高二物理机械波的形成及波的图象问题教育科学版知识精讲

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1、高二物理机械波的形成及波的图象问题教育科学版【本讲教育信息】一、教学内容：机械波的形成及波的图象问题二、学习目标：1、理解机械波的产生条件及形成过程。2、理解波的图象的物理意义，能借助图象熟练分析解决有关问题。3、重点掌握机械波形成及波的图象相关的重要的习题类型及其解法。考点地位：机械波的形成及波的图象问题是历年高考考查的重点和难点，是每年高考的必考内容，试题信息量大，综合性强，特别是通过波的图象综合考查学生对于振动和波的理解能力、推理能力、迁移能力和空间想象能力。出题类型主要是以选择题形式为主，

2、也可以通过计算题的形式进行考查，2008年全国卷Ⅰ第16题、天津卷第21题、四川卷第20题、江苏卷第5题，06年上海卷第10题、重庆卷第18题、江苏卷第11题均通过选择题的形式进行考查。2008年上海卷第22题则是通过计算题形式进行考查。　三、重难点解析：（一）机械波的形成：1.机械波的形成（1）介质：能够传播机械振动的物质叫介质，它可以是固、液、气三态中任意一种.可以把介质看成由许多质点构成，各质点跟相邻质点通过弹力互相联系.（2）平衡位置：在没有外来扰动之前，各个质点排列在同一直线上，各个质点

3、所在位置称为各自的平衡位置.（3）波源：由于外来的扰动，在水、绳及空气的某一质点会引起振动，首先振动的这个质点即为波源.（4）由于介质之间存在着相互作用力，作为波源的质点就带动周围质点振动，波源周围质点跟着波源做受迫振动获得能量后，再带动邻近质点振动，于是振动就在介质中由近及远地传播.（5）尽管各个质点都在重复波源的振动，但是各个质点振动的步调是不一致的，沿着波的传播方向上离波源远的质点开始振动的时间要落后于离波源近的质点.这就是说，在同一时刻，介质中各个质点离开平衡位置的位移是不相同的，这样就形

4、成凸凹相间（或疏密相间）的波形.2.机械波形成的条件（1）机械振动（振源，也叫波源）.（2）传播振动的介质.3.波的分类（1）横波：质点的振动方向与波的传播方向垂直的波叫横波，凸起的部分叫波峰，凹下的部分叫波谷.（2）纵波：质点的振动方向与波的传播方向在同一直线上的波叫纵波.质点分布密的部分叫密部，分布疏的部分叫疏部.说明：气体、液体、固体都能传播纵波，但气体和液体不能传播横波，因为气体和液体不能发生剪切形变，无法传播横波.用心　爱心　专心（3）横波和纵波的区别横波纵波概念在波动中，质点振动方向和

5、波的传播方向相互垂直，这种波叫横波在波动中，质点振动方向和波的传播方向相互平行，这种波叫纵波介质只能在固体介质中传播在固体、液体和气体介质中均能传播特征在波动中交替间隔出现波峰和波谷在波动中交替、间隔出现密部和疏部4.波的传播特点（1）各质点都做受迫振动，其振动的频率（或周期）都与波源的频率相等，但不同步，离波源越远的质点振动越滞后。（2）机械波传播的是波源的运动形式和波源提供的能量，介质中各质点并不随波迁移，而是在自己的平衡位置附近振动.（3）介质中各质点靠弹力相互作用，前一质点带动后一质点振动

6、，后一质点跟着前一质点，故可看到一质点的位置而确定后一质点的运动方向.此外，若不计能量损失，各质点振动的振幅应相同.由于质点间的弹力作用，先振动的质点要对相邻的后振动的质点做正功，后者对前者做负功，因而离波源近的质点把机械能传递给离波源远的质点，如果把信息加载到波上，波还可以传递信息，如声音，靠声波的传递使人与人之间通过语言的交流能相互沟通和了解.问题1：波的形成与传播过程的理解：如图所示，沿水平方向的介质中的部分质点，每两个相邻质点间距离相等，其中O为波源.设波源的振动周期为T，自波源通过平衡位

7、置竖直向下振动时开始计时，经过T/4，质点1开始振动，则下列关于各质点的振动和介质中的波的说法中正确的是（）.A.介质中所有质点的起振方向都是竖直向下的，但图中质点9起振最晚B.图中所画出的质点起振时间都是相同的，起振的位置和起振的方向是不同的C.图中质点8的振动完全重复质点7的振动，只是质点8振动时，通过平衡位置或最大位移的时间总是比质点7通过相同位置时落后T/4D.只要图中所有质点都已振动了，质点1与质点9的振动步调就完全一致，但如果质点1发生的是第100次振动，则质点9发生的就是第98次振动

8、答案：ACD变式1：细绳的一端在外力作用下从t=0时刻开始做简谐运动，激发出一列简谐横波。在细绳上选取15个点，图1为t=0时刻各点所处的位置，图2为t=T/4时刻的波形图（T为波的周期）。在图3中画出t=3T/4时刻的波形图。答案：用心　爱心　专心变式2：一质点以坐标原点O为中心位置在y轴上做简谐振动，其振动图象如图甲所示，振动在介质中产生的简谐横波沿x轴正方向传播，波速为1.0m/s.0.3s后，此质点立即停止运动，再经过0.1s后的波形图是乙图中的（）答案：C（二）波的图象：