机械波及其图象练习.doc

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1、第一讲机械波及其图象【基本概念与基本规律】一、机械波1．机械波的产生（1）定义：机械振动在介质中的传播过程，叫做机械波。（2）产生条件：波源和介质。（3）产生过程：沿波的传播方向上各质点的振动都受它前一个质点的带动而做受迫振动，对简谐波而言各质点振动的振幅和周期都相同，各质点只在自己的平衡位置附近振动，并不“随波逐流”，波只是传播的运动形式和振动能量。2．波的分类（1）横波：质点的振动方向与传播方向垂直，突起部分叫波峰，凹陷部分叫波谷。（2）纵波：质点的振动方向与波的传播方向在一条直线上，质点分布密的叫密部，质点分布疏的叫疏部。3．描述机械波的物理量（1）波长λ：两个相邻的、

2、在振动过程中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，两个相邻的波峰（或波谷）间的距离等于波长。　　在纵波中，两个相邻的密部（或疏部）间的距离等于波长。　　在一个周期内机械波传播的距离等于波长。（2）频率f：波的频率由波源决定，在传播过程中，只要波源的振动频率一定，则无论在什么介质中传播，波的频率都不变。（3）波速v：单位时间内振动向外传播的距离，即。波速与波长和频率的关系：，波速的大小由介质决定。图12－1－1【例1】如图12－1－1，沿波的传播方向上有间距为2m的五个质点a、b、c、d、e，均静止在各自的平衡位置。一列简谐横波以2m/s的速度水平向右传播

3、，t=0时刻波到达质点a，质点a开始平衡位置向下运动，t=3s时质点a第一次到达最高点，则下列说法中不正确的是？（　　）　　A、质点d开始振动后的振动周期为4s　　B、t=4s时刻波恰好传到质点e　　C、t=5s时质点b到达最高点　　D、在3s

4、波长为λ，沿正x方向传播，某一时刻，在振动位移向上且大小等于振幅一半的各点中，任取相邻的两点P1、P2，已知P1的x坐标小于P2的x坐标（　　）　　A、若P1P2<λ/2,则P1向下运动，P2向上振动　　B、若P1P2<λ/2,则P1向上运动，P2向下振动　　C、若P1P2>λ/2,则P1向上运动，P2向下振动　　D、若P1P2>λ/2,则P1向下运动，P2向上振动二、机械波的图象1．图象：在平面直角坐标系中，用横坐标表示介质中各质点的平衡位置；用纵坐标表示某一时刻，各质点偏离平衡位置的位移，连接各位移矢量的末端，得出的曲线即为波的图象，简谐波的图像是正弦（或余弦）曲线。2．

5、物理意义：某一时刻介质中各质点相对平衡位置的位移。图12－1－2　　【例4】如图12－1－2所示为波源开始振动一个周期的波形图，设介质中质点振动的周期为T，下面说法正确的是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　（　　）　　A、若M点为波源，则M点开始振动的方向向下　　B、若N点为波源，则P质点振动了3T／4的时间　　C、若M为波源，则P质点振动了3T／4的时间　　D、若N为波源，则该时刻P质点的动能最小　　【例5】已知一列在弹性绳上传播的简谐横波在某一时刻的波形，则下列说法正确的是（）　　A、只要绳上一点（速度不为零的点）的振动速度方向已知，就可确定波的传播

6、方向　　B、只要波的传播方向已知，就可确定此时绳子上任一点（速度不为零的点）振动的速度方向　　C、波的周期等于绳上每一点的振动周期　　D、波在传播过程中，绳子上的各质点将以波的传播速度沿着波形运动　　【例6】在均匀介质中选取平衡位置在同一直线上的9个质点，相邻两质点的距离均为L，如图(a）所示．一列横波沿该直线向右传播，t=0时到达质点1，质点1开始向下运动，经过时间Δt第一次出现如图（b）所示的波形．则该波的　　　　　　　　　　　　　　　　　（　　）　　A、周期为Δt，波长为8L　　B、周期为Δt，波长为8L　　C、周期为Δt，波速为12L/ΔtD、周期为Δt，波速为8L/

7、Δt　　12【例7】呈水平状态的弹性绳，左端在竖直方向做周期为0.4ｓ的简谐振动，在ｔ＝0时左端开始向上振动，则在ｔ＝0.5ｓ时，绳上的波可能是图中的　　　　　　　　　　　（　　）　　【例8】一列简谐横波沿直线传播，A、B、C是直线上的三个质点，如图所示。某时刻波传播到了B点，A点刚好处于波谷位置。已知波长大于7m，小于l0m，AB＝14m，周期T＝0.1s，振幅为5cm．再经过0.5s，C点第一次到达波谷，则　　　　　　　　　　　　　　（　　）　　A、A、C两点相距48m　　B、波速为80m/s　　C