高考物理復(fù)習(xí)之機(jī)械波
高考物理復(fù)習(xí)之機(jī)械波
機(jī)械波是機(jī)械振動(dòng)所產(chǎn)生,機(jī)械振動(dòng)在介質(zhì)中的傳播稱為機(jī)械波。下面由學(xué)習(xí)啦小編給你帶來(lái)關(guān)于高考物理復(fù)習(xí)之機(jī)械波,希望對(duì)你有幫助!
高考物理復(fù)習(xí)之機(jī)械波
一、機(jī)械波的形成和傳播
1. 機(jī)械波
(1) 定義:機(jī)械振動(dòng)在介質(zhì)中傳播,形成機(jī)械波
(2) 產(chǎn)生條件:波源和能傳播振動(dòng)的介質(zhì)同時(shí)存在機(jī)械波不能在真空中傳播
(3) 介質(zhì):空間中傳播波的物質(zhì),可以是固體、液體、氣體
2. 機(jī)械波的形成過(guò)程
以繩波為例:
(1) 繩子各部分看成許多質(zhì)點(diǎn)組成,各部分之間存在著相互作用的彈力
(2) 沿波的傳播方向上后一個(gè)質(zhì)點(diǎn)比前一個(gè)質(zhì)點(diǎn)落后一段時(shí)間,質(zhì)點(diǎn)依次被帶動(dòng)
(3) 振動(dòng)的形式傳播出去形成波
波源振動(dòng)起來(lái)時(shí),帶動(dòng)相鄰的質(zhì)點(diǎn)振動(dòng),這個(gè)質(zhì)點(diǎn)又帶動(dòng)更遠(yuǎn)的質(zhì)點(diǎn)振動(dòng),這樣波源的振動(dòng)就傳播出去了。
3. 機(jī)械波的特點(diǎn)
(1) 介質(zhì)各個(gè)質(zhì)點(diǎn)不是同時(shí)起振,但起振方向與振源起振方向相同。
(2) 離振源近的質(zhì)點(diǎn)先起振。
(3) 質(zhì)點(diǎn)只在平衡位置振動(dòng),并不隨波遷移。
(4) 波傳播的是振動(dòng)形式和能量,且能傳遞信息.
(5) 傳播過(guò)程中各質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)都是受迫振動(dòng),驅(qū)動(dòng)力來(lái)源于振源,各質(zhì)點(diǎn)起振時(shí)與振源起振時(shí)的情況完全相同,其頻率等于振源頻率.
4.機(jī)械波的分類
(1)橫波:質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向與波的傳播方向垂直
波峰和波谷
(2)縱波:質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向與波的傳播方向在一條直線上密部和疏部
(3)聲波為縱波;地震波既有橫波又有縱波
二、波的圖象
1、 圖象的獲得
橫坐標(biāo):表示在波傳播方向上各質(zhì)點(diǎn)的平衡位置
縱坐標(biāo):表示某一時(shí)刻各質(zhì)點(diǎn)偏離平衡位置的位移。
連接各位移矢量的末端所得到的平滑曲線就形成了波的圖象
2、 簡(jiǎn)諧波
波的圖象為正弦(或余弦)曲線的波。簡(jiǎn)諧波是最簡(jiǎn)單最基本的波。波源為簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)。
3、 圖象的意義
(1) 描述在波傳播方向上介質(zhì)中各質(zhì)點(diǎn)在某一時(shí)刻離開平衡位置的位移。
(2) 波的圖象(隨時(shí)間)的變化情況
(3)介質(zhì)中質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向與波的傳播方向的關(guān)系.
※已知波的傳播方向可求各個(gè)質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向。
在質(zhì)點(diǎn)P靠近波源一方的圖象上另找一點(diǎn)P`,若P`在P上方,則P向上運(yùn)動(dòng);若P`在P下方,則P向下運(yùn)動(dòng)
※已知某質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向也可確定波的傳播方向
4、振動(dòng)圖象與波的圖象的比較
(1)兩個(gè)圖象的縱坐標(biāo)都表示質(zhì)點(diǎn)偏離平衡位置的位移
(2)振動(dòng)圖象的橫坐標(biāo)表示時(shí)間,O點(diǎn)為質(zhì)點(diǎn)的平衡位置;波的圖象的橫坐標(biāo)表示在波的傳播方向上各質(zhì)點(diǎn)的平衡位置
(3)兩種圖象的形狀都是正弦或余弦曲線(指簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)和簡(jiǎn)諧波)
三、波長(zhǎng)、頻率和波速
1、波長(zhǎng)
在波動(dòng)中對(duì)平衡位置的相位或位移總是相等的兩相鄰質(zhì)點(diǎn)間的距離叫做波的波長(zhǎng).
(1)“位移總是相等”的含義是“每時(shí)每刻都大小相等,方向相同”.
(2)位移總是相等的兩個(gè)質(zhì)點(diǎn)速度也總是相等的.
(3)在橫波中,兩個(gè)相鄰的波峰(或波谷)之間的距離等于波長(zhǎng),在縱波中,兩個(gè)相鄰的密部(或疏部)之間的距離等于波長(zhǎng).
(4)在波的傳播方向上(或平衡位置之間)相距的兩質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)步調(diào)總是相反的.
(5)相距整數(shù)倍兩質(zhì)點(diǎn)(同相質(zhì)點(diǎn))的振動(dòng)步調(diào)總是相同的.在波的傳播方向上相距奇數(shù)倍的兩質(zhì)點(diǎn)(反相質(zhì)點(diǎn))振動(dòng)步調(diào)總是相反的.
2、周期和頻率
波的周期(或頻率):波源振動(dòng)的周期(或頻率)就是波的周期(或頻率).
(1)波的周期(或頻率)等于波源的振動(dòng)周期(或頻率).
(2)波的周期由波源決定,同一列波在不同介質(zhì)中傳播時(shí)周期(或頻率)保持不變.
(3)每經(jīng)歷一個(gè)周期的時(shí)間,當(dāng)前的波形圖與原有的波形圖相同.
3、波速
單位時(shí)間內(nèi)振動(dòng)所傳播的距離叫波速.它反映振動(dòng)在介質(zhì)中傳播的快慢程度.
(1)波速的大小由介質(zhì)的性質(zhì)決定,同一列波在不同介質(zhì)中傳播速度不同.
(2)波在均勻介質(zhì)中是勻速傳播的,即,它向外傳播的是振動(dòng)的形式,而不是將質(zhì)點(diǎn)向外遷移.
(3)波速與質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)速度不同,質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)是一種變加速運(yùn)動(dòng),因此質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)速度時(shí)刻在變.
4、波長(zhǎng)、周期(頻率)和波速的關(guān)系
經(jīng)過(guò)一個(gè)周期,振動(dòng)在介質(zhì)中傳播的距離等于一個(gè)波長(zhǎng).
(1)波速由介質(zhì)決定,周期(或頻率)由振源決定.當(dāng)一列波從一種介質(zhì)進(jìn)入另一種介質(zhì)傳播時(shí),周期(或頻率)保持不變.但由于波速的變化而導(dǎo)致波長(zhǎng)的變化.
(2)波速等于波長(zhǎng)和頻率的乘積這一關(guān)系雖從機(jī)械波得到,但對(duì)其他形式的彼(電磁波、光波)也成立.