资源描述
Click to edit Master title style,Click to edit Master text styles,Second level,Third level,Fourth level,Fifth level,11/7/2009,#,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,第二节机械波,课堂互动讲练,经典题型探究,知能优化演练,第二节机械波,基础知识梳理,基础知识梳理,一、机械波,1,机械波的形成条件,(1),有发生机械振动的,_,(2),有传播,_,，如空气、水等,2,传播特点,(1),传播振动形式、传递,_,、传递信息,(2),质点不随波迁移,波源,介质,能量,垂直,相同,波源,3,波速,v,、波长,和频率,f,、周期,T,的关系,公式：,v,f,机械波的速度大小由,_,决定，与机械波的频率无关,三、机械波的图象,1,图象：在平面直角坐标系中，用横坐标表示介质中各质点的,_,，用纵坐标表示某一时刻各质点偏离平衡位置的,_,，连接各位移矢量的末端，得出的曲线即为波的图象，简谐波的图象是正弦,(,或余弦,),曲线,介质,平衡位置,位移,2,物理意义：某一时刻介质中各质点相对,_,的位移,四、波的衍射,1,定义：波可以绕过障碍物继续传播的现象,2,发生明显衍射的条件：只有缝、孔的宽度或障碍物的尺寸跟波长,_,，或者,_,时，才会发生明显的衍射现象,平衡位置,相差不多,小于波长,五、波的干涉,1,波的叠加原理：几列波相遇时能保持各自的运动状态，继续传播，在它们重叠的区域里，介质的质点同时参与这几列波引起的振动，质点的位移等于这几列波单独传播时引起的位移的矢量和,2,波的干涉,(1),定义：频率相同的两列波叠加，使某些区域的振动,_,、某些区域的振动,_,，这种现象叫波的干涉,加强,减弱,(2),条件：两列波的频率相同,干涉和衍射是波特有的现象，波同时还可以发生反射、折射,六、多普勒效应,由于波源与观察者互相,_,或者互相,_,时，接收到的波的,_,与波源频率不相等的现象,靠近,远离,频率,课堂互动讲练,一、振动图象与波动图象的比较,波的振动图象与波动图象虽然形状相同，但所研究的对象、意义、特点等有所不同所以，要掌握两者的区别，及在某些情况下两者的相互转化,两种图象,比较内容,振动图象,波动图象,研究对象,某一振动质点,沿波传播方向所有质点,图象意义,某一质点位移随时间变化规律,某时刻所有质点相对平衡位置的位移,图象特点,图象信息,(1),周期、振幅,(2),各时刻质点的位移,(3),速度、加速度的方向,(1),波长、振幅,(2),任意一质点该时刻的位移,(3),任意一质点在该时刻加速度的方向,图象变化,随时间推移图象延续，但已有形状不变,随时间推移，图象沿传播方向平移,一个完整曲线对应横坐标,一个周期,一个波长,即时应用,(,即时突破，小试牛刀,),1.,一列沿着,x,轴正方向传播的横波，在,t,0,时刻的波形如图,11,2,1,甲所示图甲中某质点的振动图象如图乙所示质点,N,的振幅是,_m,，振动周期为,_s,，图乙表示质点,_(,从质点,K,、,L,、,M,、,N,中选填,),的振动图象该波的波速为,_m/s.,图,11,2,1,解析：,从甲、乙图可看出波长,2.0 m,，周期,T,4 s,，振幅,A,0.8 m,；乙图中显示,t,0,时刻该质点处于平衡位置向上振动，甲图波形图中，波向,x,轴正方向传播，则,L,质点正在平衡位置向上振动，波速,v,/,T,0.5 m/s.,答案：,0.8,4,L,0.5,2,质点振动方向与波传播方向的互判,图象,方法,微平移法：沿波的传播方向将波的图象进行一微小平移，然后由两条波形曲线来判断,例如：波沿,x,轴正向传播，,t,时刻波形曲线如图中实线所示将其沿,v,的方向移动一微小距离,x,，获得如图中虚线所示的图线,可以判定：,t,时刻质点,A,振动方向向下，质点,B,振动方向向上，质点,C,振动方向向下,“,上、下坡,”,法,沿着波的传播方向看，上坡的点向下振动，下坡的点向上振动，即,“,上坡下、下坡上,”,例如：图中，,A,点向上振动，,B,点向下振动，,C,点向上振动,逆向描迹法,逆着波的传播方向用铅笔描波形曲线，笔头向上动，质点的振动方向向上，笔头向下动，质点的振动方向就向下,.,3.,波的多解性问题,造成波动问题多解的主要因素有：,(1),周期性,时间周期性：时间间隔,t,与周期,T,的关系不明确,空间周期性：波传播距离,x,与波长,的关系不明确,(2),双向性,传播方向双向性：波的传播方向不确定,振动方向双向性：质点振动方向不确定,(3),波形的隐含性形成多值解,在波动问题中，往往只给出完整波形的一部分，或给出几个特殊点，而其余信息均处于隐含状态这样，波形就有多种情况，形成相关波动问题的多值解,即时应用,(,即时突破，小试牛刀,),2.(2010,年高考安徽理综卷,),一列沿,x,轴正方向传播的简谐横波，某时刻的波形如图,11,2,2,所示,P,为介质中的一个质点，从该时刻开始的一段极短时间内，,P,的速度,v,和加速度,a,的大小变化情况是,(,),A,v,变小，,a,变大,B,v,变小，,a,变小,C,v,变大，,a,变大,D,v,变大，,a,变小,图,11,2,2,解析：,选,D.,由题图知波传播方向沿,x,轴正方向，根据质点振动方向与波的传播方向的关系可知质点,P,的速度方向在该时刻开始的一段极短时间内沿,y,轴正方向，即向该质点的平衡位置运动，因此,P,质点速度增大；质点,P,做简谐运动，向平衡位置运动，距离平衡位置的位移减小，所受回复力减小，因此加速度,a,减小，即,v,变大，,a,减小，故只有选项,D,正确,2,现象判断法：若某点总是波峰与波峰,(,或波谷与波谷,),相遇，则该点为加强点；若总是波峰与波谷相遇，则为减弱点不能认为加强点的位移永远最大，减弱点的位移永远最小,用一条曲线将加强点连接起来，这条曲线上的点都是加强点；把减弱点用曲线连接起来，曲线上的点都是减弱点加强点与减弱点之间各质点的振幅介于加强点与减弱点的振幅之间,即时应用,(,即时突破，小试牛刀,),3.(2011,年杭州质量检测,),如图,11,2,3,所示表示两列相干水波某时刻的波峰和波谷位置，实线表示波峰，虚线表示波谷，相邻实线与虚线间的距离为,0.2 m,，波速为,1 m/s,，在图示范围内可以认为这两列波的振幅均为,1 cm,，,C,点是相邻实线与虚线间的中点，则,(,),图,11,2,3,A,图示时刻,A,、,B,两点的竖直高度差为,2 cm,B,图示时刻,C,点正处于平衡位置且向水面上运动,C,F,点到两波源的路程差为零,D,经,0.1 s,，,A,点的位移为零,解析：,选,BD.,图示时刻点,A,、,B,、,D,振动加强，,A,、,B,间高度差,h,AB,4,A,4 cm,，,A,、,D,间高度差为零；图示时刻点,C,在水面，根据上下坡法，点,C,由水面向上运动；图示时刻,E,、,F,振动减弱，位移为零，到两波源的路程差为半波长的奇数倍；波长为,0.4 m,，周期为,0.4 s,，经过时间,t,0.1 s,0.25,T,，两列波的平衡位置传到,A,点，则位移为零,2,波源不动：观察者朝向波源以某一速度运动，由于相对速度增大而使得单位时间内通过观察者的完全波的个数增多，接收频率增大了同理可知，当观察者背离波源运动时，接收频率将减小,3,观察者不动：波源朝向观察者以某一速度运动，由于波长变短，而使得单位时间内通过观察者的完全波的个数增多，接收频率亦增大，同理可知，当波源背离观察者运动时，接收频率将减小,即时应用,(,即时突破，小试牛刀,),4.,站在火车站台上的旅客听到路过火车鸣笛声的音调,(,注：音调由频率决定，频率大时音调高，频率小时音调低,),变化情况，以下说法正确的是,(,),A,当火车进站时，鸣笛声的音调变低,B,当火车进站时，鸣笛声的音调变高,C,当火车离站时，鸣笛声的音调变低,D,当火车离站时，鸣笛声的音调变高,解析：,选,BC.,根据多普勒效应，火车进站时，波源向观察者靠近，旅客听到的鸣笛声的音调变高；当火车离站时，旅客听到的鸣笛声的音调变低，故,B,、,C,正确,经典题型探究,题型一,波的形成和传播,例,1,(2009,年高考江苏卷,),在,t,0,时刻，质点,A,开始做简谐运动，其振动图象如图,11,2,4,所示质点,A,振动的周期是,_s,；,t,8 s,时，质点,A,的运动沿,y,轴的,_,方向,(,填,“,正,”,或,“,负,”,),；质点,B,在波的传播方向上与,A,相,距,16 m,，已知波的传播速度,为,2 m/s,，在,t,9 s,时，质点,B,偏离平衡位置的位移是,_cm.,图,11,2,4,【,思路点拨,】,振动周期由图象可直接得出，经过,t,时间后,A,、,B,两质点的振动情况需要根据波的传播规律及波的周期性来判断,【,答案,】,4,正,10,(2009,年高考福建理综卷,),图,11,2,5,甲为一列简谐横波在,t,0.10 s,时刻的波形图，,P,是平衡位置为,x,1 m,处的质点，,Q,是平衡位置为,x,4 m,处的质点，图乙为质点,Q,的振动图象，则,(,),题型二,波动图象和振动图象的综合问题,例,2,图,11,2,5,A,t,0.15 s,时，质点,Q,的加速度达到正向最大,B,t,0.15 s,时，质点,P,的运动方向沿,y,轴负方向,C,从,t,0.10 s,到,t,0.25 s,，该波沿,x,轴正方向传播了,6 m,D,从,t,0.10 s,到,t,0.25 s,，质点,P,通过的路程为,30 cm,【,解析,】,由质点,Q,的振动图象可知，,t,0.15 s,时，,Q,正处于最低点，加速度达到正向最大，选项,A,对；,t,0.10 s,时，,Q,正处于平衡位置向下运动，故波是向左传播的，所以,t,0.15 s,时，质点,P,运动方向沿,y,轴负方向，选项,B,对；,【,答案,】,AB,(2010,年高考四川卷改编题,),一列简谐横波沿直线由,A,向,B,传播，,A,、,B,相距,0.45 m,，如图,11,2,6,是,A,处质点的振动图象当,A,处质点运动到波峰位置时，,B,处质点刚好到达平衡位置，这列波的波速可能是,(,),题型三,波的多解性,例,3,图,11,2,6,A,4.5 m/s,B,3.0 m/s,C,1.5 m/s D,0.7 m/s,【,思路点拨,】,(1),B,点通过平衡位置的速度方向未知，形成多解；,(2),AB,间的距离与波长,的关系不确定形成多解,图,11,2,7,图,11,2,8,【,答案,】,AC,(2010,年高考课标全国卷,),波源,S,1,和,S,2,振动方向相同，频率均为,4 Hz,，分别置于均匀介质中,x,轴上的,O,、,A,两点处，,OA,2 m,，如图,11,2,9,所示两波源产生的简谐横波沿,x,轴相向传播，波速为,4 m/s.,已知两波源振动的初始相位相同求：,(1),简谐横波的波长；,(2),OA,间合振动振幅最小的点的位置,题型四,波的干涉,例,4,图,11,2,9,【,答案,】,见解析,内容总结,第二节机械波。(1)传播振动形式、传递_、传递信息。3波速v、波长和频率f、周期T的关系。机械波的速度大小由_决定，与机械波的频率无关。2物理意义：某一时刻介质中各质点相对_的位移。1定义：波可以绕过障碍物继续传播的现象。一、振动图象与波动图象的比较。2质点振动方向与波传播方向的互判。微平移法：沿波的传播方向将波的图象进行一微小平移，然后由两条波形曲线来判断。时间周期性：时间间隔t与周期T的关系不明确。Bv变小，a变小。Cv变大，a变大。A图示时刻A、B两点的竖直高度差为2 cm。图示时刻E、F振动减弱，位移为零，到两波源的路程差为半波长的奇数倍。t8 s时，质点A的运动沿y轴的_方向(填“正”或“负
展开阅读全文