高考物理大一轮复习 第2讲 机械波课件（选修3-4）.ppt

选修3 4 选考部分 第2讲机械波 一 机械波的形成 传播与描述1 定义 机械振动在 中传播 形成机械波 2 形成条件 1 有 2 有介质 如空气 水 绳子等 3 传播特点 1 传播波源的振动形式 能量和信息 2 质点不随波迁移 介质 波源 3 介质中各质点振动频率 振幅 起振方向等都与波源 4 机械波的分类 相同 相同 无关 跟踪训练 1 多选 下列说法中正确的是 A 在水平方向传播的波为横波B 在机械波中各质点随波的传播而迁移C 机械波在传播过程中 各个质点振动的周期 振幅都相等D 机械波在一个周期内传播的距离就是一个波长E 波速表示介质中质点振动的快慢 答案 CD 解析 振动方向与传播方向垂直的波为横波 A错 在机械波中各质点在平衡位置附近振动 并不随波的传播发生迁移 B错 机械波在传播过程中 各质点都重复波源的振动 它们的振幅 周期都相等 C对 机械波在一个周期内向远处传播的距离为一个完整的波形 其距离为一个波长 D对 波速表示振动在介质中传播的快慢 与质点振动的快慢无关 E错 二 简谐横波的图象1 坐标轴的意义横坐标x表示在波的传播方向上各个质点的 纵坐标y表示该时刻各个质点偏离平衡位置的 2 图象特点简谐波的波形曲线是 或余弦 曲线 图12 2 1 平衡位置 位移 正弦 3 横波图象的应用 1 直接读取波动中质点的振幅A和波长 以及任意一质点此刻的位移 加速度方向 2 若已知波的传播方向 可知介质质点的 反之亦然 3 若知波速v 可求此时刻以后某一时刻的波形图 方法是把波形图平移 x v t的距离 振动方向 A 质点P的振动周期为0 25sB 经过任意时间 质点Q和P的振动情况总是相同的C 经过 t 0 4s 质点P向右移动0 8mD 经过 t 0 4s 质点P将在平衡位置 它通过的路程为0 2m 答案 B 三 波的特有现象1 波的干涉和衍射 相同 干涉图像 波长 2 多普勒效应 1 条件 声源和观察者之间有 2 现象 观察者感到波的频率发生变化 3 实质 声源频率不变 观察者接收到的频率变化 4 规律 当波源与观察者二者相互接近 观察者接收到的频率 二者远离时 观察者接收到的频率 相对运动 变大 变小 跟踪训练 3 多选 2015年湖北模拟 关于波的干涉 衍射等现象 下列说法正确的是 A 有的波只能发生干涉现象 有的波只能发生衍射现象B 产生干涉现象的必要条件之一 就是两列波的频率相等C 能观察到明显的衍射现象的条件是障碍物的尺寸与波长比较相差不多或比波长更小D 在干涉图样中 振动加强区域的质点 其位移始终保持最大 振动减弱区域的质点 其位移始终保持最小E 当观测者靠近波源时 接收到的波的频率会大于波源的振动频率 答案 BCE 解析 干涉 衍射是波共有的特性 所以A错误 干涉具备两波频率相同 波源性质相同的条件 B正确 当满足d 时产生明显的衍射现象 C正确 在干涉图样中 位移随时间时刻发生变化 加强和减弱的是振幅 D错误 在多普勒效应中 观测者与波源相对靠近时 接收到的波的频率大于波源的振动频率 相对远离时 接收到的频率变小 选项E正确 波的图象和传播 3 各质点的起振方向与波源的起振方向相同 4 质点振动nT 波传播n 时 波形不变 5 若知波速v 可求此时刻以后某一时刻的波形图 即把波形图平移 x v t的距离 2 波的传播方向与质点的振动方向的判断方法 多选 2015年云南调研 在坐标原点的波源产生一列沿x轴正方向传播的简谐横波 波速v 10m s 已知在t 0时刻的波形如图12 2 3所示 此时波刚好传播到x 5m处 下列说法中正确的是 A 这列波的波长为4mB 这列波的振幅为20cmC 这列波的频率为2 5HzD 波源起振方向沿y轴正方向E 再经过0 2s的时间 质点a到达质点b现在所处的位置 多选 2011年海南卷 一列简谐横波在t 0时的波形图如图12 2 4所示 介质中x 2m处的质点P沿y轴方向做简谐运动的表达式为y 10sin 5 t cm 关于这列简谐波 下列说法正确的是 A 周期为4 0sB 振幅为20cmC 传播方向沿x轴正向D 传播速度为10m s 答案 CD 答案 C 解析 根据题意可知 波沿x轴正 负两方向传播 波形图关于y轴对称 A B两项错误 在t 0 6s 1 5T时 波沿x轴正 负方向传播了1 5 由波源的起振方向沿y轴正方向可知 此时离坐标原点1 5 处的质点的振动方向也为沿y轴正方向 C项正确 振动图象与波的图象比较 振动图象和波动图象的综合运用 2014年全国卷 图12 2 5甲为一列简谐横波在t 2s时的波形图 图12 2 5乙为媒质中平衡位置在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 A 波速为为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 1 从该时刻开始计时 画出x 7 5 10 3m处质点做简谐运动的振动图象 至少一个周期 2 现测得超声波信号从渔船到鱼群往返一次所用的时间为4s 求鱼群与渔船间的距离 忽略船和鱼群的运动 答案 1 图见解析 2 3000m 造成波动问题多解的常见因素 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 两质点空间关系不确定 在波的传播方向上两质点间的距离不确定 或者所处的位置不确定 波的多解问题 波的干涉和衍射 2 干涉现象务必注意以下几点 1 振动加强和减弱区域不变 2 加强和减弱的是振幅 而不是位移 3 干涉现象出现是有条件的3 发生明显衍射的条件 1 若障碍物的尺寸与波长差不多或比波长小 则发生明显衍射 2 波的衍射是不需要条件的 没达到上述条件的只是不明显 A A点为振动加强点 经过半个周期 这一点振动减弱B B点为振动减弱点 经过半个周期 这一点振动加强C C点为振动加强点 经过半个周期 这一点振动仍加强D D点为振动减弱点 经过半个周期 这一点振动加强E 若这两列波遇到尺寸为该波波长的障碍物 这两列波都能发生明显衍射现象 答案 B 解析 由于波在传播过程中形成以波源为圆心的分别表示波峰和波谷的同心圆 B侧波在传播过程中遇到带有窄缝的挡板后会发生衍射 A侧水波是衍射波 选项A错误 同种机械波在相同介质中的传播速度相同 选项B正确 减小挡板间距离 衍射现象会更明显 但是衍射波的波速不变 频率不变 故波长不变 选项C错误 当增大挡板间距离时 衍射现象将变得不明显 选项D错误