新教材粵教版高中物理選擇性必修第一冊(cè)第三章機(jī)械波-知識(shí)點(diǎn)考點(diǎn)解題方法規(guī)律歸納總結(jié)

1、第三章 機(jī)械波 TOC o 1-3 h z u HYPERLINK l _Toc78186799 第一節(jié)機(jī)械波的產(chǎn)生和傳播 PAGEREF _Toc78186799 h - 1 - HYPERLINK l _Toc78186800 第二節(jié)機(jī)械波的描述 PAGEREF _Toc78186800 h - 5 - HYPERLINK l _Toc78186801 第三節(jié)機(jī)械波的傳播現(xiàn)象 PAGEREF _Toc78186801 h - 10 - HYPERLINK l _Toc78186802 第四節(jié)多普勒效應(yīng) PAGEREF _Toc78186802 h - 18 -第一節(jié)機(jī)械波的產(chǎn)生和傳播知識(shí)點(diǎn)

2、一認(rèn)識(shí)機(jī)械波1機(jī)械波的定義機(jī)械振動(dòng)在媒介中的傳播叫作機(jī)械波2波源要產(chǎn)生機(jī)械波，必須有一個(gè)振動(dòng)源，稱(chēng)為波源3形成機(jī)械波需要兩個(gè)條件機(jī)械振動(dòng)的波源和傳播振動(dòng)的介質(zhì)知識(shí)點(diǎn)二機(jī)械波的傳播1產(chǎn)生機(jī)理波源帶動(dòng)相鄰質(zhì)點(diǎn)做受迫振動(dòng)，該質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)后會(huì)同樣帶動(dòng)其相鄰質(zhì)點(diǎn)做受迫振動(dòng)2傳播特點(diǎn)(1)機(jī)械波既傳播振動(dòng)的運(yùn)動(dòng)形式，同時(shí)也將波源的能量傳播出去(2)在波傳播的過(guò)程中，每個(gè)質(zhì)點(diǎn)只是在平衡位置附近做上下振動(dòng)，并未形成沿傳播方向的宏觀移動(dòng)知識(shí)點(diǎn)三橫波與縱波1橫波的定義介質(zhì)質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向與波的傳播方向垂直的機(jī)械波2縱波的定義波的傳播方向和質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向在同一直線(xiàn)上的機(jī)械波 考點(diǎn)1波的形成和傳播藝術(shù)體操也叫韻律體操，是一

3、種藝術(shù)性很強(qiáng)的女子競(jìng)賽體操項(xiàng)目19世紀(jì)末20世紀(jì)初起源于歐洲藝術(shù)體操表演項(xiàng)目有很多，絲帶舞表演就是其中之一，如圖所示是一幅絲帶舞的表演圖絲帶舞討論：(1)絲帶上的各點(diǎn)有沒(méi)有隨波遷移？(2)運(yùn)動(dòng)員的手停止抖動(dòng)后，絲帶上的波會(huì)立即停止嗎？提示：(1)沒(méi)有(2)不會(huì)1機(jī)械波的形成 2機(jī)械波的特點(diǎn)(1)機(jī)械波傳播的是振動(dòng)形式、能量和信息，介質(zhì)中各質(zhì)點(diǎn)本身并不隨波傳播而遷移，而是在各自的平衡位置附近振動(dòng)(2)由于波的形成實(shí)際上是從波源開(kāi)始依次帶動(dòng)介質(zhì)中的各個(gè)質(zhì)點(diǎn)參與振動(dòng)，所以各個(gè)質(zhì)點(diǎn)都在做受迫振動(dòng)，因此各個(gè)質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)的周期(頻率)與波源的周期(頻率)相同(3)在不考慮能量損失時(shí)，各質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)的振幅相同，各質(zhì)

4、點(diǎn)的起振方向都與波源開(kāi)始振動(dòng)的方向相同【典例1】(多選)如圖是一條軟繩，繩上選有18個(gè)質(zhì)點(diǎn)，質(zhì)點(diǎn)1在外力作用下首先向上振動(dòng)，其余質(zhì)點(diǎn)在相互作用力的帶動(dòng)下依次振動(dòng)，從而形成簡(jiǎn)諧波由波的形成及圖示可知，下列說(shuō)法中正確的是()A質(zhì)點(diǎn)1帶動(dòng)質(zhì)點(diǎn)2是利用繩上質(zhì)點(diǎn)間的彈力實(shí)現(xiàn)的，因此每個(gè)質(zhì)點(diǎn)均做受迫振動(dòng)B每個(gè)質(zhì)點(diǎn)開(kāi)始運(yùn)動(dòng)后，在水平方向做勻速運(yùn)動(dòng)，在豎直方向做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)C繩子上的每一個(gè)質(zhì)點(diǎn)開(kāi)始振動(dòng)時(shí)，方向都向上，振動(dòng)周期都相同D繩子上波的傳播過(guò)程，也是能量的傳播過(guò)程，雖然每個(gè)質(zhì)點(diǎn)均做等幅振動(dòng)，但每個(gè)質(zhì)點(diǎn)的機(jī)械能并不守恒ACD質(zhì)點(diǎn)1帶動(dòng)質(zhì)點(diǎn)2是利用繩上質(zhì)點(diǎn)間的彈力實(shí)現(xiàn)的，因此每個(gè)質(zhì)點(diǎn)都做受迫振動(dòng)，A正確；每個(gè)質(zhì)

5、點(diǎn)開(kāi)始振動(dòng)后，只在豎直方向做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)，水平方向不隨波遷移，B錯(cuò)誤；繩子上每一個(gè)質(zhì)點(diǎn)的起振方向都相同，振動(dòng)周期等于波源振動(dòng)周期，C正確；波的傳播過(guò)程，也是能量的傳播過(guò)程，雖然每個(gè)質(zhì)點(diǎn)均做等幅振動(dòng)，但每個(gè)質(zhì)點(diǎn)的機(jī)械能并不守恒，D正確波動(dòng)過(guò)程介質(zhì)中各質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)波動(dòng)過(guò)程介質(zhì)中各質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)周期都與波源的振動(dòng)周期相同，其運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)可用三句話(huà)來(lái)描述，即：(1)先振動(dòng)的質(zhì)點(diǎn)帶動(dòng)后振動(dòng)的質(zhì)點(diǎn)(2)后振動(dòng)的質(zhì)點(diǎn)重復(fù)前面質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)(3)后振動(dòng)質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)狀態(tài)落后于先振動(dòng)的質(zhì)點(diǎn)概括起來(lái)就是“帶動(dòng)、重復(fù)、落后” 考點(diǎn)2橫波和縱波根據(jù)圖甲和圖乙討論下列問(wèn)題 甲乙(1)圖甲是繩波，其中質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向與傳播方向是什么關(guān)系？(

6、2)圖乙是聲波，其中質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向與傳播方向是什么關(guān)系？提示：(1)相互垂直(2)在同一條直線(xiàn)上橫波和縱波的比較項(xiàng)目橫波縱波概念在波動(dòng)中，質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向和波的傳播方向相互垂直在波動(dòng)中，質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向和波的傳播方向在一條直線(xiàn)上介質(zhì)只能在固體介質(zhì)中傳播在固體、液體和氣體介質(zhì)中均能傳播特征在波動(dòng)中交替、間隔出現(xiàn)波峰和波谷在波動(dòng)中交替、間隔出現(xiàn)密部和疏部【典例2】某次地震波中的橫波和縱波傳播速率分別約為4 km/s和9 km/s一種簡(jiǎn)易地震儀由豎直彈簧振子P和水平彈簧振子H組成，如圖所示，在一次地震中，震源在地震儀下方，觀察到兩振子相差5 s開(kāi)始振動(dòng)，則()AP先開(kāi)始振動(dòng)，震源距地震儀約36 kmBP

7、先開(kāi)始振動(dòng)，震源距地震儀約25 kmCH先開(kāi)始振動(dòng)，震源距地震儀約36 kmDH先開(kāi)始振動(dòng)，震源距地震儀約25 km思路點(diǎn)撥(1)彈簧振子P測(cè)量縱波的傳播，彈簧振子H測(cè)量橫波的傳播(2)縱波的速率大，故P先振動(dòng)A縱波比橫波傳得快，P先開(kāi)始振動(dòng)，設(shè)震源與地震儀相距為x，則eq f(x,4 km/s)eq f(x,9 km/s)5 s，解得x36 km，故選A第二節(jié)機(jī)械波的描述知識(shí)點(diǎn)一機(jī)械波的圖像1波的圖像選定某一時(shí)刻，然后在平面直角坐標(biāo)系中，用橫坐標(biāo)表示介質(zhì)中各個(gè)質(zhì)點(diǎn)的平衡位置，用縱坐標(biāo)表示這一時(shí)刻各個(gè)質(zhì)點(diǎn)偏離平衡位置的位移，連接各位移矢量末端，就得出一條光滑曲線(xiàn)，就是該時(shí)刻波的圖像2波的圖像與

8、振動(dòng)圖像的區(qū)別振動(dòng)圖像表示的是某個(gè)質(zhì)點(diǎn)在各個(gè)時(shí)刻的位移，機(jī)械波的圖像表示的是某一時(shí)刻各個(gè)質(zhì)點(diǎn)的位移 知識(shí)點(diǎn)二描述機(jī)械波的物理量1波長(zhǎng)(1)定義：在波動(dòng)中，對(duì)平衡位置的位移總是相同的兩個(gè)相鄰質(zhì)點(diǎn)之間的距離，叫作波長(zhǎng)，用表示(2)橫波波長(zhǎng)：橫波相鄰波峰或波谷的距離等于橫波波長(zhǎng)(3)縱波波長(zhǎng)：縱波的兩個(gè)相鄰最密部或者相鄰最疏部的距離等于縱波波長(zhǎng)2波的周期(或頻率)波的周期(或頻率)等于波源的振動(dòng)周期(或頻率)3波速(1)定義：振動(dòng)狀態(tài)(以波峰或者波谷作為標(biāo)志)在介質(zhì)中的傳播速度叫作波速，用v表示(2)公式：veq f(,T)f，veq f(x,t)(3)波長(zhǎng)、周期(或頻率)、波速都是描述機(jī)械波的物理

9、量4波速的特點(diǎn)(1)波從一種介質(zhì)進(jìn)入另一種介質(zhì)中傳播時(shí)，波速與波長(zhǎng)將會(huì)改變，頻率(或周期)不變(2)機(jī)械波在介質(zhì)中的傳播速度由介質(zhì)的性質(zhì)決定 考點(diǎn)1波的圖像一列波的圖像如圖甲，其中某一點(diǎn)的振動(dòng)圖像如圖乙 甲乙(1)如何區(qū)分波的圖像與振動(dòng)圖像(2)兩種圖像縱坐標(biāo)的最大值相同嗎？提示：(1)看圖像的橫坐標(biāo)是x還是t(2)相同1由波的圖像獲得的三點(diǎn)信息(1)可以直接看出在該時(shí)刻沿傳播方向上各個(gè)質(zhì)點(diǎn)的位移(2)可以直接看出在波的傳播過(guò)程中各質(zhì)點(diǎn)的振幅A(3)若已知該波的傳播方向，可以確定各質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向；或已知某質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向，可以確定該波的傳播方向2波的圖像的周期性在波的傳播過(guò)程中，各質(zhì)點(diǎn)都在各自的

10、平衡位置附近振動(dòng)，不同時(shí)刻質(zhì)點(diǎn)的位移不同，則不同時(shí)刻波的圖像不同質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)位移做周期性變化，則波的圖像也做周期性變化經(jīng)過(guò)一個(gè)周期，波的圖像復(fù)原一次3波的傳播方向的雙向性如果只知道波沿x軸傳播，則有可能沿x軸正向傳播，也可能沿x軸負(fù)向傳播，具有雙向性4波的圖像與振動(dòng)圖像的比較異同簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的圖像簡(jiǎn)諧波的圖像不同點(diǎn)圖像研究對(duì)象某個(gè)振動(dòng)質(zhì)點(diǎn)所有質(zhì)點(diǎn)研究?jī)?nèi)容某質(zhì)點(diǎn)位移隨時(shí)間的變化規(guī)律某時(shí)刻所有質(zhì)點(diǎn)的空間分布規(guī)律圖像變化隨時(shí)間延伸隨時(shí)間推移一個(gè)完整圖像所占橫坐標(biāo)的距離表示一個(gè)周期T表示一個(gè)波長(zhǎng)比喻單人舞的錄像抓拍的集體舞照片相同點(diǎn)及聯(lián)系圖像形狀正弦曲線(xiàn)可獲得的信息質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)的振幅、位移、加速度的方向聯(lián)系質(zhì)點(diǎn)

11、的振動(dòng)是組成波動(dòng)的基本要素【典例1】如圖所示是一列簡(jiǎn)諧橫波在某時(shí)刻的波形圖若此時(shí)質(zhì)點(diǎn)P正處于加速運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，則此時(shí)()A此波沿x軸正向傳播B質(zhì)點(diǎn)N比質(zhì)點(diǎn)Q先回到平衡位置C質(zhì)點(diǎn)N處于減速運(yùn)動(dòng)過(guò)程中D質(zhì)點(diǎn)Q和質(zhì)點(diǎn)N運(yùn)動(dòng)情況恰好相反B質(zhì)點(diǎn)P加速運(yùn)動(dòng)，知P向平衡位置振動(dòng)，即方向向下振動(dòng)，根據(jù)“上下坡法”知，波向左傳播，則Q點(diǎn)向上振動(dòng)，N點(diǎn)向上振動(dòng)，則可知N點(diǎn)直接到達(dá)平衡位置，而Q點(diǎn)先向上再向下，故N點(diǎn)比Q點(diǎn)先回到平衡位置，故A錯(cuò)誤，B正確；因N點(diǎn)向上振動(dòng)，此時(shí)在向平衡位置運(yùn)動(dòng)，速度增大，為加速過(guò)程，故C錯(cuò)誤；波向左傳播，根據(jù)“帶動(dòng)法”可知，N點(diǎn)和Q點(diǎn)均向上運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)方向相同，故D錯(cuò)誤故選B判斷質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)

12、方向或波傳播方向的方法(1)帶動(dòng)法：先振動(dòng)的質(zhì)點(diǎn)帶動(dòng)鄰近的后振動(dòng)質(zhì)點(diǎn)，在質(zhì)點(diǎn)P靠近波源一方附近的圖像上另找一點(diǎn)P，若P在P點(diǎn)上方，則P向上振動(dòng)，若P在下方，則P向下振動(dòng)(如圖甲所示)甲乙丙丁(2)上下坡法：沿波的傳播方向看去，“上坡”處的質(zhì)點(diǎn)向下振動(dòng)；“下坡”處的質(zhì)點(diǎn)向上振動(dòng)，簡(jiǎn)稱(chēng)“上坡下、下坡上”(如圖乙所示)(3)同側(cè)法：在波的圖像上的某一點(diǎn)，沿豎直方向畫(huà)出一個(gè)箭頭表示質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)方向，并設(shè)想在同一點(diǎn)沿水平方向畫(huà)一個(gè)箭頭表示波的傳播方向，那么這兩個(gè)箭頭總是在曲線(xiàn)的同側(cè)(如圖丙所示)(4)微平移法：如圖丁所示，實(shí)線(xiàn)為t時(shí)刻的波形，作出微小時(shí)間t(teq f(T,4)后的波形如虛線(xiàn)所示由圖可見(jiàn)t時(shí)

13、刻的質(zhì)點(diǎn)由P1(或P2)位置經(jīng)t后運(yùn)動(dòng)到P1(或P2)處，這樣就可以判斷質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向了 考點(diǎn)2波長(zhǎng)、波速和頻率地震時(shí)，震源的振動(dòng)會(huì)以橫波和縱波兩種形式向外傳播，兩種波在地殼中的傳播速度并不一樣，首先到達(dá)地面的是縱波，接著橫波傳來(lái)，所以在震中的人們會(huì)先感到上下顛簸，然后又會(huì)感到左右搖擺(1)地震時(shí)，在地殼中縱波的速度與橫波的速度誰(shuí)大？(2)同一種波的傳播速度取決于什么？提示：(1)縱波的速度大(2)波的傳播速度取決于介質(zhì)1關(guān)于波長(zhǎng)的定義：“振動(dòng)相位總是相同”和“相鄰兩質(zhì)點(diǎn)”是波長(zhǎng)定義的兩個(gè)必要條件，缺一不可；在波的圖像中，無(wú)論從什么位置開(kāi)始，一個(gè)完整的正(余)弦曲線(xiàn)對(duì)應(yīng)的水平距離為一個(gè)波長(zhǎng)2關(guān)

14、于波長(zhǎng)與周期：質(zhì)點(diǎn)完成一次全振動(dòng)，波向前傳播一個(gè)波長(zhǎng)，即波在一個(gè)周期內(nèi)向前傳播一個(gè)波長(zhǎng)可推知，質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)eq f(1,4)周期，波向前傳播eq f(1,4)波長(zhǎng)；反之，相隔eq f(1,4)波長(zhǎng)的兩質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)的時(shí)間間隔是eq f(1,4)周期并可依此類(lèi)推3波速的實(shí)質(zhì)：波的傳播速度即波形的平移速度4波從一種介質(zhì)進(jìn)入另外一種介質(zhì)，波源沒(méi)變，波的頻率不會(huì)發(fā)生變化；介質(zhì)的變化導(dǎo)致了波速和波長(zhǎng)的改變5波速和波長(zhǎng)、頻率的決定因素及關(guān)系：物理量決定因素關(guān)系周期和頻率取決于波源，而與v、無(wú)直接關(guān)系vf或veq f(,T)波長(zhǎng)波長(zhǎng)則只取決于v和T，只要v、T其中一個(gè)發(fā)生變化，值必然發(fā)生變化波速取決于介質(zhì)的物理性質(zhì)

15、它與T、無(wú)直接關(guān)系【典例2】一列簡(jiǎn)諧橫波在t0時(shí)刻的波形如圖中的實(shí)線(xiàn)所示，t0.02 s時(shí)刻的波形如圖中虛線(xiàn)所示若該波的周期T大于0.02 s，則該波的傳播速度可能是()A2 m/sB3 m/sC4 m/sD5 m/s思路點(diǎn)撥(1)對(duì)波的傳播方向要有兩種假設(shè)(2)由于波的周期性可以確定波的周期有多解但由于題目條件的限制，多解可變?yōu)閱谓饣驇讉€(gè)解B(1)設(shè)波向右傳播，則在0時(shí)刻x4 cm處的質(zhì)點(diǎn)往上振動(dòng)，設(shè)經(jīng)歷t時(shí)間時(shí)質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到波峰的位置，則teq blc(rc)(avs4alco1(f(1,4)n)T(n0,1,2)即Teq f(4t,4n1)eq f(0.08,4n1) s(n0,1,2，)當(dāng)

16、n0時(shí)，T0.08 s0.02 s，符合要求，此時(shí)veq f(,T)eq f(0.08,0.08) m/s1 m/s；當(dāng)n1時(shí)，T0.016 s0.02 s，不符合要求(2)設(shè)波向左傳播，則在0時(shí)刻x4 cm處的質(zhì)點(diǎn)往下振動(dòng)，設(shè)經(jīng)歷t時(shí)間時(shí)質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到波峰的位置，則teq blc(rc)(avs4alco1(f(3,4)n)T(n0,1,2，)，即Teq f(4t,4n3)eq f(0.08,4n3) s(n0,1,2，)當(dāng)n0時(shí)，Teq f(0.08,3) s0.02 s，符合要求，此時(shí)veq f(,T)eq f(0.08,f(0.08,3) m/s3 m/s；當(dāng)n1時(shí)，Teq f(0.08,

17、7) s0.02 s，不符合要求綜上所述，只有B選項(xiàng)正確第三節(jié)機(jī)械波的傳播現(xiàn)象知識(shí)點(diǎn)一機(jī)械波的衍射與惠更斯原理1波的衍射：水波在遇到小障礙物或者小孔時(shí)，能繞過(guò)障礙物或穿過(guò)小孔繼續(xù)向前傳播的現(xiàn)象2一切波都能發(fā)生衍射，衍射是波特有的現(xiàn)象3惠更斯原理：介質(zhì)中波動(dòng)傳到的各點(diǎn)都可以看作是發(fā)射子波的波源，在其后的任一時(shí)刻，這些子波的包絡(luò)就形成新的波面知識(shí)點(diǎn)二機(jī)械波的反射和折射在波的反射中，波的頻率、波速和波長(zhǎng)都不變?cè)诓ǖ恼凵渲校l率不變，波速和波長(zhǎng)發(fā)生改變知識(shí)點(diǎn)三機(jī)械波的干涉1波的疊加原理兩列波在相遇疊加時(shí)，每列波都是獨(dú)立地保持自己原有的特性，如同在各自的傳播路徑中并沒(méi)有遇到其他波一樣相遇區(qū)域中各點(diǎn)的位移

18、，就是這兩列波引起的位移的合成這一規(guī)律稱(chēng)為波的疊加原理2波的干涉(1)條件：兩列波產(chǎn)生干涉的必要條件是頻率相同，相位差恒定，振動(dòng)方向相同(2)波的干涉：對(duì)于頻率相同的兩列波，在相遇的區(qū)域水面上，會(huì)出現(xiàn)穩(wěn)定的相對(duì)平靜的區(qū)域和劇烈振動(dòng)的區(qū)域這兩個(gè)區(qū)域在水面上的位置是固定的，且互相隔開(kāi)這種現(xiàn)象為波的干涉 考點(diǎn)1惠更斯原理波面一定是平面嗎？根據(jù)如圖思考波線(xiàn)與波面的關(guān)系是怎樣的提示：波面不一定是平面波線(xiàn)與波面互相垂直，一定條件下由波面可確定波線(xiàn)，由波線(xiàn)可確定波面1對(duì)波線(xiàn)與波面的理解(1)波面不一定是面，如水波，它只能在水面?zhèn)鞑ィǖ牟媸且圆ㄔ礊閳A心的一簇圓(2)波線(xiàn)是有方向的一簇線(xiàn)，它的方向代表了波

19、的傳播方向(3)波線(xiàn)與波面互相垂直，一定條件下由波面可確定波線(xiàn)，由波線(xiàn)可確定波面2惠更斯原理的實(shí)質(zhì)波面上的每一點(diǎn)(面源)都是一個(gè)次級(jí)球面波的子波源，子波的波速與頻率等于初級(jí)波的波速和頻率，此后每一時(shí)刻的子波波面的包絡(luò)面就是該時(shí)刻總的波動(dòng)的波面其核心思想是介質(zhì)中任一處的波動(dòng)狀態(tài)是由各處的波動(dòng)決定的3惠更斯原理的局限性光的直線(xiàn)傳播、反射、折射等都能用此來(lái)進(jìn)行較好的解釋但是，惠更斯原理是比較粗糙的，用它不能解釋衍射現(xiàn)象與狹縫或障礙物大小的關(guān)系，而且由惠更斯原理推知有倒退波的存在，而倒退波顯然是不存在的【典例1】(多選)下列敘述中正確的是()A空間點(diǎn)波源發(fā)出的球面波，其波面是一個(gè)球面，波線(xiàn)就是以波源為

20、圓心的同心圓B平面波的波線(xiàn)是一條直線(xiàn)，其波線(xiàn)相互平行C根據(jù)惠更斯原理，波面各點(diǎn)都可看作一個(gè)子波源，子波前進(jìn)的方向的包絡(luò)面就是該時(shí)刻的波面D利用惠更斯原理，只要知道t時(shí)刻波面的位置和波速，就可確定tt時(shí)刻波面的位置BCD球面波的波線(xiàn)沿球面的半徑方向，A錯(cuò)誤；平面波的波線(xiàn)是一條直線(xiàn)，由于波線(xiàn)與波面垂直，故平面波的波線(xiàn)相互平行，B正確；由惠更斯原理可知，C正確；利用惠更斯原理，只要知道t時(shí)刻波面的位置和波速，就可確定另一時(shí)刻波面的位置，D正確利用惠更斯原理解釋波的傳播的一般步驟(1)確定一列波某時(shí)刻一個(gè)波面的位置(2)在波面上取兩點(diǎn)或多個(gè)點(diǎn)作為子波的波源(3)選一段時(shí)間t(4)根據(jù)波速確定t時(shí)間后子

21、波波面的位置(5)確定子波在波前進(jìn)方向上的包絡(luò)面，即為新的波面(6)由新的波面可確定波線(xiàn)及其方向 考點(diǎn)2波的反射和波的折射如圖所示，一場(chǎng)大雪過(guò)后，人們會(huì)感到外面萬(wàn)籟俱靜這是怎么回事？難道是人的活動(dòng)減少了嗎？提示：剛下過(guò)的雪是新鮮蓬松的，它的表面層有許多小氣孔.當(dāng)外界的聲波傳入這些小氣孔時(shí)便要發(fā)生反射.由于氣孔往往是內(nèi)部大而口徑小.所以，僅有少部分波的能量能通過(guò)口徑反射回來(lái)，而大部分的能量則被吸收掉了.所以不是人的活動(dòng)減少了.1對(duì)波的反射的理解(1)波發(fā)生反射時(shí)波的傳播方向發(fā)生了變化(2)反射波和入射波在同一介質(zhì)中傳播，介質(zhì)決定波速，因此波速不變，波的頻率是由波源決定的，因此波的頻率也不改變，根

22、據(jù)公式eq f(v,f)，可知波長(zhǎng)也不改變2波的反射、折射現(xiàn)象中各量的變化(1)波向前傳播在兩種介質(zhì)的界面上會(huì)同時(shí)發(fā)生反射現(xiàn)象和折射現(xiàn)象，一些相關(guān)物理量變化如下：波現(xiàn)象波的反射波的折射傳播方向改變ii改變r(jià)i頻率f不變不變波速v不變改變波長(zhǎng)不變改變(2)說(shuō)明：頻率f由波源決定，故無(wú)論是反射波的頻率還是折射波的頻率都等于入射波的頻率波速v由介質(zhì)決定，因反射波與入射波在同一介質(zhì)中傳播，故波速不變；折射波與入射波在不同介質(zhì)中傳播，波速變化根據(jù)vf，波長(zhǎng)與v及f有關(guān)，即與介質(zhì)和波源有關(guān)，反射波與入射波在同一介質(zhì)中，波速相同、頻率相同，故波長(zhǎng)相同折射波與入射波在不同介質(zhì)中傳播，v不同，f相同，故不同3波

23、的反射現(xiàn)象的應(yīng)用(1)回聲測(cè)距：當(dāng)聲源不動(dòng)時(shí)，聲波遇到了障礙物會(huì)返回來(lái)繼續(xù)傳播，反射波與入射波在同一介質(zhì)中傳播速度相同，因此，入射波和反射波在傳播距離一樣的情況下，用的時(shí)間相等，設(shè)經(jīng)時(shí)間t聽(tīng)到回聲，則聲源距障礙物的距離為sv聲eq f(t,2)當(dāng)聲源以速度v向靜止的障礙物運(yùn)動(dòng)或障礙物以速度v向靜止的聲源運(yùn)動(dòng)時(shí)，聲源發(fā)聲時(shí)障礙物到聲源的距離為s(v聲v)eq f(t,2)當(dāng)聲源以速度v遠(yuǎn)離靜止的障礙物或障礙物以速度v遠(yuǎn)離聲源時(shí)，聲源發(fā)聲時(shí)障礙物到聲源的距離s(v聲v)eq f(t,2)(2)超聲波定位：蝙蝠能發(fā)出超聲波，超聲波遇到障礙物或捕食目標(biāo)時(shí)會(huì)被反射回來(lái)，蝙蝠就根據(jù)接收到的反射回來(lái)的超聲波

24、來(lái)確定障礙物或食物位置，從而確定飛行方向另外海豚、雷達(dá)也是利用波的反射來(lái)定位或測(cè)速的【典例2】有一輛汽車(chē)以15 m/s的速度勻速行駛，在其正前有一陡峭山崖，汽車(chē)?guó)Q笛2 s后司機(jī)聽(tīng)到回聲，此時(shí)汽車(chē)距山崖的距離多遠(yuǎn)？(v聲340 m/s)解析若汽車(chē)靜止，問(wèn)題就簡(jiǎn)單了現(xiàn)在汽車(chē)運(yùn)動(dòng)，聲音傳播，如圖所示為汽車(chē)與聲波的運(yùn)動(dòng)過(guò)程示意圖設(shè)汽車(chē)由A到C路程為s1，C點(diǎn)到山崖B距離為s；聲波由A到B再反射到C路程為s2，因汽車(chē)與聲波運(yùn)動(dòng)時(shí)間同為t，則有s2s12s，即v聲tv汽t2s，所以seq f(v聲v汽t,2)eq f(340152,2) m325 m答案325 m 考點(diǎn)3波的疊加與波的干涉如圖所示，操場(chǎng)中

25、兩根豎直桿上各有一個(gè)揚(yáng)聲器，接在同一擴(kuò)音機(jī)上，一位同學(xué)沿著AB方向走來(lái)(1)他聽(tīng)到的聲音會(huì)有什么變化？(2)這屬于什么物理現(xiàn)象？提示：(1)聲音忽強(qiáng)忽弱(2)聲波的干涉現(xiàn)象1波的干涉與波的疊加(1)波的疊加是無(wú)條件的，任何頻率的兩列波在空間相遇都會(huì)疊加，但干涉必須是滿(mǎn)足一定條件的兩列波疊加后形成的現(xiàn)象(2)穩(wěn)定干涉圖樣的產(chǎn)生是有條件的，必須是兩列同類(lèi)的波，并且波的頻率相同、振動(dòng)方向相同、相位差恒定如果兩列波的頻率不相等，在同一種介質(zhì)中傳播時(shí)其波長(zhǎng)就不相等，這樣不能形成穩(wěn)定的振動(dòng)加強(qiáng)點(diǎn)和減弱點(diǎn)因此我們就看不到穩(wěn)定的干涉圖樣，只能是一般的振動(dòng)疊加現(xiàn)象2干涉圖樣及其特征(1)干涉圖樣：(2)特征：加

26、強(qiáng)區(qū)和減弱區(qū)的位置固定不變加強(qiáng)區(qū)始終加強(qiáng)，減弱區(qū)始終減弱(加強(qiáng)區(qū)與減弱區(qū)不隨時(shí)間變化)加強(qiáng)區(qū)與減弱區(qū)互相間隔【典例3】(多選)如圖所示，S1、S2是振幅均為A的兩個(gè)水波波源，某時(shí)刻它們形成的波峰和波谷分別由實(shí)線(xiàn)和虛線(xiàn)表示則下列說(shuō)法中正確的是()A兩列波在相遇區(qū)域發(fā)生干涉B兩列波在相遇區(qū)域內(nèi)發(fā)生疊加C此時(shí)各點(diǎn)的位移是：xA0，xB2A，xC2ADA處振動(dòng)始終減弱，B、C處振動(dòng)始終加強(qiáng)思路點(diǎn)撥(1)從圖中可以看出，兩列水波波長(zhǎng)不同，頻率不同，不能發(fā)生干涉現(xiàn)象(2)兩列波疊加，任何一個(gè)質(zhì)點(diǎn)的總位移等于兩列波在該點(diǎn)上的位移的矢量和BC兩列波發(fā)生干涉的條件是：頻率相同，相位差恒定從題圖上可知122，則2

27、f1f2，這兩列波不是相干波，故不能產(chǎn)生干涉現(xiàn)象，A錯(cuò)誤；兩列機(jī)械波在相遇區(qū)域發(fā)生疊加，這是波的基本現(xiàn)象之一其結(jié)果是：任何一個(gè)質(zhì)點(diǎn)的總位移，都等于這兩列波引起的位移的矢量和所以B、C選項(xiàng)正確；由于頻率不同，疊加情況會(huì)發(fā)生變化如C處此時(shí)兩波峰相遇，但經(jīng)eq f(T2,2)，S2在C處是波谷，S1則不是，故C處不能始終加強(qiáng)，D錯(cuò)誤確定振動(dòng)加強(qiáng)點(diǎn)和減弱點(diǎn)的技巧(1)波峰與波峰(或波谷與波谷)相遇的點(diǎn)為振動(dòng)加強(qiáng)點(diǎn)，波峰與波谷相遇的點(diǎn)為振動(dòng)減弱點(diǎn)(2)在波的傳播方向上，加強(qiáng)點(diǎn)的連線(xiàn)為加強(qiáng)區(qū)，減弱點(diǎn)的連線(xiàn)為減弱區(qū)(3)不管波如何疊加，介質(zhì)中的各質(zhì)點(diǎn)均在各自的平衡位置附近振動(dòng) 考點(diǎn)4波的衍射光是一種波，如圖

28、為燈泡發(fā)光的情況(1)生活中見(jiàn)到的光的傳播有何特點(diǎn)(2)滿(mǎn)足什么條件才能使光發(fā)生衍射？提示：(1)沿直線(xiàn)傳播(2)障礙物或孔的尺寸與光的波長(zhǎng)相差不大1關(guān)于衍射的條件應(yīng)該說(shuō)衍射是沒(méi)有條件的，衍射是波特有的現(xiàn)象，一切波都可以發(fā)生衍射衍射只有“明顯”與“不明顯”之分，障礙物或小孔的尺寸跟波長(zhǎng)差不多，或比波長(zhǎng)小是產(chǎn)生明顯衍射的條件2波的衍射實(shí)質(zhì)分析波傳到小孔(障礙物)時(shí)，小孔(障礙物)仿佛是一個(gè)新波源，由它發(fā)出的與原來(lái)同頻率的波在小孔(障礙物)后傳播，就偏離了直線(xiàn)方向波的直線(xiàn)傳播只是在衍射不明顯時(shí)的近似情況3衍射圖樣(1)圖甲為水波遇到較寬的縫(2)圖乙為水波遇到較窄的縫【典例4】如圖所示，O是水面上

29、一波源，實(shí)線(xiàn)和虛線(xiàn)分別表示某時(shí)刻的波峰和波谷，A是擋板，B是小孔若不考慮波的反射因素，則經(jīng)過(guò)足夠長(zhǎng)的時(shí)間后，水面上的波將分布于()A整個(gè)區(qū)域B陰影以外區(qū)域C陰影以外區(qū)域D陰影和以外的區(qū)域B從圖中可以看出A擋板寬度比波長(zhǎng)大，所以不能發(fā)生明顯的衍射，而B(niǎo)小孔與波長(zhǎng)相差不多，能發(fā)生明顯的衍射，所以經(jīng)過(guò)足夠長(zhǎng)的時(shí)間后，水面上的波將分布于陰影以外區(qū)域，故B正確衍射是波所特有的現(xiàn)象(1)衍射是波所特有的現(xiàn)象，一切波都會(huì)產(chǎn)生衍射現(xiàn)象(2)衍射現(xiàn)象總是存在的，只有明顯和不明顯的差異(3)一般情況下，波長(zhǎng)越大的波越容易產(chǎn)生明顯的衍射現(xiàn)象第四節(jié)多普勒效應(yīng)知識(shí)點(diǎn)一認(rèn)識(shí)多普勒效應(yīng)1定義如果波源或觀察者或兩者都相對(duì)于傳播介質(zhì)運(yùn)動(dòng)，那么觀察者接收到的頻率與波源發(fā)出的頻率就不相同了這樣的現(xiàn)象叫作多普勒效應(yīng)2多普勒效應(yīng)產(chǎn)生的原因(1)波源與觀察者相對(duì)靜止時(shí)，單位時(shí)間內(nèi)通過(guò)觀察者的完全波的個(gè)數(shù)是一定的，觀察者觀測(cè)到頻率等于波源振動(dòng)的頻率(2)波源與觀察者相互靠近時(shí)，單位時(shí)間內(nèi)通過(guò)觀察者的完全波的個(gè)數(shù)增加，觀察者觀測(cè)到的頻率大于波源的頻率，即觀察到的頻率增大(3)波源與觀察者相互遠(yuǎn)離時(shí)，觀察到的頻率變小知識(shí)點(diǎn)二多普勒效應(yīng)的應(yīng)用1鐵路工人可以從火車(chē)的汽笛聲