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)械振動所產(chǎn)生,機(jī)械振動在介質(zhì)中的傳播稱為機(jī)械波。下面由學(xué)習(xí)啦小編給你帶來關(guān)于高考物理復(fù)習(xí)之機(jī)械波,希望對你有幫助!
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:波源和能傳播振動的介質(zhì)同時存在機(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)械波的形成過程
以繩波為例:
(1) 繩子各部分看成許多質(zhì)點組成,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質(zhì)點比前一個質(zhì)點落后一段時間,質(zhì)點依次被帶動
(3) 振動的形式傳播出去形成波
波源振動起來時,帶動相鄰的質(zhì)點振動,這個質(zhì)點又帶動更遠(yuǎn)的質(zhì)點振動,這樣波源的振動就傳播出去了。
3. 機(jī)械波的特點
(1) 介質(zhì)各個質(zhì)點不是同時起振,但起振方向與振源起振方向相同。
(2) 離振源近的質(zhì)點先起振。
(3) 質(zhì)點只在平衡位置振動,并不隨波遷移。
(4) 波傳播的是振動形式和能量,且能傳遞信息.
(5) 傳播過程中各質(zhì)點的振動都是受迫振動,驅(qū)動力來源于振源,各質(zhì)點起振時與振源起振時的情況完全相同,其頻率等于振源頻率.
4.機(jī)械波的分類
(1)橫波:質(zhì)點的振動方向與波的傳播方向垂直
波峰和波谷
(2)縱波:質(zhì)點的振動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)點的平衡位置
縱坐標(biāo):表示某一時刻各質(zhì)點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、 簡諧波
波的圖象為正弦(或余弦)曲線的波。簡諧波是最簡單最基本的波。波源為簡諧運動。
3、 圖象的意義
(1) 描述在波傳播方向上介質(zhì)中各質(zhì)點在某一時刻離開平衡位置的位移。
(2) 波的圖象(隨時間)的變化情況
(3)介質(zhì)中質(zhì)點的振動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質(zhì)點的振動方向。
在質(zhì)點P靠近波源一方的圖象上另找一點P`,若P`在P上方,則P向上運動;若P`在P下方,則P向下運動
※已知某質(zhì)點的振動方向也可確定波的傳播方向
4、振動圖象與波的圖象的比較
(1)兩個圖象的縱坐標(biāo)都表示質(zhì)點偏離平衡位置的位移
(2)振動圖象的橫坐標(biāo)表示時間,O點為質(zhì)點的平衡位置;波的圖象的橫坐標(biāo)表示在波的傳播方向上各質(zhì)點的平衡位置
(3)兩種圖象的形狀都是正弦或余弦曲線(指簡諧運動和簡諧波)
三、波長、頻率和波速
1、波長
在波動中對平衡位置的相位或位移總是相等的兩相鄰質(zhì)點間的距離叫做波的波長.
(1)“位移總是相等”的含義是“每時每刻都大小相等,方向相同”.
(2)位移總是相等的兩個質(zhì)點速度也總是相等的.
(3)在橫波中,兩個相鄰的波峰(或波谷)之間的距離等于波長,在縱波中,兩個相鄰的密部(或疏部)之間的距離等于波長.
(4)在波的傳播方向上(或平衡位置之間)相距的兩質(zhì)點振動步調(diào)總是相反的.
(5)相距整數(shù)倍兩質(zhì)點(同相質(zhì)點)的振動步調(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(反相質(zhì)點)振動步調(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)中傳播時周期(或頻率)保持不變.
(3)每經(jīng)歷一個周期的時間,當(dāng)前的波形圖與原有的波形圖相同.
3、波速
單位時間內(nèi)振動所傳播的距離叫波速.它反映振動在介質(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的形式,而不是將質(zhì)點向外遷移.
(3)波速與質(zhì)點的振動速度不同,質(zhì)點的振動是一種變加速運動,因此質(zhì)點的振動速度時刻在變.
4、波長、周期(頻率)和波速的關(guān)系
經(jīng)過一個周期,振動在介質(zhì)中傳播的距離等于一個波長.
(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,周期(或頻率)保持不變.但由于波速的變化而導(dǎo)致波長的變化.
(2)波速等于波長和頻率的乘積這一關(guān)系雖從機(jī)械波得到,但對其他形式的彼(電磁波、光波)也成立.