高考物理一輪總復習 專題十二 第2講 機械波課件 新人教版.ppt

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第2講 機械波 一 機械波1 定義 在介質中的傳播叫做機械波 2 形成條件 機械振動 機械振動 介質 1 有發(fā)生 的波源 2 有傳播 3 分類 垂直 波峰 波谷 同一直線 密部 疏部 1 橫波 質點的振動方向與波的傳播方向相互 的波 有 凸部 和 凹部 2 縱波 質點的振動方向與波的傳播方向在 上的波 有 和 4 傳播特點 形式 能量 遷移 波源 4A 1 機械波傳播的只是振動的 和 質點只在各自的平衡位置附近做簡諧運動 并不隨波 2 介質中各質點的振幅相同 振動周期和頻率都與 的振動周期和頻率相同 3 一個周期內 質點完成一次全振動 通過的路程為 位移為零 二 波長 波速和波的圖象1 波長 波速 頻率及其關系 1 波長 在波動中 總是相同的兩個相鄰質點間 的距離 振動相位 介質本身 波源 2 波速v 波在介質中的傳播速度 由 的性質 決定 f 3 頻率f 由 決定 等于波源的振動頻率 4 波長 波速和頻率的關系 v 2 波的圖象 平衡位置 位移 各質點 1 坐標軸 橫軸表示各質點的 縱軸表示該時刻各質點的 2 意義 表示在波的傳播方向上 某時刻 離開平衡位置的位移 3 圖象 4 振動圖象與波動圖象的比較 基礎檢測 1 2013年北京卷 一列沿x軸正方向傳播的簡諧機械橫波 波速為4m s 某時刻波形如圖12 2 1所示 下列說法正確的是 圖12 2 1 A 這列波的振幅為4cmB 這列波的周期為1sC 此時x 4m處質點沿y軸負方向運動D 此時x 4m處質點的加速度為0答案 D 三 波的干涉和衍射現象多普勒效應 1 波的干涉 相同 加強區(qū) 減弱區(qū) 1 條件 兩列波的頻率必須 2 現象 形成 和 相互隔開的穩(wěn)定的干涉圖樣 2 波的衍謝 小 相差不多 繞過障礙物 1 條件 障礙物或孔的尺寸比波長 或 2 現象 波能夠 或孔繼續(xù)向前傳播 3 多普勒效應 相對運動 頻率 不變 變化 1 條件 聲源和觀察者之間有 2 現象 觀察者感到 發(fā)生變化 3 實質 聲源頻率 觀察者接收到的頻率 基礎檢測 2 下列物理現象 在春天里一次閃電過后 有時雷聲轟鳴不絕 聞其聲而不見其人 學生圍繞振動的音叉轉一圈會聽到忽強忽弱的聲音 當正在鳴笛的火車向著我們疾 駛而來時 我們聽到汽笛聲的音調變高 分別屬于波的 A 反射 衍射 干涉 多普勒效應B 折射 衍射 多普勒效應 干涉C 反射 折射 干涉 多普勒效應D 衍射 折射 干涉 多普勒效應答案 A 考點1波的傳播規(guī)律和波動圖象的應用 重點歸納 1 從波動圖象可以獲取的信息 如圖12 2 2所示 圖12 2 2 1 直接讀取振幅A和波長 以及該時刻各質點的位移 2 確定某時刻各質點加速度的方向 并能比較其大小 3 結合波的傳播方向可確定各質點的振動方向或由各質 點的振動方向確定波的傳播方向 典例剖析例1 多選 2016年湖北龍泉中學 宜昌一中聯考 一列簡諧橫波沿x軸正方向傳播 t 0時刻的波形如圖12 2 3中實線所示 t 0 1s時刻的波形如圖中虛線所示 波源不在坐標原點O P是傳播介質中離坐標原點xP 2 5m處的一個質點 則 以下說法正確的是 圖12 2 3 A 質點P的振幅為0 1mB 波的頻率可能為7 5Hz C 波的傳播速度可能為50m s D 在t 0 1s時刻與P相距5m處的質點一定沿x軸正方 向運動 E 在t 0 1s時刻與P相距5m處的質點可能是向上振動 也可能是向下振動 思維點撥 解答本類題目 要熟悉波的傳播規(guī)律 注意波 的傳播方向和傳播距離或所用的時間 答案 ACE備考策略 1 熟悉波的傳播規(guī)律 2 由波形圖求出波長 根據波的傳播方向求出周期及波速大小通式 3 要抓住波的周期性 確定周期與時間 或者傳播距離與波長 的關系 考點練透 1 多選 2016年云南師范大學附屬中學月考 如圖12 2 4所示 一列沿x軸負方向傳播的簡諧橫波 實線為t 0時刻的 波形圖 虛線為t 0 6s時的波形圖 波的周期T 0 6s 則 圖12 2 4 A波的周期為2 4sB 波速為10m s C 在t 0 9s時 P點沿y軸正方向運動 D 從t 0 6s起的0 4s內 P點經過的路程為0 4mE 在t 0 5s時 Q點到達波峰位置 答案 BDE 考點2波的干涉 衍射 多普勒效應 重點歸納 波的干涉現象中加強點 減弱點的兩種判斷方法 1 公式法 某質點的振動是加強還是減弱 取決于該點到兩相干波源 的距離之差 r 當兩波源振動步調一致時 若 r n n 0 1 2 則振動加強 當兩波源振動步調相反時 若 r n n 0 1 2 則振動減弱 2 圖象法 在某時刻波的干涉的波形圖上 波峰與波峰 或波谷與波谷 的交點 一定是加強點 而波峰與波谷的交點一定是減弱點 各加強點或減弱點各自連接而成以兩波源為中心向外輻射的連線 形成加強線和減弱線 兩種線互相間隔 加強點與減弱點之間各質點的振幅介于加強點與減弱點的振幅之間 典例剖析例2 多選 2014年大綱卷 兩列振動方向相同 振幅分別為 A1和A2的相干簡諧橫波相遇 下列說法正確的是 A 波峰與波谷相遇處質點的振幅為 A1 A2 B 波峰與波峰相遇處質點離開平衡位置的位移始終為A1 A2C 波峰與波谷相遇處質點的位移總是小于波峰與波峰相遇處質點的位移D 波峰與波峰相遇處質點的振幅一定大于波峰與波谷相遇處質點的振幅 解析 空間某一質點的位移等于兩列波同時在該點引起位移的矢量和 對于相干波源在某一點是加強點 說明兩列波在該點振動方向始終一致 但該質點的位移不是始終不變的 選項B錯誤 波峰和波谷相遇處的點是減弱點 兩列波在該點振動方向始終相反 但其合位移不一定總小于加強點的位移 選項C錯誤 加強點處的質點的振幅為A1 A2 減弱點處的質點的振幅為 A1 A2 選項A D正確 答案 AD 考點練透 2 2013年山東卷 如圖12 2 5所示 在某一均勻介質中 A B是振動情況完全相同的兩個波源 其簡諧運動表達式均為x 0 1sin 20 t m 介質中P點與A B兩波源間的距離分別為4m和5m 兩波源形成的簡諧橫波分別沿AP BP方向傳播 波速都是10m s 圖12 2 5 1 求簡諧橫波的波長 2 P點的振動 填 加強 或 減弱 易錯點波的傳播方向與質點振動方向的互判 1 互判方法 2 求解波動圖象與振動圖象綜合類問題可采用 一分 一 看 二找 的方法 1 分清振動圖象與波動圖象 看清橫坐標 2 看清橫 縱坐標的單位 尤其要注意單位前的數量級 3 找準波動圖象對應的時刻 4 找準振動圖象對應的質點 例3 多選 2014年新課標卷 如圖12 2 6甲所示為一列簡諧橫波在t 2s時的波形圖 圖乙為介質中平衡位置在x 1 5m處的質點的振動圖象 P是平衡位置為x 2m的質點 下列說法正確的是 圖12 2 6 A 波速為0 5m sB 波的傳播方向向右C 0 2s時間內 P運動的路程為8cmD 0 2s時間內 P向y軸正方向運動E 當t 7s時 P恰好回到平衡位置 答案 ACE 備考策略 解答本類題目 要正確理解振動和波的傳播之間的關系 理解波動圖象和振動圖象的含義 能從圖象中獲取周期 波長等信息 從而判斷質點振動方向和判斷傳播方向 觸類旁通 多選 2014年新課標卷 如圖12 2 7甲所示為一列簡諧橫波在t 0 10s時刻的波形圖 P是平衡位置在x 1 0m處的質點 Q是平衡位置在x 4 0m處的質點 圖乙為質點Q的振 動圖象 下列說法正確的是 圖12 2 7 A 在t 0 10s時 質點Q向y軸正方向運動 B 在t 0 25s時 質點P的加速度方向與y軸正方向相 同 C 從t 0 10s到t 0 25s 該波沿x軸負方向傳播了6mD 從t 0 10s到t 0 25s 質點P通過的路程為30cmE 質點Q簡諧運動的表達式為y 0 10sin10 t 國際單位 制