【紅對勾】高考物理 機械波課件

課時2機械波知識點一機械波的傳播及特點——知識回顧——1．波的形成：機械振動在介質中傳播，形成機械波．(1)產生條件：①

；②

．波源介質(2)特點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

振動周期和頻率相同．③各質點開始振動(即起振)的方向均

．④一個周期內，質點完成一次全振動，通過的路程為

，位移為

．形式能量遷移波源的相同4A零2．機械波的分類(1)橫波：質點振動方向與波的傳播方向

的波，有

(凸部)和

(凹部)．(2)縱波：質點振動方向與波的傳播方向在

的波，有

和

．垂直波峰波谷同一條直線密部疏部3．波長、波速、頻率及其關系(1)波長在波的傳播方向上，相對平衡位置的

總是相等的兩個相鄰的質點間的距離，用λ表示．(2)波速波在介質中的傳播速度．由

本身的性質決定．(3)頻率由

決定，等于

的振動頻率．(4)波長、波速和頻率的關系：v＝λf位移介質波源波源特別提醒——基礎自測——1．關于振動和波的關系，以下說法正確的是()A．如果波源停止振動，在介質中傳播的波也立即停止B．物體做機械振動，一定產生機械波C．波在介質中傳播的頻率由波源決定，與介質的性質無關D．波源振動的越快，波的速度也越大解析：波源停止振動，介質中已經振動起來的質點有一定的能量，要繼續(xù)振動一段時間，波也要繼續(xù)傳播一段時間才停止，A錯誤；產生機械波的條件是機械振動和傳播振動的介質，B錯誤；波的頻率由波源決定，與介質無關，波速和介質有關，C正確；波源振動快慢和波的傳播速度是兩個不同的概念，D錯誤．答案：C2．一個小石子落入平靜的湖面中央，圓形波紋一圈圈向外傳播，有一片樹葉落在水面上，則樹葉()A．逐漸漂向湖心B．逐漸漂向湖畔C．在落下的地方上下動蕩D．沿樹葉所在的圓圈做圓周運動解析：波是振動在介質里的傳播，傳播的是振動這種運動形式，介質中各個質點都在自己的平衡位置附近做往復運動，介質并沒有遷移，樹葉落在水面上，它隨這部分水振動，不會遷移到別處．故C選項正確．答案：C知識識點點二二波的的圖圖象象———知知識識回回顧顧————1．．坐坐標標軸軸：：取各各質質點點平平衡衡位位置置的的連連線線作作為為x軸，，表表示示質質點點；取取過過波波源源質質點點的的振振動動方方向向作作為為y軸，，表表示示質質點點．2．意義義：：在波波的的傳傳播播方方向向上上，，介介質質中中質質點點在在某某一一時時刻刻相相對對各各自自的位移．3．形狀：．平衡位置位移平衡位置正弦或余弦曲曲線——要點深化化——1．振動圖象象與波動圖象象的比較振動圖象波動圖象研究對象一振動質點沿波傳播方向所有質點研究內容一質點位移隨時間變化規(guī)律某時刻所有質點的空間分布規(guī)律2.質點振動動方向與波傳傳播方向的互互判——基礎自測測——1．甲、乙兩列同同類機械橫波波在同一種介介質中傳播，，其圖象如圖圖1所示，以以下說法中正正確的是()圖1A．甲甲波的的傳播播速度度比乙乙波大大B．甲甲波的的傳播播速度度比乙乙波小小C．甲甲波的的頻率率比乙乙波小小D．甲甲波的的頻率率比乙乙波大大解析：：同一類類機械械波在在同一一介質質中傳傳播，，波速速相等等，與與波長長及波波的頻頻率無無關，，故A、B均錯錯；從從圖象象可讀讀出，，甲的的波長長小于于乙答案：D2．(2009·北北京高高考)一簡諧諧機械械波沿沿x軸正方方向傳傳播，，周期期為T，波長長為λ.若在在x＝0處處質點點的振振動圖圖象如如圖2所示示，則則該波波在t＝圖2答案：：A知識點點三波特有有的現現象——知知識回回顧———1．波波的干干涉(1)產生生穩(wěn)定定干涉涉的條條件：：頻率率相同同的兩兩列同同性質質的波波相遇遇．(2)現象象：兩兩列波波相遇遇時，，某些些區(qū)域域振動動總是是，某些些區(qū)域域振動動總是是，且加加強區(qū)區(qū)和減減弱區(qū)區(qū)互相相間隔隔．(3)對兩兩個完完全相相同的的波源源產生生的干干涉來來說，，凡到到兩波波源的的路程程差為為一個個波長長時，振動加加強；凡到到兩波源的的路程差為為半個波長長的時，振動減減弱．加強減弱整數倍奇數倍2．波的衍衍射(1)產生生明顯衍射射現象的條條件：障礙礙物或孔(縫)的尺尺寸跟波長長，或者比波(2)現象：波繞過障礙物繼續(xù)傳播．差不多更小3．多普勒勒效應(1)由于于波源和觀觀察者之間間有相對運運動，使觀觀察者接收收到的波的的頻率發(fā)生生變化的現現象叫多普普勒效應．．(2)注意意：波源的的頻率不變變，只是觀觀察者接收如果二者相互接近，觀察者接收到的頻率變大；如果二者相互遠離，觀察者接收到的頻率變?。c深深化——1．波的疊疊加遵循什兩列波在空間相遇與分離時都保持其原來的特性(如f、A、λ、振動方向)沿原來方向傳播，而不互相干擾，在兩列波重疊的區(qū)域里，任何一個質點同時參與兩個振動，其振動位移等于這兩列波分別引起的位移的矢量和．2．關(1)加強處和減弱處都是兩列波引起的位移的矢量和，質點的位移都隨時間變化，各質點仍圍繞平衡位置振動，與振源振動周期相同．(2)加強處振幅大，等于兩列波的振幅之和，即A＝A1＋A2，質點的振動能量大，并且始終最大．減弱處振幅小，等于兩列波的振幅之差，即A＝|A1－A2|，質點振動能量小，并且始終最小，若A1＝A2，則減弱處不振動．(3)加強點的位移變化范圍：－|A1＋A2|～|A1＋A2|，減弱點位移變化范圍：－|A1－A2|～|A1－A2|.——基礎礎自測———1．如圖3所所示，S1、S2為水波槽槽中的兩兩個波源源，它們們分別激激起兩列列水波，，圖中實實線表示示波峰，，虛線表表示波谷谷．已知知兩列波波的波長長分別為為λ1和λ2且λ1<λ2，該時刻刻在P點為兩列列波的波波峰與波波峰相遇遇，則以以下敘述述正確的的是()圖3A．P點有時在在波峰，，有時在在波谷，，振動始始終加強強B．P點始終在在波峰C．P點的振動動不遵守守波的疊疊加原理理，P點的運動動也不始始終加強強D．P點的振動動遵守波波的疊加加原理，，但并不不始終加加強答案：D2．如圖圖4所示示是觀察察水面波波衍射的的實驗裝裝置．AC和BD是兩塊擋擋板，AB是一個孔孔，O是波源，，圖中已已畫出波波源所在在區(qū)域波波的傳播播情況，，每兩條條相鄰波波紋(圖圖中曲線線)之間間距離表表示一個個波長，，則波經經過孔之之后的傳傳播情況況，下列列描述正正確的是是()圖4A．此時時能明顯顯觀察到到波的衍衍射現象象B．擋板板前后波波紋間距距離相等等C．如果果將孔AB擴大，有有可能觀觀察不到到明顯的的衍射現現象D．如果果孔的大大小不變變，使波波源頻率率增大，，能更明明顯觀察察到波的的衍射現現象解析：由題圖可可見兩波波紋間距距λ與AB孔的大小小接近，，所以水水波通過過AB孔會發(fā)生生明顯的的衍射．．由于衍衍射后水水波的頻頻率不變變，波速速不變，，因此水水波的波波長也不不變．A、B選選項正確確．AB孔擴大后后若破壞壞了明顯顯衍射的的條件時時就不會會看到明明顯的衍衍射現象象，故C選項正正確．由由v＝λf可知，v一定，f增大，則則λ變小，衍衍射現象象不明顯顯，D選選項錯誤誤．此題題重在理理解：障障礙物尺尺寸和波波長的相相對大小小關系，，并以此此作為判判斷明顯顯衍射的的條件．．答案：ABC3．如圖圖5所示示表示產產生機械械波的波波源O做勻速運運動的情情況，圖圖中圓表表示波峰峰，已知知波源的的頻率為為f0.則下列列說法正正確的是是()圖5A．該圖圖表示波波源正在在向B點移動B．觀察察者在圖圖中A點接收波波的頻率率是定值值，但大大于f0C．觀察察者在圖圖中B點接收波波的頻率率是定值值，但大大于f0D．觀察察者在圖圖中B點接收波波的頻率率是定值值，但小小于f0解析：當波源靠靠近靜止止的觀察察者時，，觀察者者“感覺覺”到的頻率率增大；；當波源源遠離靜靜止的觀觀察者時時，觀察察者“感覺”到的頻率率降低．．從圖看看出波源源正在向向B點移動，，所以觀觀察者在在圖中A點接收波波的頻率率是定值值，但小小于f0，觀察者者在圖中中B點接收波波的頻率率是定值值，但大大于f0，所以A、C正正確．答案：AC題型一對波的圖圖象的理理解[例1]如圖6所所示，實實線是沿沿x軸傳播的的一列簡簡諧橫波波在t＝0時刻刻的波形形圖，虛虛線是這這列波在在t＝0.2s時時刻的波波形圖．．圖6已知該波波的波速速是0.8m/s，，則下列列說法正正確的是是()A．這列列波的波波長是14cmB．這列列波的周周期是0.125sC．這列列波可能能是沿x軸正方向向傳播的的D．t＝0時，，x＝4cm處的的質點速速度沿y軸負方向向[答案]D題后反思思本題中的的易錯點點之一就就是判斷斷波傳播播的路程程與波長長的關系系，本題題中的最最小路程程可能是是波長的的1/3，這與與平時所所見的模模型不同同，容易易出錯．．對于判判斷波的的傳播方方向除了了根據路路程與波波長的關關系，還還可以根根據時間間與周期期的關系系進行判判斷．變式1——1圖7為一一橫波在在某時刻刻的波形形圖．已已知F質點此時時的運動動方向如如圖所示示，則()圖7A．波向向右傳播播B．質點點H的運動方方向與質質點F的運動方向相相同C．質點C比質點B先回到平衡位位置D．質點C在此時的加速速度為零解析：由于F質點向下運動動，跟著右邊邊質點運動，，此波從右向向左傳播，選選項A錯誤．．在此時刻質質點H的運動方向應應向上，選項項B錯誤．題型二波的多解問題題[例2]如圖8所示，，實線是一列列簡諧波在某某一時刻的波波的圖象，虛虛線是該列波波0.2s后的圖象，，則這列波可可能的波速為圖8[解析]因為本題沒指指明波的傳播播方向，應考考慮到兩種可可能的情況———沿x軸正方向或負負方向傳播．．又因為本題題對周期未加加任何限制條條件，應考慮慮到波具有周周期性．已知t＝0.2s，λ＝4m.若波沿x軸正方向傳播播，則根據時時間t內傳播的距離離為[答案]波沿x軸正方向傳播播時，v右＝(20n＋5)m/s(n＝0,1,2，…)波沿x軸負方向傳播播時，v左＝(20n＋15)m/s(n＝0,1,2,3，…)題后反思波的特點是周周期性和雙向向性．(1)傳播距距離的周期性性波在均勻媒質質中傳播時，，傳播距離寫寫成式中λ表示波長，Δx是波傳播過程中除去整數倍波長部分之后余下的那部分距離．(2)傳播時時間的周期性性波在媒質中傳傳播時間t，總可以寫成成t＝nT＋Δt(n＝0,1,2…)式中T表示波的周期期，Δt表示時間t除去整數倍周周期部分之后后余下的那段段時間．(3)傳播方方向的雙向性性一般的說，波波在媒質中可可以向各個方方向傳播，但但在文章中所所遇到的波只只限于一條直直線上，即沿沿x軸正、、負方方向傳傳播的的波．．變式2—1一列橫橫波在在x軸上傳傳播，，在x＝0與與x＝1cm的兩兩點的的振動動圖線線分別別如圖圖9中中實線線與虛虛線所所示．．由此此可以以得出出()A．波波長一一定是是4cmB．波波的周周期一一定是是4sC．波波的振振幅一一定是是2cmD．波波的傳傳播速速度一一定是是1cm/s圖9[解析析]從圖9上可可以看看出振振幅為為2cm，周周期為為4s，，對于于x＝0與與x＝1cm的兩兩點處處的質質點在在t＝0時時刻，，一個個在正正向最最大位位移處處，一一個在在平衡衡位置置且振振動方方向向向上，，則在在這兩兩點間間的最最簡波波形如如圖10.若波波沿x軸正向向傳播播，如如圖10右右圖；；若波波沿x軸負方方向傳傳播，，如圖圖10左圖圖，由由此可可知，，波長長和波波速有有多個個解，，A、、D均均錯．．[答案案]BC圖10題型三三波的疊疊加與與干涉涉[例3]如圖11所所示，，兩列列簡諧諧橫波波分別別沿x軸正方方向和和負方方向傳傳播，，兩波波源分分別位位于x＝－2×10－1m和x＝12×10－1m處，，兩列列波的的波速速均為為v＝0.4m/s，，兩波波源的的振幅幅均為為A＝2cm.圖圖示為為t＝0時時刻兩兩列波波的圖圖象(傳播播方向向如圖圖)，，此刻刻平衡衡位置置處于于x＝0.2m和和0.8m的的P、Q兩質點點剛開開始振振動．．質點點M的平衡衡位置置處于于x＝0.5m處處，關關于各各質點點運動動情況況判斷斷正確確的是是()A．質質點P、Q都首首先先沿沿y軸負負向向運運動動B．．t＝0.75s時時刻刻，，質質點點P、Q都運運動動到到M點C．．t＝1s時時刻刻，，質質點點M的位位移移為為＋＋4cmD．．t＝1s時時刻刻，，質質點點M的位位移移為為－－4cm圖11[解析]根據上下下坡法可可以判斷斷，質點點P、Q都首先沿沿y軸負向運運動；兩兩列波波波速相等等，經過過t＝0.75s，P、Q兩質點只只能在平平衡位置置上下振[答案]

AD題后反思思對波的疊疊加問題題，關鍵鍵要充分分理解波波的獨立立傳播原原理和波波的疊加加原理，，確立疊疊加圖象象時要緊緊緊抓住住位移的的矢量疊疊加．對對疊加變式3——1(2009·廣廣東高高考)如圖12為為聲波波干涉涉演示示儀的的原理理圖．．兩個個U形管A和B套在一一起，，圖12A管兩側側各有有一小小孔．．聲波波從左左側小小孔傳傳入管管內，，被分分成兩兩列頻頻率________的的波．．當聲聲波分分別通通過A、B傳播到右側側小孔時，，若兩列波波傳播的路路程相差半半個波長，，則此處聲聲波的振幅幅________；若傳播播的路程相相差一個波波長，則此此處聲波的的振幅________．解析：本題主要考考查波的干干涉，意在在考查考生生對干涉的的必要條件件—兩列波波的頻率必必須相同或或者有固定定的相位差差的識記能能力和應用用能力．聲聲波從左側側小孔傳入入管內，被被分成兩列列頻率相同同的波且相相位差固定定．若波程程相差為半半波長的偶偶數倍，則則干涉相長長；若波程程相差為半半波長的奇奇數倍，則則干涉相消消．所以兩兩列波傳播播的路程相相差半個波波長(奇數數倍)，則則此處聲波波的振幅減減??；若傳傳播的路程程相差一個個波長(半半波長的答案：相同減小增大1．聲波屬于于機械波．下下列有關聲波波的描述中正正確的是()A．同一列聲聲波在各種介介質中的波長長是相同的B．聲波的頻頻率越高，它它在空氣中傳傳播的速度越越快C．聲波可以D．人能辨別不同樂器同時發(fā)出的聲音，證明聲波不會發(fā)生干涉解析：聲波的頻率由由波源決定，，波速由介質質決定，波長長由波源和介介質共同決定定．同一列聲聲波，頻率相相同，進入不不同的介質，，波速不同，，由λ＝v/f，則波長不同同，所以A選選項錯．不同同波進入同一一種介質中的的波速是相同同的，所以B選項錯．一一切波都可以以進行波的干干涉和衍射，，