1)机械波的传播离不开介质，没有介质就无法形成机械波．
(2)介质中各质点都在做受迫振动，所以各质点振动的周期(频率)均与波源的振动周期(频率)
相同．
(3)离波源越远，质点振动越滞后，但每一个质点的起振方向与波源起振方向相同．
(4)机械波向前传播的是振动这种运动形式，各质点只在各自的平衡位置附近振动，并不随
波迁移．
3．振动和波动的联系
(1)振动是波动的原因，波动是振动的结果；有波动必然有振动，有振动不一定有波动．
(2)波动中各质点振动的性质、频率和振幅均与波源相同．
二、质点振动方向与波传播方向的关系
1．带动法：后面质点依次重复前面质点的振动．
2．微平移法：如图所示，实线为 t时刻的波形图，作出微小时间 Δt后的波形如虚线所示，
由图可见 t时刻的质点 P1(P2)经Δt后运动到 P1′(P2′)处，这样就可以判断质点的运动方向
了．
3．同侧法：在波的图像上的某一点，沿 y轴方向画出一个箭头表示质点运动方向，并在同
一点沿 x轴方向画一个箭头表示波的传播方向，那么这两个箭头总是在曲线的同侧(如图所
示)．
4.上下坡法：沿波的传播方向看，“上坡”的点向下运动，“下坡”的点向上运动，简称
“上坡下，下坡上”(如图所示)．
三、波长、频率和波速
1．波长的三种确定方法
(1)定义法：在波动中，振动相位总是相同的两个相邻质点间的距离等于一个波长．
注意　两个关键词：“振动相位总是相同”、“两个相邻质点”．“振动相位总是相同”
的两质点，在波的图像上振动位移总是相同，振动速度总是相同．
(2)图像法
①在波的图像上，无论从什么位置开始，一个完整的正弦曲线对应的水平距离为一个波长．
②在波的图像上，振动位移总是相同的两个相邻质点间的距离为一个波长．
(3)公式法：根据公式 λ＝vT来确定．
2．波长、频率和波速的关系
(1)在一个周期内，振动在介质中传播的距离等于一个波长．波速与波长、周期、频率的关
系为 v＝＝λf.
(2)波的周期和频率由波源决定，与 v、λ无关，当波从一种介质进入另一种介质时，周期
和频率不发生改变．
(3)波速由介质本身的性质决定，在同一种均匀介质中波速不变．
(4)由λ＝可知，波长由波速和频率共同决定．
四、波的反射和折射
1．波的反射遵从反射规律，即入射线、反射线及法线位于同一平面内，入射线、反射线分
别位于法线的两侧，反射角等于入射角．
2．波的反射和折射中各物理量的变化
(1)波的频率是由振源决定的，介质中各个质点的振动都是受迫振动，因此不论是反射还是
折射，波的频率是不改变的．
(2)波速是由介质决定的，波反射时是在同一均匀介质中传播，因此波速不变，波折射时是
在不同介质中传播，因此波速改变．
(3)波长是由频率和波速共同决定的，即在波的反射中，由于波的频率和波速均不变，根据
公式 λ＝可知波长不改变；在波的折射中，当进入新的介质中波速增大时，由 λ＝可知波长
变长，反之变短．
五、波的衍射
1．衍射是波特有的现象，一切波都可以发生衍射．衍射只有“明显”与“不明显”之分，
障碍物或小孔的尺寸跟波长差不多，或比波长小，是产生明显衍射的条件．
2．声波波长较长，一般为1.7 cm～17 m.
3．波的直线传播只是在衍射不明显时的近似情况．
六、波的干涉
1．发生干涉的条件：(1)两列波的频率相同；(2)相位差恒定．
2．产生稳定干涉图样的两列波的振幅越接近，干涉图样越明显．
3．干涉图样及其特点
(1)干涉图样：如图所示．
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