高中物理《机械波》知识梳理
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机械波知识点总结1. 机械波的基本特性1.1 波的传播方向与波动方向的关系根据波的传播方向与波动方向的关系,机械波可以分为横波和纵波。
在横波中,波的传播方向和波动方向垂直;在纵波中,波的传播方向和波动方向平行。
1.2 波的传播速度波动传播的速度与介质的性质有关,一般来说,传播速度和波通过的介质的性质有关。
1.3 波长、频率和波速的关系波长(λ)是一个波的一个完整周期的长度,频率(f)是一个波在单位时间内的周期数,波速(v)是波通过介质的速度。
它们之间的关系可以用公式v = λf表示。
2. 机械波的传播2.1 波的传播方式机械波的传播方式有两种:一是在弹性固体中传播,如声波在固体中传播;二是在流体中传播,如水波在水中传播。
2.2 波的衍射和干涉波动在碰到障碍物时会出现衍射,衍射是波动穿过小孔、或绕过遮挡物前后的弯曲现象,它是波动的一个重要特性。
波在相遇时会出现干涉现象,干涉是波动相遇时发生叠加的现象,波的能量会产生增强或减弱。
2.3 波的反射波动在与边界相遇时,会部分或全部返回传播方向,这种现象叫做波的反射。
3. 机械波的特殊情况3.1 声波声波是一种由物质的振动产生的机械波,通过介质(如空气、水或固体)传播。
声波是一种横波,其波动是垂直于声波的传播方向。
声波的频率范围是人类能听到的听觉范围,大约在20Hz到20kHz之间。
3.2 地震波地震波是地震产生的机械波,通过地球内部介质传播。
地震波一般包括纵波和横波两种,其中纵波传播速度比横波快,所以地震波在传播时会发生折射、反射等现象。
3.3 水波水波是在水中传播的机械波,一般来自于液体表面的振动。
水波也包括横波和纵波两种,其传播速度和频率与水波的振动方式和液体的性质有关。
4. 机械波的应用4.1 医学领域超声波是一种高频声波,可以在生物体内产生物理效应。
超声波在医学领域有多种应用,如超声波成像、超声波治疗等。
4.2 通讯领域无线电波是一种电磁波,可以在空气中传播。
新教材鲁科版2019版物理选择性必修第一册第3章知识点清单目录第3章机械波第1节波的形成和描述第2节波的反射和折射第3节波的干涉和衍射第4节多普勒效应及其应用第3章机械波第1节波的形成和描述一、波的形成与传播1. 介质:传播波的物质。
2. 机械波(1)定义:机械振动在介质中传播形成的波称为机械波。
(2)产生条件:波源和介质。
(3)特点a. 机械波向外传递的是机械振动这种运动形式。
b. 介质中每个质点仅在平衡位置附近振动,并不随波向前移动。
c. 波是传递能量的一种方式。
二、波的分类1. 分类:根据质点振动方向和波传播方向的关系,机械波分为横波和纵波。
2. 横波(1)定义:质点的振动方向与波的传播方向垂直的波。
(2)标识性物理量a. 波峰:凸起的最高处。
b. 波谷:凹下的最低处。
3. 纵波(1)定义:质点的振动方向与波的传播方向在同一直线上的波。
(2)标识性物理量(以弹簧上形成的纵波为例)a. 密部:弹簧分布最密的位置。
b. 疏部:弹簧分布最疏的位置。
三、波的描述1. 波的图像(1)图像的描绘a. 建立坐标系:用横坐标x表示沿波传播方向上各质点的平衡位置,用纵坐标y表示各质点离开平衡位置的位移,规定位移方向向上为正值。
b. 描点:在坐标系内,以某一时刻各个质点的x、y值描出各对应点,再把这些点用平滑曲线连接起来,就得到了该时刻波的图像,也称波形曲线或波形。
(2)简谐波:波源做简谐运动时,在各个时刻波的图像是一条正弦(或余弦)曲线,这种波称为简谐波。
2. 波的特征(1)波的周期和频率a. 周期:波源的振动周期就是波的周期,用T表示。
b. 频率:介质中各质点振动的频率就是波的频率,用f表示。
c. 两者的关系:T=1fd. 决定因素:由波源的周期或频率决定,与其他因素无关。
(2)波长a. 定义:两个相邻的、相对平衡位置的位移和振动方向总是相同的质点间的距离,称为波长,用λ表示。
b. 特征:在横波中,两个相邻波峰(或波谷)之间的距离等于波长;在纵波中,两个相邻密部(或疏部)中央的距离等于波长。
高中物理机械波知识点高中物理机械波知识点总结机械振动在介质中的传播称为机械波(mechanical wave)。
机械波与电磁波既有相似之处又有不同之处,机械波由机械振动产生,电磁波由电磁振荡产生;机械波的传播需要特定的介质,在不同介质中的传播速度也不同,在真空中根本不能传播,而电磁波(例如光波)可以在真空中传播;机械波可以是横波和纵波,但电磁波只能是横波;机械波与电磁波的许多物理性质,如:折射、反射等是一致的,描述它们的物理量也是相同的。
常见的机械波有:水波、声波、地震波。
机械振动产生机械波,机械波的传递一定要有介质,有机械振动但不一定有机械波产生。
形成条件波源波源也称振源,指能够维持振动的传播,不间断的输入能量,并能发出波的物体或物体所在的初始位置。
波源即是机械波形成的必要条件,也是电磁波形成的必要条件。
波源可以认为是第一个开始振动的质点,波源开始振动后,介质中的其他质点就以波源的频率做受迫振动,波源的频率等于波的频率。
介质广义的介质可以是包含一种物质的另一种物质。
在机械波中,介质特指机械波借以传播的物质。
仅有波源而没有介质时,机械波不会产生,例如,真空中的闹钟无法发出声音。
机械波在介质中的传播速率是由介质本身的固有性质决定的。
在不同介质中,波速是不同的。
下表给出了0℃时,声波在不同介质的传播速度,数据取自《普通高中课程标准实验教科书-物理(选修3-4)》(2019年)[1]。
单位v/m·s^-1传播方式与特点质点的运动机械波在传播过程中,每一个质点都只做上下(左右)的简谐振动,即,质点本身并不随着机械波的传播而前进,也就是说,机械波的一质点运动是沿一水平直线进行的。
例如:人的声带不会随着声波的传播而离开口腔。
简谐振动做等幅震动,理想状态下可看作做能量守恒的运动.阻尼振动为能量逐渐损失的运动.为了说明机械波在传播时质点运动的特点,现已绳波(右下图)为例进行介绍,其他形式的机械波同理[1]。
高二物理机械波知识点1、产生机械波的条件:(1)有波源; (2)有介质;2、机械波的实质:机械波只是机械振动这种运动形式的传播,介质本身不会沿播的传播方向移动;3、波在传播时,各质点所作的运动形式:在波的传播过程中,各质点只在平衡位置两侧作往复运动,并不随波的前进而前移。
4、波的作用:(1)传播能量; (2)传播信息;5、机械波的种类:(1)横波:质点的振动方向和播的传播方向垂直,这样的波叫横波。
如:水波、绳波、人浪等等;(A)波峰:凸起的最高点叫波峰;(B)波谷:凹下的最低点叫波谷;(2)纵波:质点的振动方向和波的传播方向平行的波叫纵波;(A)疏部:质点分布最稀疏的部分叫疏部;(B)密部:质点分布最密集的部分叫密部;(C)声波是纵波;6、机械波的图像:建立一直角坐标系,横轴表示各质点的位置,纵轴表示各质点偏离平衡位置的位移,联接各点(x,y)所成的曲线就是机械波的图像; 机械波的图像是正弦曲线;7、波长:两个相邻的,在振动过程中对平衡位置位移总是相等的质点间的距离叫波长;(1)波长用λ 表示;(2)两个相邻的波峰或波谷间的距离等于波长;8、介质中各质点的振动频率(周期)等于波源的振动频率(周期),这个频率就叫波动频率(周期);在一个周期内各质点传播的距离等于一个波长;9、波速、波在介质中的传播速度叫波速;(1)波速等于单位时间内波峰或波谷(密部或疏部)向前移动的距离;(2)波在介质中是匀速传波的(波速恒定不变);10、波长、波速、频率间的关系;V=λf11、机械波在介质中的传播速度只与介质有关;12、在波形图中质点向相邻的前一质点所在位置运动。
高二物理学习方法(一)预习学习的第一个环节是预习。
有的同学不注重听课前的这一环节,会说我在初中从来就没有这个习惯。
这里我们需要注意,高中物理与初中有所不同,无论是从课程要求的程度,还是课堂的容量上,都需要我们在上课之前对所学内容进行预习。
在每次上课前,抽出一段时间(没有时间的限制,长则20分钟,短则课前的5、6分钟,重要的是过程。
机械波(一)波的形成和传播质点振动时,由于质点间的相互作用,就带动相邻的质点振动起来,该质点又带动后面的质点振动起来,这样振动的状态就传播出去,形成了机械波。
绳波:用手握住绳子的一端上下抖动,就会看到凸凹相间的波向绳的另一端传播出去,形成绳波。
(二)横波和纵波从质点的振动方向和波的传播方向之间关系来看,机械波有两种基本类型:1. 横波:质点振动的方向跟波的传播方向垂直的波,叫做横波,如绳波。
在横波中,凸起的最高处叫做波峰,凹下去的最低处叫做波谷,横波是以波峰波谷这个形式将机械振动传播出去的,这种波在传播时呈现出凸凹相间的波形。
2. 纵波:质点的振动方向跟波的传播方向在同一直线上的波,叫做纵波。
在纵波中,质点分布最密的地方叫做密部,质点分布最疏的地方叫做疏部,纵波在传播时呈现出疏密相间的波形。
(三)机械波1. 机械波的概念:机械振动在介质中的传播就形成机械波。
2. 机械波的产生条件:振源和介质。
振源——产生机械振动的物质,如在绳波中绳子端点在手的作用下不停抖动就是振源。
介质——传播振动的介质,如绳子、水。
说明:(1)各质点的振动周期都与波源的振动周期相同。
波传播时,介质中的质点跟着波源做受迫振动,每个质点的振动频率都与波源的振动频率相同。
(2)离波源越远,质点的振动越滞后,但各质点的起振方向与波源起振方向相同。
(3)波传播的是振动这种形式,而介质的质点并不随波迁移。
(4)波在传递运动形式的同时,也传递能量和信息。
(一)波的图象1. 振动质点在某一时刻的位置连成的一条曲线,叫波的图象。
2. 波的图象变化情况确定波的图象变化情况的方法:一是描点作图法,二是图象平移作图法。
(二)波的图象与振动图象的区别振动图象波的图象图线研究对象振动质点连续介质横坐标意义时间t各质点的平衡位置纵坐标意义振动质点偏离平衡位置的位移某一时刻各质点偏离平衡位置的位移图象的意义振动质点在一段时间内位移随时间的变化规律波在某时刻t的波形反映的物理信息①能直接得出振动质点在任意时刻的位移,振动的振幅,周期②能间接得出振动质点在任意时刻的速度、回复力、加速度等变化情况。
十、机械波1、机械波(1)机械波:机械振动在介质中的传播,形成机械波。
(2) 机械波的产生条件:①波源:引起介质振动的质点或物体 ②介质:传播机械振动的物质(3)机械波形成的原因:是介质内部各质点间存在着相互作用的弹力,各质点依次被带动。
(4)机械波的特点和实质 ①机械波的传播特点a .前面的质点领先,后面的质点紧跟;b .介质中各质点只在各自平衡位置附近做机械振动,并不沿波的方向发生迁移;c .波中各质点振动的频率都相同;d .振动是波动的形成原因,波动是振动的传播;e .在均匀介质中波是匀速传播的。
②机械波的实质a .传播振动的一种形式;b .传递能量的一种方式。
(5)机械波的基本类型:横波和纵波①横波:质点的振动方向跟波的传播方向垂直的波,叫做横波。
表现形式:其中凸起部分的最高点叫波峰,凹下部分的最低点叫波谷。
横波表现为凹凸相间的波形。
实例:沿绳传播的波、迎风飘扬的红旗等为横波。
②纵波:质点的振动方向跟波的传播方向在同一直线上的波,叫做纵波。
表现形式其中质点分布较稀的部分叫疏部,质点分布较密的部分叫密部。
纵波表一、知识网络二、画龙点睛概念现为疏密相间的波形。
实例:沿弹簧传播的波、声波等为纵波。
2、波的图象(1)波的图象的建立①横坐标轴和纵坐标轴的含意义横坐标x表示在波的传播方向上各个质点的平衡位置;纵坐标y表示某一时刻各个质点偏离平衡位置的位移。
从形式上区分振动图象和波动图象,就看横坐标。
②图象的建立:在xOy坐标平面上,画出各个质点的平衡位置x与各个质点偏离平衡位置的位移y的各个点(x,y),并把这些点连成曲线,就得到某一时刻的波的图象。
(2)波的图象的特点①横波的图象特点横波的图象的形状和波在传播过程中介质中各质点某时刻的分布形状相似。
波形中的波峰也就是图象中的位移正向最大值,波谷即为图象中位移负向最大值。
波形中通过平衡位置的质点在图象中也恰处于平衡位置。
在横波的情况下,振动质点在某一时刻所在的位置连成的一条曲线,就是波的图象,能直观地表示出波形。
第三章机械波1 波的形成 ..................................................................................................................... - 1 -2 波的描述 ..................................................................................................................... - 7 -3 波的反射、折射和衍射............................................................................................ - 15 -4 波的干涉 ................................................................................................................... - 15 -5 多普勒效应 ............................................................................................................... - 22 -1 波的形成一、波的形成和传播1.组成介质的质点之间有相互作用,一个质点的振动会引起相邻质点的振动.机械振动在介质中传播,形成机械波.2.介质中有机械波传播时,介质本身并不随波一起传播,因此它传播的只是振动这种运动形式.3.介质中本来静止的质点,随着波的传来而发生振动,可见波是传递能量的一种方式.4.我们能用语言进行交流,说明波可以传递信息.二、横波与纵波1.横波:质点的振动方向与波的传播方向相互垂直的波,叫作横波.在横波中,凸起的最高处叫作波峰,凹下的最低处叫作波谷.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,叫作纵波.在纵波中,质点分布最密的位置叫作密部,质点分布最疏的位置叫作疏部.3.声波:发声体振动时在空气中产生的声波是纵波.声波不仅能在空气中传播,也能在液体、固体中传播.但不管在哪种介质中,声波都是纵波.考点一波的形成和传播1.波的概念振动的传播称为波动,简称波.2.波源引起波动的振动体叫波源.3.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,各质点跟相邻质点互相联系.4.波的形成在介质中,波源首先振动,带动邻近的质点依次振动,形成向远处传播的波动.【实例精讲】当手握绳端上下振动时,绳端带动相邻质点,使它也上下振动.这个质点又带动更远一些的质点……绳上的质点都很快振动起来,只是后面的质点总比前面的质点迟一些开始振动.如图所示.它有以下特点:(1)振动由振源逐步向远处传播;(2)各质点相继发生振动,后一质点将重复前一质点的振动;(3)各质点的起振方向均相同;(4)各质点只在平衡位置附近做机械振动,而不随波迁移.6.波的形成条件波源通过质点间的弹力作用带动周围质点振动,故波的传播必须有弹性介质存在,即有波源和介质.【例1】(多选)如图所示,沿水平方向的介质中的部分质点,每相邻质点间的距离相等,其中0为波源,设波源的振动周期为T.自波源通过平衡位置向下振动时开始计时,经过T4,质点1开始振动,则下列说法中正确的是()A.介质中所有的质点的起振方向都竖直向下,但图中质点9起振最晚B.图中所画的质点的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起振后,通过平衡位置或最大位移处的时间总是比质点7通过相同位置时落后T 4D.只要图中所有的质点都已振动了,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发生的是第98次振动【审题指导】1.波源起振后,假设介质之间没有相互作用,能形成波吗?2.波源起振后,后面的质点振动是由前面的质点带动引起的,因此各质点起振方向有什么特点?3.形成波后,沿波传播方向各质点振动的周期有什么关系?4.在同一介质中,波源振动的每个周期,波传播的距离有什么关系?【解析】从图中可知,质点9是图中距波源最远的点,尽管与振源起振方向相同,但起振时刻最晚,故A正确,B错误;质点7与质点8相比较,质点7是质点8的前一个质点,7、8两质点的振动步调相差T4,故C正确;波由质点1传播到质点9正好是2个周期的时间,质点9比质点1晚2T开始起振,一旦质点9起振后,质点1、9振动步调完全一致,故D正确.【答案】ACD考点二横波和纵波1.横波(1)概念:质点的振动方向跟波的传播方向相互垂直的波,叫作横波.(2)波形特点:凹凸相间.【说明】形成横波的各质点可在与波传播方向垂直的任意方向上振动.(3)波峰和波谷:在横波中,凸起的最高处叫作波峰,凹下的最低处叫作波谷.2.纵波(1)概念:质点的振动方向跟波的传播方向在同一直线上的波,叫作纵波.(2)波形特点:疏(疏部)密(密部)相间.(3)密部和疏部:在纵波中,质点分布最密的位置叫作密部,质点分布最疏的位置叫作疏部.3.横波和纵波的区别横波纵波概念在波动中,质点振动方向和波的传播方向互相垂直,这种波叫横波在波动中,质点的振动方向和波的传播方向在同一直线上,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声波是纵波,地震波既有横波又有纵波.水波比较复杂,水的内部只能传播纵波,由于表面张力作用,水的表面可以传播横波和纵波,因此水波既不是横波,也不是纵波,称为水纹波(如图所示).地震波既有横波又有纵波,所以地震时房屋上下左右摆动.【例2】关于横波和纵波,下列说法正确的是()A.振源上、下振动形成的波是横波B.振源水平振动形成的波是纵波C.波沿水平方向传播,质点上下振动,这类波是横波D.质点沿水平方向振动,波沿水平方向传播,这类波是纵波【审题指导】判断横波与纵波的方法是根据波的传播方向与质点振动方向的关系.【解析】根据纵波与横波的概念,质点振动方向与波传播方向垂直者为横波,同一直线者为纵波,并不是上、下振动与水平振动的问题.所以A、B两项错误,C正确;对于D,水平传播、水平振动还不足以说明是同一直线,则D项错误.【答案】 C考点三机械波1.机械波机械振动在介质中传播,形成机械波.【说明】生活中常见的波大部分是机械波,如声波、水波等,无线电波、光属于电磁波.2.介质与机械波的传播介质中有机械波传播时,介质中的物质并不随波一起传播,传播的只是振动这种运动形式,同时传播波源的能量和包含的信息.3.机械波的特点(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(或周期)相同,各质点的起振方向都与波源相同,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.在横波中,波动方向与振动方向垂直.均匀介质中,波动是匀速运动,振动是变速运动.(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,后一质点跟着前一质点振动,故可通过前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,在均匀介质中各质点振动的振幅应相同.(4)机械波在传播时也传递了信息.【例3】沿绳传播的一列机械波,当波源突然停止振动时()A.绳上各质点同时停止振动,横波立即消失B.绳上各质点同时停止振动,纵波立即消失C.离波源较近的各质点先停止振动,较远的各质点稍后停止振动D.离波源较远的各质点先停止振动,较近的各质点稍后停止振动【审题指导】1.由于波源的振动依次引起后面质点的振动,从而形成机械波,试想有机械波一定存在机械振动吗?2.机械波是由波源的振动引起的,那么有机械振动一定形成机械波吗?3.如果波源停止振动,机械波能马上消失吗?为什么?4.机械波的形成是由前面的质点依次带动后面的质点形成的,那么波源停止振动后,是离波源近的质点先停止振动还是远的质点先停止振动?为什么?【解析】波形成后,如果波源停止振动,波不会立即消失,A、B错;波源的能量不断向远处传播,故离波源较近的质点先停止振动,C正确,D错.【答案】 C【例4】如图所示是以质点P为振源的机械波沿着一条固定的轻绳传播到质点Q的波形图,则质点P刚开始振动时的方向为()A.向上B.向下C.向左D.向右【审题指导】1.由题中条件可知波向哪个方向传播?2.传到Q点时,Q点向哪个方向运动?【解析】由于是波源带动了后面的质点依次振动,且后面的质点总是重复前面质点的振动状态,所以介质中各质点开始振动时的方向都与波源开始振动时的方向相同.此时波刚传播至Q点,Q点此时的振动状态即与波源P开始振动时的状态相同.由波的传播特点可知Q点此时是向上运动的,所以波源P点刚开始振动时的方向也向上.正确选项为A.理解波的形成过程可以解决质点振动方向、传播特点等问题.【答案】 A振动和波动的区别与联系(续表)A.有机械振动就一定有机械波B.机械波中各质点振幅一定相同C.机械波中各质点均做受迫振动D.机械波中各质点振动周期相同【思路分析】根据振动与波动的关系以及质点振动的特点分析问题.【解析】有机械振动不一定有机械波,故选项A错误;机械波传播中要消耗能量,所以振动幅度逐渐减小,各质点的振幅不一定相等,选项B错误;机械波传播中各质点都要受到它前面质点的作用,每个质点都在做受迫振动,各质点振动的周期相同,故选项C、D正确.【答案】CD2 波的描述一、波的图像1.波的图像的作法(1)建立坐标系:用横坐标x表示在波的传播方向上各质点的平衡位置,纵坐标y表示某一时刻各质点偏离平衡位置的位移.(2)选取正方向:选取质点振动的某一个方向为y轴正方向,x轴一般向右为正.(3)描点:把某一时刻所有质点的位移画在坐标系里.(4)连线:用一条平滑的曲线把坐标系中的各点连接起来就是这一时刻的波形图.2.波的图像的特点(1)波的图像也称波形图,简称波形,如果波形是正弦曲线,这样的波叫作正弦波,也叫简谐波.(2)介质中有正弦波传播时,介质中的质点做简谐运动.3.波的图像与振动图像的比较(1)波的图像表示介质中的“各个质点”在“某一时刻”的位移.(2)振动图像表示介质中“某个质点”在“各个时刻”的位移.二、波长(λ)1.定义:在波的传播方向上,振动相位总是相同的两个相邻质点间的距离.2.特征:在横波中,两个相邻波峰或两个相邻波谷之间的距离等于波长.在纵波中,两个相邻密部或两个相邻疏部之间的距离等于波长.三、波的波速、周期和频率1.波速是指机械波在介质中的传播速度.2.波的周期等于波上各质点的振动周期.3.在波动中,各个质点的振动周期(或频率)是相同的,它们都等于波源的振动周期(或频率).4.周期T和频率f互为倒数,即f=1/T.5.在一个周期的时间内,振动在介质中传播的距离等于一个波长.6.公式:v=λT,它还等于波长和频率的乘积,公式为v=λf,这两个公式虽然是从机械波得到的,但也适用于我们以后将会学到的电磁波.7.波速的决定因素:机械波在介质中的传播速度由介质本身的性质决定,在不同的介质中,波速是不同的.另外,声速还与温度有关.考点一波的图像1.图像的建立(1)波传播时各质点都在各自平衡位置附近振动,而且振动有先有后,某一时刻,各质点处于一定的位置,如果用各质点离开平衡位置的位移来表达它们所在的位置,就可以得到关于某时刻各质点位置情况的一条图线.(2)用横坐标x表示波的传播方向上各介质的平衡位置,纵坐标y表示某一时刻各个质点偏离平衡位置的位移,在xOy平面上,画出多个质点的平衡位置x与多个质点偏离平衡位置的位移y的各点(x,y),用平滑的曲线把各点连接起来就得到了波的图像,如图所示.2.简谐波(1)定义:波源做简谐运动时,介质的各个质点随波源做简谐运动,所形成的波叫作简谐波.(2)简谐波的图像:正弦或余弦曲线.(3)简谐波是一种最基本、最简单的波,其他的波可以看做是由若干简谐波合成的.3.波的图像的特点(1)波的图像并不是实际运动的波形图,但某时刻横波的图像形状与波在该时刻的实际波形很相似,波形中的波峰对应波的图像中的位移正向最大值,波谷对应图像中位移负向最大值.波形中的平衡位置也对应图像中的平衡位置.(2)波的图像的周期性在波的传播过程中,各质点都在各自的平衡位置附近振动,不同时刻,质点的位移不同,则不同时刻,波的图像不同.质点振动位移做周期性变化,则波的图像也做周期性变化,经过一个周期,波的图像复原一次.相隔时间为周期整数倍的两个时刻,波形相同.(3)波的传播方向的双向性如果只知道波沿x轴传播,那么波的传播方向有可能沿x轴正向,也有可能沿x轴负向.4.物理意义描述在波的传播方向上的介质中的各质点在某一时刻离开平衡位置的位移.5.对波的图像的理解(1)直接获得的信息①从图像上可直接读出振幅,如图所示,波的图线上,纵坐标的最大值的绝对值即为振幅A,A=4 cm.②可确定任一质点在该时刻的位移,如图所示,图线上各点纵坐标表示各质点在该时刻的位移,例如图中M点的位移为2 cm.(2)间接获得的信息①因加速度方向和位移方向相反,可确定任一质点在该时刻的加速度方向.②若已知波的传播方向,可确定各质点在该时刻的振动方向,并判断位移、加速度、速度、动能的变化.如上图所示,如要确定图线上N点的振动方向,可以根据波的传播方向和波的形成过程,知道质点N开始振动的时刻比它左侧相邻质点M要滞后一些,所以质点M在此时刻的位移值是质点N在下一时刻的位移值,由此判断出质点N此时刻的速度方向应沿y轴正方向,即向上振动.如果这列波的传播方向改为自右向左,则质点M开始振动的时刻比它右侧相邻质点N要滞后一些,所以质点N此时刻的位移值将是质点M在晚些时刻的位移值,由此判断出质点M此时刻的速度方向应沿y轴负方向,即向下振动.总之,利用波的传播方向确定质点的运动方向的方法是要抓住波动的成因,即先振动的质点(即相邻两点中离波源比较近的质点)总是要带动后面的质点(即相邻两点中离波源比较远的质点)运动.6.振动图像和波的图像的比较振动图像和波的图像从形状上看都是正弦曲线,但图像的物理意义、坐标中描述的物理量、研究的内容等方面有着本质的不同,现用图表做如下比较.振动图像波的图像研究对象一个振动质点沿波传播方向上若干质点坐标横轴表示时间,纵轴表示质点的位移横轴表示波线上各质点平衡位置,纵轴表示各质点对各自平衡位置的位移振动图像波的图像研究一个质点的位移随时间的变化规某时刻所有质点的空间分布规律内容律图像图像意义表示一个质点在各个时刻的位移表示某时刻图线上各质点的位移图像变化随时间推移,原有图像形状不变,只是沿t轴延续(如图中虚线)随时间推移,图像整体沿波的传播方向平移,不同时刻波形不同(如图中虚线)运动情况质点做简谐运动,属非匀变速运动波在同一均匀介质中匀速传播,介质的质点做简谐运动图像信息(1)由纵坐标可知振幅,由横坐标可知周期;(2)由图像的切线斜率可知速度的大小及方向的变化情况;(3)由位移的变化情况可知加速度的大小及方向的变化情况(1)由纵坐标可知振幅,由横坐标可知波长(下节学);(2)可根据波的传播方向确定各质点某时刻的运动方向;也可根据某质点的运动方向确定波的传播方向;(3)由位移情况可确定质点在某一时刻加速度的大小及方向情况向,下列说法正确的是()A.此时刻C点振幅为负值B.此时刻质点B、E的速度相同C.此时刻质点C、F的加速度、速度都为零D.此时刻D点正沿y轴负方向运动【审题指导】1.在简谐横波中,各质点做什么运动?2.从波的图像中可获取哪些信息?3.判断波传播方向与各质点的振动方向的关系有哪些方法?【解析】振幅在波形图上为纵坐标最大值的绝对值,A错;由同侧法可判断B沿+y方向运动,E、D均沿-y方向运动,故B错,D正确;又C、F加速度均为最大值,故C错,只选D.【答案】 D考点二波长、频率和波速1.波长(1)定义:在波的传播方向上,振动相位总是相同的两个相邻质点间的距离叫作波长,用λ表示.(2)对波长的认识①在波的传播方向上相位相同(即状态相同)的质点有很多个,只有相邻的两质点间的距离才等于波长.②对于横波,两个相邻波峰或相邻波谷之间的距离等于波长,相邻的波峰和波谷所对应的平衡位置相距半个波长(如图所示);对于纵波,两个相邻密部或相邻疏部之间的距离等于波长,相邻的密部和疏部相距半个波长.③因为相邻波长内对应点的状态相同,所以在波的传播方向上,质点的振动状态随位置变化而出现周期性变化,波长实质上反映了波的传播在空间上的周期性.④相距λ整数倍的两质点振动步调总是相同的;相距λ/2的奇数倍的两质点振动步调总是相反的.2.周期和频率(1)定义:在波动中,各个质点的振动周期或频率是相同的,它们都等于波源的振动周期或频率,这个周期或频率也叫作波的周期或频率.周期用T表示,频率用f表示.波源振动一个周期,其他被波源带动的质点也刚好完成一次全振动,且波在介质中往前传播一个波长.(2)波的空间周期性和时间周期性:每隔n个波长的距离,波形就重复出现;每隔n个周期的时间,波形恢复原来的形状,这就是波的空间周期性和时间周期性.3.波速(1)定义:波传播的速度称为波速.波速反映了振动在介质中传播的快慢程度,可以用公式v=xt来计算,其中x为波传播的距离,t为传播这段距离所用的时间.(2)波速与质点的振动速度不同波速是振动形式传播的速度,始终沿着波的传播方向,在同一均匀介质中波速大小不变.质点的振动速度是质点在平衡位置附近振动的速度,大小和方向均随时间发生周期性变化.(3)波速的大小的决定因素波速由介质的性质决定,同一列波在不同介质中传播速度不同,但同一类机械波在同一均匀介质中传播速度相同.如声波,在空气中不管哪种频率的波传播速度相同.【例2】(多选)下图所示的是一列简谐波在某一时刻的波形图像,下列说法中正确的是()A.质点A、C、E、G、I在振动过程中位移总是相同B.质点B、F在振动过程中位移总是相等C.质点D、H的平衡位置间的距离是一个波长D.质点A、I在振动过程中位移总是相同,它们的平衡位置间的距离是一个波长【解析】从图像中可以看出质点A、C、E、G、I在该时刻的位移都是零,由于波的传播方向是向右的,容易判断出质点A、E、I的速度方向是向下的,而质点C、G的速度方向是向上的,因而这五个点的位移不总是相同,A项错误;质点B、F是同处在波峰的两个点,它们的振动步调完全相同,在振动过程中位移总是相等,B项正确;质点D、H是处在相邻的两个波谷的点,它们的平衡位置之间的距离等于一个波长,C项正确;虽然质点A、I在振动过程中位移总是相同,振动步调也完全相同,但由于它们不是相邻的振动步调完全相同的两个点,它们的平衡位置之间的距离不是一个波长(应为两个波长),D项错误.【答案】BC考点三波长、频率和波速之间的关系1.波长、频率和波速之间的关系在一个周期的时间内,振动在介质中传播的距离等于一个波长,因而可以得到波长λ、频率f(或周期T)和波速v三者的关系为:v=λT.根据T=1f,则有v=λf.【注意】①关系式v=λT和v=λf不仅对机械波适用,对后面要学习的电磁波及光波也适用.②波速的计算既可用v=xt求,也可以根据v=λT或v=λf求,计算时注意波的周期性所造成的多解.2.波长、频率、波速之间的决定关系(1)周期和频率,只取决于波源,而与v、λ无直接关系.(2)速度v取决于介质的物理性质,它与T、λ无直接关系.只要介质不变,v 就不变;反之如果介质改变,v也一定改变.(3)波长λ取决于v和T(f),或者说取决于波源和介质.只要v和T(f)其中一个发生变化,由于v=λT(v=λf),波长λ也一定发生变化.【注意】公式v=λT和v=λf只是几个物理量之间的数量关系,而不是决定关系.【例3】(多选)对机械波,关于公式v=λf,下列说法正确的是()A.v=λf适用于一切波B.由v=λf知,f增大,则波速v也增大C.v、λ、f三个量中,对同一列波来说,在不同介质中传播时保持不变的只有fD.由v=λf知,波长是4 m的声音为波长是2 m的声音传播速度的2倍【审题指导】公式v=λf适用于一切波,公式中v、f都有其特定的决定因素,即介质决定机械波的波速,波源决定频率.由v=λf可知,波速、频率确定的同时,也确定了波长.【解析】机械波从一种介质进入另一种介质,波源没变,波的频率不变;介质的变化导致了波速和波长的改变.波长也是波的周期性的体现,它体现的是波在空间上的周期性.【答案】AC机械波的多解问题造成波动问题多解的主要因素:1.周期性(1)时间的周期性:时间间隔Δt与周期T的关系不明确.(2)空间的周期性:波传播距离Δx与波长λ的关系不明确.2.双向性(1)传播方向双向性:波的传播方向不确定.(2)振动方向双向性:质点振动方向不明确.由于波动问题的多解性的出现,从而导致了求解波动问题的复杂性,而最容易失误的往往是漏解,因此在解决振动和波动问题时一定要考虑全面,尤其是对题设条件模糊,没有明确说明的物理量,一定要考虑其所有可能性.如说质点达到最大位移处,则有正向最大位移与负向最大位移两种可能;质点由平衡位置起振,起振方向有向上向下两种可能;只告诉波速不说传播方向,应考虑沿两个方向传播的可能;若给出两时刻的波形,则有可能是波形重复多次后又变至题目所给的相应的后一种波形.解决此类问题时,往往采用从特殊到一般的思维方法,即找到一个周期内满足条件的特例,在此基础上,时间关系加nT(n=0,1,2,…);空间关系加nλ(n=0,1,2,…).总之,只要有多解意识,再根据题意仔细分析,就能得到全部的解.【典例2】如图所示,实线是某时刻的波形图像,虚线是0.2 s后的波形图.(1)若波向左传播,求它的可能周期和最大周期;(2)若波向右传播,求它的可能传播速度;(3)若波速是45 m/s,求波的传播方向.【解析】在已知两个时刻的波形图来求波的周期或波速时,一定要考虑到两个方面:一个是波传播的双向性;一个是它的周期性带来的多解性.。
高中物理知识点总结:机械波知识网络:内容详解:一、波的形成和传播:●机械波:机械振动在介质中的传播过程叫机械波。
●机械波产生的条件有两个:①要有做机械振动的物体作为波源。
②是要有能够传播机械振动的介质。
●横波和纵波:①质点的振动方向与波的传播方向垂直的叫横波。
②质点的振动方向与波的传播方向在同一直线上的叫纵波。
气体、液体、固体都能传播纵波,但气体和液体不能传播横波,声波在空气中是纵波,声波的频率从20到2万赫兹。
●机械波的特点:①每一质点都以它的平衡位置为中心做简振振动,后一质点的振动总是落后于带动它的前一质点的振动。
②波只是传播运动形式和振动能量,介质并不随波迁移。
振动和波动的比较:两者的联系:振动和波动都是物体的周期性运动,在运动过程中使物体回到原来平衡位置的力,一般来说都是弹性力,就整个物体来看,所呈现的现象是波动。
而对构成物体的单个质点来看,所呈现的现象是振动,因此可以说振动是波动的起因,波动是振动在时空上的延伸,没有振动一定没有波动,有振动也不一定有波动,但有波动一定有振动。
二者的区别:从运动现象来看:振动是一个质点或一个物体通过某一中心,平衡位置的往复运动,而波动是由振动引起的,是介质中大量质点依次发生振动而形成的集体运动。
从运动原因来看:振动是由于质点离开平衡位置后受到回复力的作用,而波动是由于弹性介质中某一部分受到扰动后发生形变,产生了弹力而带动与它相邻部分质点也随同它做同样的运动,这样由近及远地向外传开,在波动中各介质质点也受到回复力的作用。
从能量变化来看:振动系统的动能与势能相互转换,对于简谐运动,动能最大时势能为零,势能最大时动能为零,总的机械能守恒,波在传播过程中,由振源带动它相邻的质点运动,即振源将机械能传递给相邻的质点,这个质点再将能量传递给下一个质点,因此说波的传播过程是一个传播能量的过程,每个质点都不停地吸收能量,同时向外传递能量,当波源停止振动,不再向外传递能量时,各个质点的振动也会相继停下来。
机械波的产生和传播知识点一:波的形成和传播(一)介质能够传播振动的媒介物叫做介质。
(如:绳、弹簧、水、空气、地壳等)(二)机械波机械振动在介质中的传播形成机械波。
(三)形成机械波的条件(1)要有 ;(2)要有能传播振动的 。
注意:有机械波 有机械振动,而有机械振动 能产生机械波。
(四)机械波的传播特征(1)机械波传播的仅仅是 这种运动形式,介质本身并不随波 。
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 振动,因此波动的过程是介质中相邻质点间依次“带动”、由近及远相继振动起来的过程,是 这种运动形式在介质中依次向外传播的过程。
对简谐波而言各质点振动的振幅和周期都 ,各质点仅在各自的 位置附近振动,并 随波动过程的发生而沿波传播方向发生迁移。
(2)波是传递能量的一种运动形式。
波动的过程也是由于相邻质点间由近及远地依次做功的过程,所以波动过程也是能量由近及远的传播过程。
因此机械波也是传播 的一种形式。
(五)波的分类波按照质点 方向和波的 方向的关系,可分为:(1)横波:质点的振动方向与波的传播方向 的波,其波形为 相间的波。
凸起的最高处叫 ,凹下的最底处叫 。
(2)纵波:质点的振动方向与波的传播方向 的波,其波形为 相间的波。
质点分布最密的地方叫作 ,质点分布最疏的地方叫作 。
知识点二:描述机械波的物理量知识(一)波长(λ)两个 的、在振动过程中对 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 的波峰(或波谷)间的距离等于波长。
在纵波中,两个 的密部(或疏部)间的距离等于波长。
振动在一个 内在介质中传播的距离等于一个波长。
(二)频率(f )波的频率由 决定,一列波,介质中各质点振动频率都相同,而且都等于波源的频率。
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。
(三)波速(v ) 振动在介质中传播的速度,指单位时间内振动向外传播的距离,即x v t∆=∆。
一、基本概念1.机械振动:物体(或物体一部分)在某一中心位置附近所做的往复运动。
2.回复力F:使物体返回平衡位置的力,回复力是根据效果(产生振动加速度,改变速度的大小,使物体回到平衡位置)命名的,回复力总指向平衡位置,回复力是某几个性质力沿振动方向的合力或是某一个性质力沿振动方向的分力。
(如:①水平弹簧振子的回复力即为弹簧的弹力;②竖直悬挂的弹簧振子的回复力是弹簧弹力和重力的合力;③单摆的回复力是摆球所受重力在圆周切线方向的分力,不能说成是重力和拉力的合力)3.平衡位置:回复力为零的位置(物体原来静止的位置)。
物体振动经过平衡位置时不一定处于平衡状态即合外力不一定为零(例如单摆中平衡位置需要向心力)。
4.位移x:相对平衡位置的位移。
它总是以平衡位置为始点,方向由平衡位置指向物体所在的位置,物体经平衡位置时位移方向改变。
5.简谐运动:物体在跟偏离平衡位置的位移大小成正比,并且总指向平衡位置的回复力的作用下的振动,叫简谐运动。
(1)动力学表达式为:F=﹣kxF=-kx是判断一个振动是不是简谐运动的充分必要条件。
凡是简谐运动沿振动方向的合力必须满足该条件;反之,只要沿振动方向的合力满足该条件,那么该振动一定是简谐运动。
(2)运动学表达式:x=Asin(ωt+φ)(3)简谐运动是变加速运动。
物体经平衡位置时速度最大,物体在最大位移处时速度为零,且物体的速度在最大位移处改变方向。
(4)简谐运动的加速度:根据牛顿第二定律,做简谐运动的物体指向平衡位置的(或沿振动方向的)加速度a=﹣kx/m,由此可知,加速度的大小跟位移大小成正比,其方向与位移方向总是相反。
故平衡位置F、x、a均为零,最大位移处F、x、a均为最大。
(5)简谐运动的振动物体经过同一位置时,其位移大小、方向是一定的,而速度方向不一定。
(6)简谐运动的对称性①瞬时量的对称性:做简谐运动的物体,在关于平衡位置对称的两点,回复力、位移、加速度具有等大反向的关系;速度的大小、动能也具有对称性,速度的方向可能相同或相反。
高中物理总复习机械振动机械波知识点梳理 基本的概念,简谐运动中的力学运动学条件及位移,回复力,振幅,周期,频率及在一次全振动过程中各物理量的变化规律。
单摆:等效摆长、等效的重力加速度 影响重力加速度有:①纬度,离地面高度②在不同星球上不同,与万有引力圆周运动规律(或其它运动规律)结合考查 ③系统的状态(超、失重情况)④所处的物理环境有关,有电磁场时的情况⑤静止于平衡位置时等于摆线张力与球质量的比值注意等效单摆(即是受力环境与单摆的情况相同)T=2πg L ⇒g=22T L 4π 应用:T 1=2πg L O T 2=2πg L -L O ∆ ⇒22212T -T L 4g ∆=π 沿光滑弦cda 下滑时间t 1=t oa =gR 2g R 2= 沿ced 圆弧下滑t 2或弧中点下滑t 3: t 2=t 3=4T =g R 42π=gR 2π 共振的现象、条件、防止和应用机械波:基本概念,形成条件、 特点:传播的是振动形式和能量,介质的各质点只在平衡位置附近振动并不随波迁移。
①各质点都作受迫振动,②起振方向与振源的起振方向相同,③离源近的点先振动,④没波传播方向上两点的起振时间差=波在这段距离内传播的时间⑤波源振几个周期波就向外传几个波长波长的说法:①两个相邻的在振动过程中对平衡位置“位移”总相等的质点间的距离②一个周期内波传播的距离③两相邻的波峰(或谷)间的距离④过波上任意一个振动点作横轴平行线,该点与平行线和波的图象的第二个交点之间的距离为一个波长波从一种介质传播到另一种介质,频率不改变, 波速v=s/t=λ/T=λf波速与振动速度的区别波动与振动的区别:研究的对象:振动是一个点随时间的变化规律,波动是大量点在同一时刻的群体表现,图象特点和意义联系:波的传播方向⇔质点的振动方向(同侧法、带动法、上下波法、平移法)知波速和波形画经过(∆t)后的波形(特殊点画法和去整留零法)波的几种特有现象:叠加、干涉、衍射、多普勒效应,知现象及产生条件。
高二物理机械波知识精讲本周教学内容主要包括:振动在介质中的传播——波,横波和纵波,横波的图象、波长、频率和波速的关系〔B 级要求〕,波的叠加,波的干预,衍射现象〔A 级要求〕,超声波,多普勒效应〔A 级要求〕,关于声波只需要在实例中讲即可。
〔一〕机械波1. 定义:机械振动在介质中传播形成机械波。
产生条件:()振源()介质12⎧⎨⎩2. 特点:()局部:各个质点在各自平衡位置附近振动,后随前。
()整体:振动(波形)向前传播,质点本身不随波迁移。
12⎧⎨⎩波是传递能量〔振动〕的一种形式。
3. 分类:横波:质点振动方向与波的传播方向相互垂直的波。
纵波:质点振动方向与波的传播方向在同一直线上的波。
(声波)⎧⎨⎩ 4. 描述波的物理量:〔1〕波长λ:两个相邻的,在振动过程中相对平衡位置的位移总是相等的质点间的距离。
在一个周期内,振动传播的距离等于一个波长。
〔2〕周期T 、频率f :波的频率由振源的频率决定,与介质无关,波的周期等于振动的周期。
〔3〕波速v :振动在介质中传播的速度,由介质决定。
∴波从一种介质进入另一种介质,f 不变,v 、λ变化。
〔4〕关系:v Tf ==λλ。
〔二〕波的图象1. 物理意义:描述波传播过程中,在某一时刻介质中各质点位移。
横轴:各质点的平衡位置坐标。
纵轴:各质点某时刻的位移。
图象:正、〔余〕弦曲线。
2. 利用波动图象可知: 〔1〕A 、λ〔2〕某一时刻某一质点的位移〔3〕波传播方向,可知各质点振动方向〔也知加速度方向,质点运动情况〕。
〔介绍后随前,移波形法,逆波法〕。
反过来,某质点振动方向会判断波速方向。
〔4〕波速和周期知道其中一个,可求另一个。
〔5〕画经∆t 时刻的波形图。
〔三〕波的叠加:1. 几列波相遇时,每列波都能够保持各自的状态继续传播而不互相干扰。
只是在重叠的区域里,质点的实际运动是两列波在质点产生分运动的矢量和,任意质点的位移等于各列波所引起的位移矢量和。
物理机械波知识点
以下是一些物理机械波的基本知识点:
1. 机械波是一种通过介质传播的波动,介质的振动会引起传递能量的波动。
2. 机械波根据振动方向的不同可以分为纵波和横波。
纵波的振动方向与波的传播方向
相同,例如声波;横波的振动方向与波的传播方向垂直,例如水波。
3. 机械波的传播速度取决于介质的性质,例如绳子上的波速取决于绳子的弹性和质量。
4. 机械波的振幅表示波的强度,代表了介质粒子振动的最大位移。
5. 机械波的波长代表振动周期内的距离,通常用λ表示。
6. 机械波的频率代表单位时间内的振动次数,通常用f表示,单位为赫兹(Hz)。
7. 机械波的波速可以用波长和频率的乘积来计算,即v = λf。
8. 机械波可以发生反射、折射和衍射等现象,这些现象可以解释声音的传播和光的折
射等现象。
9. 机械波的干涉和衍射现象可以通过叠加原理进行解释。
10. 机械波的能量可以随着波的传播而传递,同时在传播过程中也会发生能量的损耗,例如声音在空气中传播时会逐渐减弱。
这些是机械波的一些基本知识点,通过了解这些内容可以更好地理解和应用机械波的相关原理和现象。
物理机械波知识点总结物理机械波知识点总结高中物理选修3-4机械波重要知识点描述机械波的物理量——波长、波速和频率(周期)的关系⑴波长λ:两个相邻的、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。
振动在一个周期内在介质中传播的距离等于波长。
⑵频率f:波的频率由波源决定,在任何介质中频率保持不变。
⑶波速v:单位时间内振动向外传播的距离。
波速的大小由介质决定。
波的干涉和衍射衍射:波绕过障碍物或小孔继续传播的现象。
产生显著衍射的条件是障碍物或孔的尺寸比波长小或与波长相差不多。
干涉:频率相同的两列波叠加,使某些区域的振动加强,使某些区域振动减弱,并且振动加强和振动减弱区域相互间隔的现象。
产生稳定干涉现象的条件是:两列波的频率相同,相差恒定。
稳定的干涉现象中,振动加强区和减弱区的空间位置是不变的,加强区的振幅等于两列波振幅之和,减弱区振幅等于两列波振幅之差。
判断加强与减弱区域的方法一般有两种:一是画峰谷波形图,峰峰或谷谷相遇增强,峰谷相遇减弱。
二是相干波源振动相同时,某点到二波源程波差是波长整数倍时振动增强,是半波长奇数倍时振动减弱。
干涉和衍射是波所特有的现象。
高中物理选修3-4重要知识点相对论的时空观经典物理学的时空观(牛顿物理学的绝对时空观):时间和空间是脱离物质而存在的,是绝对的,空间与时间之间没有任何联系。
相对论的时空观(爱因斯坦相对论的相对时空观):空间和时间都与物质的运动状态有关。
相对论的时空观更具有普遍性,但是经典物理学作为相对论的特例,在宏观低速运动时仍将发挥作用。
时间和空间的相对性(时长尺短)1.同时的相对性:指两个事件,在一个惯性系中观察是同时的,但在另外一个惯性系中观察却不再是同时的。
2.长度的相对性:指相对于观察者运动的物体,在其运动方向的长度,总是小于物体静止时的长度。
而在垂直于运动方向上,其长度保持不变。
高中物理机械振动和机械波知识点1.简谐运动(1)定义:物体在跟偏离平衡位置的位移大小成正比,并且总是指向平衡位置的回复力的作用下的振动,叫做简谐运动.(2)简谐运动的特征:回复力F=-kx,加速度a=-kxm,方向与位移方向相反,总指向平衡位置.简谐运动是一种变加速运动,在平衡位置时,速度最大,加速度为零;在最大位移处,速度为零,加速度最大.(3)描述简谐运动的物理量①位移x:由平衡位置指向振动质点所在位置的有向线段,是矢量,。
高一物理第七章知识点归纳物理是一门研究物质及其运动规律的学科,被广泛应用于各个领域。
高中物理作为基础学科,对学生的科学素养和思维能力有着重要的影响。
高一物理的第七章主要涉及机械波的传播和声音的特性。
下面将对这些知识点进行归纳和总结,帮助大家更好地理解和掌握。
一、机械波的传播1. 机械波的定义:机械波是一种通过物质颗粒的振动而传播的能量的现象。
2. 机械波的分类:根据颗粒振动方向的不同,机械波可分为横波和纵波。
3. 横波的传播特点:振动方向与波的传播方向垂直,如水波和光波等。
4. 纵波的传播特点:振动方向与波的传播方向平行,如声波等。
5. 机械波的传播速度:机械波的传播速度与介质的性质有关,与波长和频率有关。
6. 机械波的超大增幅及其应用:共振现象可以导致机械波的超大增幅,如音乐演唱中的共鸣现象。
二、声音的特性1. 声音的产生:声音是物体振动产生的,当物体振动频率在20Hz~20kHz之间时,人耳可以听到声音。
2. 声音的传播:声音是通过介质的纵波传播,速度与介质的性质有关,大致为343m/s。
3. 声音的频率与音调:声音频率越高,音调越高;频率越低,音调越低。
4. 声音的振动和波动:声音是由物体的振动产生的,是一种机械波。
声音的振幅决定了声音的大小,振幅越大,声音越响。
5. 声音的反射和回声:声音在遇到障碍物时会发生反射,形成回声。
回声的产生可以用声音的速度和时间的关系来计算距离。
6. 同一声源和不同声源的干涉:当两个声源的声波相遇时,会产生干涉现象,从而改变声音的强度。
三、高一物理第七章的实验1. 用树叶或纸片制作音叶:通过树叶或纸片的振动,可以产生声音,用以观察声音的传播。
2. 用缝隙产生声音:将两个金属片对着相距很小的缝隙,使其震动,可以产生连续的声音。
3. 声音在不同介质中的传播速度的测定:通过测定不同介质中声音的传播时间,可以计算出声音在介质中的传播速度。
以上就是高一物理第七章的知识点归纳。
《机械波》知识梳理
【波动形成和传播】
机械波:机械振动在介质中的传播过程叫机械波,机械波产生的条件有两个:一是要有做机械振动的物体作为波源,二是要有能够传播机械振动的介质。
横波和纵波:
质点的振动方向与波的传播方向垂直的叫横波。
质点的振动方向与波的传播方向在同一直线上的叫纵波。
气体、液体、固体都能传播纵波,但气体和液体不能传播横波,声波在空气中是纵波。
【波的图像】
横波的图象
用横坐标x表示在波的传播方向上各质点的平衡位置,纵坐标y表示某一时刻各质点偏离平衡位置的位移。
简谐波的图象是正弦曲线,也叫正弦波
简谐波的波形曲线与质点的振动图象都是正弦曲线,但他们的意义是不同的。
波形曲线表示介质中的“各个质点”在“某一时刻”的位移,振动图象则表示介质中“某个质点”在“各个时刻”的位移。
【波长频率与波速】
波长:两个相邻的、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。
振动在一个周期内在介质中传播的距离等于波长。
频率f:波的频率由波源决定,在任何介质中频率保持不变。
波速v:单位时间内振动向外传播的距离。
波速的大小由介质决定。
【波的反射和折射】
惠更斯原理:介质中任一波面上的各点,都可以看作发射子波的波源,而后任意时刻,这些子波在波前进方向的包络面便是新的波面。
波的反射:波遇到障碍物会返回来继续传播
反射规律:入射线、法线、反射线在同一平面内,入射线与反射线分居法线两侧,反射角等于入射角。
波的折射:波从一种介质进入另一种介质时,波的传播方向发生了改变的现象叫做波的折射.
折射规律:折射定律:入射线、法线、折射线在同一平面内,入射线与折射线分居法线两侧.入射角的正弦跟折射角的正弦之比等于波在第一种介质中的速度跟波在第二种介质中的速度之比:
【波的衍射】
波绕过障碍物或小孔继续传播的现象。
产生显著衍射的条件是障碍物或孔的尺寸比波长小或与波长相差不多。
【波的干涉】
干涉:频率相同的两列波叠加,使某些区域的振动加强,使某些区域振动减弱,并且振动加强和振动减弱区域相互间隔的现象。
产生稳定干涉现象的条件是:两列波的频率相同,相差恒定。
【多普勒效应】
多普勒效应:由于波源和观察者之间有相对运动,使观察者感到频率变化的现象叫做多普勒效应。
他是奥地利物理学家多普勒在1842年发现的。
多普勒效应的应用:
①现代医学上使用的胎心检测器、血流测定仪等有许多都是根据这种原理制成。
②根据汽笛声判断火车的运动方向和快慢,以炮弹飞行的尖叫声判断炮弹的飞行方向等。
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