2012屆高三物理總復(fù)習(xí) 11.2機(jī)械波課件 魯科版

1、第二節(jié)機(jī)械波,一、機(jī)械波 1機(jī)械波的產(chǎn)生 (1)定義：機(jī)械振動在_中的傳播過程，叫做機(jī)械波 (2)產(chǎn)生條件：_和_ (3)產(chǎn)生過程：沿波的傳播方向上各質(zhì)點(diǎn)的振動都受它前一個質(zhì)點(diǎn)的帶動而做_振動，對簡諧波而言各質(zhì)點(diǎn)振動的_和_都相同，各質(zhì)點(diǎn)只在自己的_附近振動,介質(zhì),波源,介質(zhì),受迫,振幅,周期,平衡位置,2波的分類 (1)橫波：質(zhì)點(diǎn)的振動方向與_相互垂直的波，凸起部分叫波峰，_部分叫波谷 (2)縱波：質(zhì)點(diǎn)的振動方向與波的傳播方向在_ _上，質(zhì)點(diǎn)分布密的叫_，質(zhì)點(diǎn)分布疏的叫_ 3描述機(jī)械波的物理量 (1)波長：在波動中，振動相位_的兩個相鄰質(zhì)點(diǎn)間的距離 在橫波中，兩個相鄰的_ (或波谷)間的距離

2、等于波長,波的傳播方向,凹陷,一直線,同,密部,疏部,總是相同,波峰,密部,波長,波源,不變,vf,介質(zhì),二、波的圖象 1圖象 在平面直角坐標(biāo)系中，用橫坐標(biāo)表示介質(zhì)中各質(zhì)點(diǎn)的_；用縱坐標(biāo)表示某一時刻各質(zhì)點(diǎn)偏離平衡位置的_，連接各位移矢量的末端，得出的曲線即為波的圖象，簡諧波的圖象是_ (或余弦)曲線 2物理意義：某一時刻介質(zhì)中_相對平衡位置的位移 三、波特有的現(xiàn)象 1波的干涉 (1)產(chǎn)生穩(wěn)定干涉的條件：頻率相同的兩列同性質(zhì)的波相遇,平衡位置,位移,正弦,各質(zhì)點(diǎn),(2)現(xiàn)象：兩列波相遇時，某些區(qū)域振動總是_，某些區(qū)域振動總是_，且加強(qiáng)區(qū)和減弱區(qū)互相間隔 (3)對兩個完全相同的波源產(chǎn)生的干涉來說，

3、凡到兩波源的路程差為一個波長_時，振動加強(qiáng)；凡到兩波源的路程差為半個波長的_時，振動減弱 2波的衍射 (1)產(chǎn)生明顯衍射現(xiàn)象的條件：障礙物或孔(縫)的尺寸跟波長_，或者比波長_ (2)現(xiàn)象：波繞過障礙物繼續(xù)傳播,加強(qiáng),減弱,整數(shù)倍,奇數(shù)倍,差不多,更小,課堂互動講練,一、振動和波的聯(lián)系與區(qū)別 1兩者的聯(lián)系 (1)振動是波動的起因，波動是振動在介質(zhì)中的傳播 (2)沒有振動一定沒有波動，但沒有波動不一定沒有振動 2兩者的區(qū)別 (1)從研究對象看：振動是一個質(zhì)點(diǎn)或一個物體在某一平衡位置附近往復(fù)運(yùn)動；而波動是介質(zhì)中大量質(zhì)點(diǎn)依次發(fā)生振動而形成的“集體運(yùn)動”,(2)從運(yùn)動原因看：振動是由于質(zhì)點(diǎn)所受回復(fù)力的

4、作用引起的；而波動是由于介質(zhì)中相鄰質(zhì)點(diǎn)的帶動作用而形成的 (3)從能量的變化看：振動系統(tǒng)的動能和勢能相互轉(zhuǎn)換，如果是簡諧運(yùn)動，在動能與勢能相互轉(zhuǎn)換過程中總的機(jī)械能保持不變；而波在傳播過程中，由振源帶動它相鄰的質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動，即振源將機(jī)械能傳遞給它的相鄰質(zhì)點(diǎn)，這個質(zhì)點(diǎn)再將能量傳遞給下一個質(zhì)點(diǎn)，因此說波的傳播過程也是一個能量傳播過程，當(dāng)波源停止振動，不再向外傳遞能量時，各個質(zhì)點(diǎn)的振動也會相繼停下來,3振動圖象和波動圖象的比較,即時應(yīng)用,2質(zhì)點(diǎn)振動方向與波傳播方向的互判,(3)波形的隱含性形成多解 在波動問題中，往往只給出完整波形的一部分，或給出幾個特殊點(diǎn)，而其余信息均處于隱含狀態(tài)這樣，波形就有多種情況，

5、形成波動問題的多解性,即時應(yīng)用,A若質(zhì)點(diǎn)a向下運(yùn)動，則波是從左向右傳播的 B若質(zhì)點(diǎn)b向上運(yùn)動，則波是從左向右傳播的 C若波從右向左傳播，則質(zhì)點(diǎn)a、c向下運(yùn)動 D若波從右向左傳播，則質(zhì)點(diǎn)b、d向上運(yùn)動,三、波的干涉、衍射及多普勒效應(yīng) 1波的干涉與波的衍射的比較,名師點(diǎn)睛：(1)加強(qiáng)區(qū)振動加強(qiáng)只是振幅變大，并不是質(zhì)點(diǎn)一直處于位移最大值 (2)只有符合干涉條件的兩列波相遇時才能產(chǎn)生干涉現(xiàn)象 (3)任何波都能發(fā)生衍射現(xiàn)象，而發(fā)生明顯的衍射需要一定的條件,3.(2011年福州階段檢測)a為聲源，發(fā)出聲波，b為接收者，接收a發(fā)出的聲波a、b若運(yùn)動，只限于沿兩者連線方向上下列說法中正確的是() Aa靜止，b

6、向a運(yùn)動，則b收到的聲頻比a發(fā)出的高 Ba、b向同一方向運(yùn)動，則b收到的聲頻一定比a發(fā)出的高 Ca、b向同一方向運(yùn)動，則b收到的聲頻一定比a發(fā)出的低 Da、b都向相互背離的方向運(yùn)動，則b收到的聲頻比a發(fā)出的高,即時應(yīng)用,解析：選A.波源不動觀察者向波源運(yùn)動時接收頻率增大，故A正確，兩者都動時，相對距離減小時，頻率變高，相對距離增大時頻率變低，故B、C、D錯誤,經(jīng)典題型探究,波的形成及傳播規(guī)律應(yīng)用,圖1123,【答案】見解析 【規(guī)律總結(jié)】(1)要明確波在傳播過程中，波的前沿的振動方向都是波源起振時的方向，沿傳播方向看后面質(zhì)點(diǎn)重復(fù)前面質(zhì)點(diǎn)的動作 (2)要重視將物理問題模型化，畫出物理過程的草圖，把

7、波動過程展現(xiàn)在大腦中，這有利于物理問題的解決,At0.15 s時，質(zhì)點(diǎn)Q的加速度達(dá)到負(fù)向最大 Bt0.15 s時，質(zhì)點(diǎn)P的運(yùn)動方向沿y軸負(fù)方向 C從t0.10 s到t0.25 s，該波沿x軸正方向傳播了6 m D從t0.10 s到t0.25 s，質(zhì)點(diǎn)P通過的路程為30 cm 【思路點(diǎn)撥】解決此題抓住兩點(diǎn)： (1)據(jù)乙圖得到周期及Q點(diǎn)0.10 s時的振動情況 (2)據(jù)Q的振動情況結(jié)合甲圖判斷波動情況,【解析】由yt圖象知，周期T0.20 s，且在t0.10 s時Q點(diǎn)在平衡位置沿y軸負(fù)方向運(yùn)動，可以推斷波沿x軸負(fù)方向傳播，所以C錯；從t0.10 s到t0.15 s時，t0.05 sT/4，質(zhì)點(diǎn)Q從

8、圖甲所示的位置振動T/4到達(dá)負(fù)最大位移處，又加速度方向與位移方向相反，大小與位移的大小成正比，所以此時Q的加速度達(dá)到正向最大，而P點(diǎn)從圖甲所示位置運(yùn)動T/4時正在由正最大位移處向平衡位置運(yùn)動途中，速度沿y軸負(fù)方向，所以B對，A錯；振動的質(zhì)點(diǎn)在t1T內(nèi)，質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動的路程為4A；,tT/2，質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動的路程為2A；但tT/4時，質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動的路程不一定是1A；t3T/4時，質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動的路程也不一定是3A.本題中從t0.10 s到t0.25 s內(nèi)，t0.15 s3T/4，P點(diǎn)的起始位置既不是平衡位置，又不是最大位移處，所以在3T/4時間內(nèi)的路程不是30 cm. 【答案】B 【規(guī)律總結(jié)】解答此類問題，可以從振動

9、圖象上得到周期、振幅、質(zhì)點(diǎn)振動方向等信息再從波動圖象上得到波長、波速等信息然后兩方面相結(jié)合，根據(jù)簡諧運(yùn)動和波的傳播規(guī)律解答,(1)這列波可能的波速； (2)若波速為280 m/s，那么波的傳播方向向左還是向右？ 【思路點(diǎn)撥】若波向右傳播，則0.05 s應(yīng)向右傳播多少，若波向左傳播，則向左傳播多少，還需要考慮波傳播的周期性嗎？若波速為280 m/s，你能否算出0.05 s時間內(nèi)向前傳播的距離，換算為波長，你能知道向左傳播還是向右傳播嗎？,解題樣板,【答案】見解題樣板 【規(guī)律總結(jié)】機(jī)械波傳播過程中在時間和空間上的周期性、傳播方向上的雙向性、質(zhì)點(diǎn)振動方向的不確定性等都是形成波動問題多解的原因，解題時

10、常出現(xiàn)漏解,(2)如圖11211所示，表示兩列同頻率相干水波在t0時刻的疊加情況，圖中實(shí)線表示波峰，虛線表示波谷已知兩列波的振幅均為2 cm，波速為2 m/s，波長為0.4 m，E點(diǎn)在B、D連線和A、C連線的交點(diǎn)，下列說法正確的是(),圖11211,(3)如圖11212所示是觀察水波衍射的實(shí)驗(yàn)裝置AC和BD是兩塊擋板，AB是一個孔，O是波源，圖中已畫出波源所在區(qū)域波的傳播情況，每兩條相鄰波紋(圖中曲線)之間距離表示一個波長，則波經(jīng)過孔之后的傳播情況，下列描述錯誤的是() A此時能明顯觀察到波的衍射現(xiàn)象 B擋板前后波紋間距離相等 C如果將孔AB擴(kuò)大，有可能觀察不到明顯的衍射現(xiàn)象 D如果孔的大小不變，使波源頻率增大，能更明顯觀察到衍射現(xiàn)象,(2)圖中B、D均為振動加強(qiáng)的點(diǎn)，E位于B、D的中線上，故E也是振動加強(qiáng)點(diǎn)，而A、C兩點(diǎn)為波峰與波谷相遇，故是振動減弱點(diǎn)圖中所示時刻，B點(diǎn)偏離平衡位置4 cm，而D點(diǎn)偏離平衡位置4 cm，故二者豎直高度差為8 cm，再過0.05 s，兩列波的波峰恰在E點(diǎn)相遇，故E點(diǎn)偏離平衡位置的距離將達(dá)到4 cm.故答案為A.,(3)由圖可見兩波紋間距與AB孔的大小接近，所以水波通過AB孔會發(fā)生明顯的衍射由于衍射后水波的頻率不變，波速不變，因此水波的波長也不變A、B選項(xiàng)正確AB孔