机械波
一、认识机械波
1．机械波
⑴ 形成：振动的传播称为波动，简称波。机械振动在介质中的传播形成了机械波，抖动的彩带端叫波源，彩带则为传播振动的介质。
⑵ 种类： ①横波
质点的振动方向与波的传播方向垂直。 ②纵波
质点的振动方向与波的传播方向在同一直线上。
典例精讲
【例1.1】（2024?海淀区模拟）某地区地震波中的横波和纵波传播速率分别约为4km/s和9km/s。
一种简易地震仪由竖直弹簧振子P和水平弹簧振子H组成（如图）。在一次地震中，震源地地震仪下方，观察到两振子相差5s开始振动，则（ ）
A．P先开始振动，震源距地震仪约36km B．P先开始振动，震源距地震仪约25km C．H先开始振动，震源距地震仪约36km D．H先开始振动，震源距地震仪约25km
【分析】纵波的速度快，纵波先到。根据匀速运动规律求出震源距地震仪的距离。 【解答】解：纵波的速度快，纵波先到，所以P先开始振动，根据?????=5s，解得x＝36km。
1
2
????
故A正确，BCD错误。 故选：A。
【例1.2】（2024春?五莲县期中）对于波长为100m的声波，下列说法正确的是（ ） A．在同一介质中，比波长为20m的声波传播快 B．在空气中的频率比在水中大
C．声波能发生折射，但折射后频率不改变 D．声波能发生反射，但反射后波速改变
【分析】根据声波的传播速度由介质决定；根据声波的频率由波源决定。 【解答】解：A．声波在同一种介质中传播，波速相等，故A错误；
B．同一种声波的频率只跟波源有关，跟介质无关，所以在空气和水中的频率相同，故B错误；
CD．声波的频率由波源决定，跟折射和反射现象无关，故C正确，D错误； 故选：C。
【例1.3】（2024春?徐州期末）如图所示，从入口S处送入某一频率的声音。通过左右两条
管道路径SAT和SBT，声音传到了出口T处，并可以从T处监听声音。右侧的B管可以拉出或推入以改变B管的长度，开始时左右两侧管道关于S、T对称，从S处送入某一频率的声音后，将B管逐渐拉出，当拉出的长度为l时，第一次听到最弱的声音。设声速为v，则该声音的频率（ ）
A．?? ??
B．2??
??
C．4??
??
D．8??
??
【分析】根据当波峰与波谷相遇时，振动相互减弱。即听到声音最小解答即可。 【解答】解：两列声波在出口T处发生干涉，要第一次听到最低的声音，需满足2??=，
2??
又因为??=所以??=，
??
4??
????
故C正确，ABD错误。 故选：C。
【例1.4】（2024春?嘉定区校级期中）下列关于机械波的说法正确的是（ ） A．物体做机械振动，一定产生机械波 B．如果有机械波，一定有机械振动
C．如果振源停止振动，在介质中传播的波也立即停止
D．机械波是机械振动在介质中的传播过程，它传播的是振动形式
【分析】机械波的产生条件：机械振动与介质；机械波在传播过程即传播了振动形式同时传递了能量；根据机械能的形成条件传播分析答题。
【解答】解：A、要产生机械波，既要有机械振动又要有传播波的介质，只有机械振动如果没有传播波的介质不会形成机械波，故A错误；
B、机械振动的传播形成机械波，如果有机械波一定有机械振动，故B正确；
C、机械振动的传播形成机械波，如果振源停止振动，波会在介质中继续传播不会立即停止，故C错误；
D、机械波是机械振动在介质中的传播过程，它传播的是振动形式，同时传递了能量，故D错误；
故选：B。
2．描述机械波的物理量
⑴ 周期T和频率f
在波动中，介质中各个质点的振动周期或频率都是相同的，它们都等于波源的振动周期或频率，这个周期或频率也叫做波的周期T或频率f。 ⑵ 波长?
在波动中，振动步调总是相同的两个相邻质点间的距离，叫做波长，通常用?表示。
⑶ 波速v
经过一个周期，振动在介质中传播的距离等于一个波长，所以定义波速v?①频率不会变，波速会变 ②相同 ③波速和频率决定
?T??f。
典例精讲
【例2.1】（2024春?海安县校级期中）一束单色光从空气射入水中，则（ ） A．光的颜色、频率不变，而波长、波速都变小
B．光的颜色、频率、波长都不变，只有波速变小 C．光的颜色、波长不变，而频率、波速都变小 D．光的频率变小，而颜色、波长、波速都不变
【分析】对于光而言，在真空中的传播速度最大，由空气进入介质中，频率不变，则可知颜色，根据??=??可知传播速度变化情况，根据v＝λf即可知波长的变化情况。
【解答】解：光在空气中的传播速度大于光在水中的传播速度，当一束光线从空气中射入水
??
中时，速度将变小，但频率不变，所以颜色不变，由v＝λf可知，波长变短；故A正确，BCD错误。 故选：A。
【例2.2】（2024春?历下区校级期中）如图所示，在均匀介质中，A、B是振动情况完全相同的两个波源，其简谐运动表达式均为x＝0.1sin20π（tm），形成的机械波的波速都是10m/s。介质中P点与A、B两波源间的距离分别为4m和5m。则（ ）
A．波的周期为0.2s
B．波的波长为2m
C．P点一定是振动加强点 D．P点可能是振动减弱点
【分析】由简谐运动表达式为x＝0.1sin（20πt）m，读出ω，由T=v=求解波长；
????
2????
求得波的周期T，由
根据P点与A、B两波源的路程差与波长的关系，分析P点的振动情况，若路程差是波长的整数倍，则振动加强；若路程差是半个波长的奇数倍，则振动减弱。
【解答】解：A、由简谐运动表达式为：x＝0.1sin（20πt）m知，角频率ω＝20πrad/s，则周期为：T=
2??????
=20??s＝0.1s，故A错误；
2??
B、由v=得波长为：λ＝vT＝10×0.1m＝1m；故B错误。
??
CD、据题：P点到A、B两个波源的路程差为：△S＝5m﹣4m＝1m＝λ，故P点的振动加强，故C正确，D错误。 故选：C。
【例2.3】（2024春?微山县校级月考）关于振动和波的关系，下列说法正确的是（ ） A．波动的过程是质点的振动形式及能量由近及远的传播过程 B．发声体在振动时，一定会产生声波
C．机械波是质点随波迁移，也是振动能量的传递
D．如果波源停止振动，已经振动的质点将继续振动，未振动的质点则不会振动
【分析】机械波是机械振动在介质中的传播，所以产生机械波的条件是：1、有机械振动，2、有传播的介质。
高中物理全套讲义选修3-4 第1讲 机械波(简单版) 教师版讲义
