机械波与机械振动系统复习

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1、知识网络:运动规律“简谐运动Yl受力特点机械振动^受迫振动——►共振r物理量：振幅、周期、频率[简谐运动图象在介质中J阻尼振动无阻尼振动了形成和传播特点弹费振子：F=-kx单摆：F=_怛xL[Z周期：T=27rl-类型——横波纵波机械波《单元切块：描述方法・波的图象波的公式：A=vTx=vt波的叠加干涉衍射多普勒效应特性波，超声波及英应用实例1.机械波的产生条件：①波源（机械振动）②传播振动的介质（相邻质点间存在相互作用力）2.机械波的分类机械波可分为横波和纵波两种。（1）质点振动方向和波的传播方向垂直的叫横波，如：绳上波、水面波等。（2）质点振动方向和波的传播方向平行的

2、叫纵波，如：弹簧上的疏密波、声波等。分类质点的振动方向和波的传播方向关系形状举例横波垂直凹凸相间；有波峰、波谷绳波等纵波在同一条直线上疏密相间；有密部、疏部弹簧波、声波等说明：地震波既有横波，也有纵波。3.机械波的传播（1）在同--种均匀介质中机械波的传播是匀速的。波速、波长和频率之间满足公式：u二久％（2）介质质点的运动是在各自的平衡位置附近的简谐运动，是变加速运动，介质质点并不随波迁移。（3）机械波转播的是振动形式、能量和信息。（4）机械波的频率由波源决定，而传播速度由介质决定。4.机械波的传播特点（规律）:（1）前带后，后跟前，运动状态向后传。B

3、J：各质点都做受迫

4、振动，起振方向市波源来决定；II其振动频率（周期）都等于波源的振动频率（周期），但离波源越远的质点振动越滞后。（2）机械波传播的是波源的振动形式和波源提供的能量，而不是质点。1.机械波的反射、折射、干涉、衍射一切波都能发生反射、折射、干涉、衍射。特别是干涉、衍射，是波特有的性质。（1）干涉产生干涉的必要条件是：两列波源的频率必须相同。需要说明的是：以上是发生干涉的必要条件，而不是充分条件。要发生干涉还要求两列波的振动方向相同（要上下振动就都是上下振动，要左右振动就都是左右振动），还要求相差恒定。我们经常列举的干涉都是相差为零的，也就是同向的。如果两个波源是振动是反向的，那

5、么在干涉区域内振动加强和减弱的位置就止好颠倒过来了。干涉区域内某点是振动最强点还是振动最弱点的充要条件：①最强：该点到两个波源的路程Z差是波长的整数倍，即S=nA②最弱：该点到两个波源的路程Z差是半波长的奇数倍，即5=仝（2〃+1）2根据以上分析，在稳定的干涉区域内，振动加强点始终加强；振动减弱点始终减弱。至于“波峰和波峰叠加得到振动加强点”，“波谷和波谷叠加也得到振动加强点”，“波峰和波谷叠加得到振动减弱点”这些都只是充分条件，不是必要条件。【例1】如图所示，Si、S2是两个相干波源，它们振动同步且振幅相同。实线和虚线分别表示在某一时刻它们所发出的波的波峰和波谷。关于图

6、中所标的d、b.c.d四点，下列说法中正确的有A.该时刻d质点振动最弱，b、c质点振动最强，d质点振动既不是最强也不是最弱B.该时刻。质点振动最弱，方、c、d质点振动都最强C.a质点的振动始终是最弱的，b、c、〃质点的振动始终是最强的D.再过774后的时刻°、b、c三个质点都将处于各自的平衡位置，因此振动最弱解析：该时刻g质点振动最弱，b、e质点振动最强，这不难理解。但是d既不是波峰和波峰壳加，又不是波谷和波谷亮加，如何判定其振动强弱？这就要用到充要条件：“到两波源的路程Z差是波长的整数倍”时振动最强，从图中可以看出，〃是Si、S2连线的中垂线上的一点，到S]、S?的距离

7、相等，所以必然为振动最强点。本题答案应选B、C点评：描述振动强弱的物理量是振幅，而振幅不是位移。每个质点在振动过程屮的位移是在不断改变的，但振幅是保持不变的，所以振动最强的点无论处于波峰还是波谷，振动始终是最强的。1.多普勒效应当波源或者接受者相对于介质运动时，接受者会发现波的频率发生了变化，这种现彖叫多普勒效应。学习“多普勒效应”必须弄清的几个问题：（1）当波源以速率u匀速靠近静止的观察者A吋，观察者“感觉”到的频率变大了。但不是“越来越大”。（2）当波源静止，观察者以速率u匀速靠近波源时，观察者“感觉”到的频率也变大了。（3）当波源与观察者相向运动时，观察者“感觉”到

8、的频率变大。（4）当波源与观察者背向运动时，观察者“感觉”到的频率变小。【例2]（2004年高考科研测试）°为声源，发岀声波；〃为接收者，接收。发出的声波。心〃若运动，只限于在沿两者连线方向上，下列说法正确的是A.。静止，〃向G运动，则〃收到的声频比G发出的高B.a、b向同一方向运动，则b收到的声频一定比a发出的高C.a、方向同一方向运动，则b收到的声频一定比a发出的低D.a、〃都向相互背离的方向运动，则b收到的声频比a发出的高答案:A1.振动图象和波的图象振动图象和波的图象从图形上看好象没有什么区别，但实际上它们有本质的区别