高考物理一轮总复习 专题十二 第2讲 机械波课件 新人教版.ppt

第2讲 机械波 一 机械波1 定义 在介质中的传播叫做机械波 2 形成条件 机械振动 机械振动 介质 1 有发生 的波源 2 有传播 3 分类 垂直 波峰 波谷 同一直线 密部 疏部 1 横波 质点的振动方向与波的传播方向相互 的波 有 凸部 和 凹部 2 纵波 质点的振动方向与波的传播方向在 上的波 有 和 4 传播特点 形式 能量 迁移 波源 4A 1 机械波传播的只是振动的 和 质点只在各自的平衡位置附近做简谐运动 并不随波 2 介质中各质点的振幅相同 振动周期和频率都与 的振动周期和频率相同 3 一个周期内 质点完成一次全振动 通过的路程为 位移为零 二 波长 波速和波的图象1 波长 波速 频率及其关系 1 波长 在波动中 总是相同的两个相邻质点间 的距离 振动相位 介质本身 波源 2 波速v 波在介质中的传播速度 由 的性质 决定 f 3 频率f 由 决定 等于波源的振动频率 4 波长 波速和频率的关系 v 2 波的图象 平衡位置 位移 各质点 1 坐标轴 横轴表示各质点的 纵轴表示该时刻各质点的 2 意义 表示在波的传播方向上 某时刻 离开平衡位置的位移 3 图象 4 振动图象与波动图象的比较 基础检测 1 2013年北京卷 一列沿x轴正方向传播的简谐机械横波 波速为4m s 某时刻波形如图12 2 1所示 下列说法正确的是 图12 2 1 A 这列波的振幅为4cmB 这列波的周期为1sC 此时x 4m处质点沿y轴负方向运动D 此时x 4m处质点的加速度为0答案 D 三 波的干涉和衍射现象多普勒效应 1 波的干涉 相同 加强区 减弱区 1 条件 两列波的频率必须 2 现象 形成 和 相互隔开的稳定的干涉图样 2 波的衍谢 小 相差不多 绕过障碍物 1 条件 障碍物或孔的尺寸比波长 或 2 现象 波能够 或孔继续向前传播 3 多普勒效应 相对运动 频率 不变 变化 1 条件 声源和观察者之间有 2 现象 观察者感到 发生变化 3 实质 声源频率 观察者接收到的频率 基础检测 2 下列物理现象 在春天里一次闪电过后 有时雷声轰鸣不绝 闻其声而不见其人 学生围绕振动的音叉转一圈会听到忽强忽弱的声音 当正在鸣笛的火车向着我们疾 驶而来时 我们听到汽笛声的音调变高 分别属于波的 A 反射 衍射 干涉 多普勒效应B 折射 衍射 多普勒效应 干涉C 反射 折射 干涉 多普勒效应D 衍射 折射 干涉 多普勒效应答案 A 考点1波的传播规律和波动图象的应用 重点归纳 1 从波动图象可以获取的信息 如图12 2 2所示 图12 2 2 1 直接读取振幅A和波长 以及该时刻各质点的位移 2 确定某时刻各质点加速度的方向 并能比较其大小 3 结合波的传播方向可确定各质点的振动方向或由各质 点的振动方向确定波的传播方向 典例剖析例1 多选 2016年湖北龙泉中学 宜昌一中联考 一列简谐横波沿x轴正方向传播 t 0时刻的波形如图12 2 3中实线所示 t 0 1s时刻的波形如图中虚线所示 波源不在坐标原点O P是传播介质中离坐标原点xP 2 5m处的一个质点 则 以下说法正确的是 图12 2 3 A 质点P的振幅为0 1mB 波的频率可能为7 5Hz C 波的传播速度可能为50m s D 在t 0 1s时刻与P相距5m处的质点一定沿x轴正方 向运动 E 在t 0 1s时刻与P相距5m处的质点可能是向上振动 也可能是向下振动 思维点拨 解答本类题目 要熟悉波的传播规律 注意波 的传播方向和传播距离或所用的时间 答案 ACE备考策略 1 熟悉波的传播规律 2 由波形图求出波长 根据波的传播方向求出周期及波速大小通式 3 要抓住波的周期性 确定周期与时间 或者传播距离与波长 的关系 考点练透 1 多选 2016年云南师范大学附属中学月考 如图12 2 4所示 一列沿x轴负方向传播的简谐横波 实线为t 0时刻的 波形图 虚线为t 0 6s时的波形图 波的周期T 0 6s 则 图12 2 4 A波的周期为2 4sB 波速为10m s C 在t 0 9s时 P点沿y轴正方向运动 D 从t 0 6s起的0 4s内 P点经过的路程为0 4mE 在t 0 5s时 Q点到达波峰位置 答案 BDE 考点2波的干涉 衍射 多普勒效应 重点归纳 波的干涉现象中加强点 减弱点的两种判断方法 1 公式法 某质点的振动是加强还是减弱 取决于该点到两相干波源 的距离之差 r 当两波源振动步调一致时 若 r n n 0 1 2 则振动加强 当两波源振动步调相反时 若 r n n 0 1 2 则振动减弱 2 图象法 在某时刻波的干涉的波形图上 波峰与波峰 或波谷与波谷 的交点 一定是加强点 而波峰与波谷的交点一定是减弱点 各加强点或减弱点各自连接而成以两波源为中心向外辐射的连线 形成加强线和减弱线 两种线互相间隔 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 典例剖析例2 多选 2014年大纲卷 两列振动方向相同 振幅分别为 A1和A2的相干简谐横波相遇 下列说法正确的是 A 波峰与波谷相遇处质点的振幅为 A1 A2 B 波峰与波峰相遇处质点离开平衡位置的位移始终为A1 A2C 波峰与波谷相遇处质点的位移总是小于波峰与波峰相遇处质点的位移D 波峰与波峰相遇处质点的振幅一定大于波峰与波谷相遇处质点的振幅 解析 空间某一质点的位移等于两列波同时在该点引起位移的矢量和 对于相干波源在某一点是加强点 说明两列波在该点振动方向始终一致 但该质点的位移不是始终不变的 选项B错误 波峰和波谷相遇处的点是减弱点 两列波在该点振动方向始终相反 但其合位移不一定总小于加强点的位移 选项C错误 加强点处的质点的振幅为A1 A2 减弱点处的质点的振幅为 A1 A2 选项A D正确 答案 AD 考点练透 2 2013年山东卷 如图12 2 5所示 在某一均匀介质中 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 1sin 20 t m 介质中P点与A B两波源间的距离分别为4m和5m 两波源形成的简谐横波分别沿AP BP方向传播 波速都是10m s 图12 2 5 1 求简谐横波的波长 2 P点的振动 填 加强 或 减弱 易错点波的传播方向与质点振动方向的互判 1 互判方法 2 求解波动图象与振动图象综合类问题可采用 一分 一 看 二找 的方法 1 分清振动图象与波动图象 看清横坐标 2 看清横 纵坐标的单位 尤其要注意单位前的数量级 3 找准波动图象对应的时刻 4 找准振动图象对应的质点 例3 多选 2014年新课标卷 如图12 2 6甲所示为一列简谐横波在t 2s时的波形图 图乙为介质中平衡位置在x 1 5m处的质点的振动图象 P是平衡位置为x 2m的质点 下列说法正确的是 图12 2 6 A 波速为0 5m sB 波的传播方向向右C 0 2s时间内 P运动的路程为8cmD 0 2s时间内 P向y轴正方向运动E 当t 7s时 P恰好回到平衡位置 答案 ACE 备考策略 解答本类题目 要正确理解振动和波的传播之间的关系 理解波动图象和振动图象的含义 能从图象中获取周期 波长等信息 从而判断质点振动方向和判断传播方向 触类旁通 多选 2014年新课标卷 如图12 2 7甲所示为一列简谐横波在t 0 10s时刻的波形图 P是平衡位置在x 1 0m处的质点 Q是平衡位置在x 4 0m处的质点 图乙为质点Q的振 动图象 下列说法正确的是 图12 2 7 A 在t 0 10s时 质点Q向y轴正方向运动 B 在t 0 25s时 质点P的加速度方向与y轴正方向相 同 C 从t 0 10s到t 0 25s 该波沿x轴负方向传播了6mD 从t 0 10s到t 0 25s 质点P通过的路程为30cmE 质点Q简谐运动的表达式为y 0 10sin10 t 国际单位 制