高考物理一輪總復(fù)習(xí) 專題十二 第2講 機(jī)械波課件 新人教版.ppt

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第2講 機(jī)械波 一 機(jī)械波1 定義 在介質(zhì)中的傳播叫做機(jī)械波 2 形成條件 機(jī)械振動(dòng) 機(jī)械振動(dòng) 介質(zhì) 1 有發(fā)生 的波源 2 有傳播 3 分類 垂直 波峰 波谷 同一直線 密部 疏部 1 橫波 質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向與波的傳播方向相互 的波 有 凸部 和 凹部 2 縱波 質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向與波的傳播方向在 上的波 有 和 4 傳播特點(diǎn) 形式 能量 遷移 波源 4A 1 機(jī)械波傳播的只是振動(dòng)的 和 質(zhì)點(diǎn)只在各自的平衡位置附近做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng) 并不隨波 2 介質(zhì)中各質(zhì)點(diǎn)的振幅相同 振動(dòng)周期和頻率都與 的振動(dòng)周期和頻率相同 3 一個(gè)周期內(nèi) 質(zhì)點(diǎn)完成一次全振動(dòng) 通過(guò)的路程為 位移為零 二 波長(zhǎng) 波速和波的圖象1 波長(zhǎng) 波速 頻率及其關(guān)系 1 波長(zhǎng) 在波動(dòng)中 總是相同的兩個(gè)相鄰質(zhì)點(diǎn)間 的距離 振動(dòng)相位 介質(zhì)本身 波源 2 波速v 波在介質(zhì)中的傳播速度 由 的性質(zhì) 決定 f 3 頻率f 由 決定 等于波源的振動(dòng)頻率 4 波長(zhǎng) 波速和頻率的關(guān)系 v 2 波的圖象 平衡位置 位移 各質(zhì)點(diǎn) 1 坐標(biāo)軸 橫軸表示各質(zhì)點(diǎn)的 縱軸表示該時(shí)刻各質(zhì)點(diǎn)的 2 意義 表示在波的傳播方向上 某時(shí)刻 離開平衡位置的位移 3 圖象 4 振動(dòng)圖象與波動(dòng)圖象的比較 基礎(chǔ)檢測(cè) 1 2013年北京卷 一列沿x軸正方向傳播的簡(jiǎn)諧機(jī)械橫波 波速為4m s 某時(shí)刻波形如圖12 2 1所示 下列說(shuō)法正確的是 圖12 2 1 A 這列波的振幅為4cmB 這列波的周期為1sC 此時(shí)x 4m處質(zhì)點(diǎn)沿y軸負(fù)方向運(yùn)動(dòng)D 此時(shí)x 4m處質(zhì)點(diǎn)的加速度為0答案 D 三 波的干涉和衍射現(xiàn)象多普勒效應(yīng) 1 波的干涉 相同 加強(qiáng)區(qū) 減弱區(qū) 1 條件 兩列波的頻率必須 2 現(xiàn)象 形成 和 相互隔開的穩(wěn)定的干涉圖樣 2 波的衍謝 小 相差不多 繞過(guò)障礙物 1 條件 障礙物或孔的尺寸比波長(zhǎng) 或 2 現(xiàn)象 波能夠 或孔繼續(xù)向前傳播 3 多普勒效應(yīng) 相對(duì)運(yùn)動(dòng) 頻率 不變 變化 1 條件 聲源和觀察者之間有 2 現(xiàn)象 觀察者感到 發(fā)生變化 3 實(shí)質(zhì) 聲源頻率 觀察者接收到的頻率 基礎(chǔ)檢測(cè) 2 下列物理現(xiàn)象 在春天里一次閃電過(guò)后 有時(shí)雷聲轟鳴不絕 聞其聲而不見其人 學(xué)生圍繞振動(dòng)的音叉轉(zhuǎn)一圈會(huì)聽到忽強(qiáng)忽弱的聲音 當(dāng)正在鳴笛的火車向著我們疾 駛而來(lái)時(shí) 我們聽到汽笛聲的音調(diào)變高 分別屬于波的 A 反射 衍射 干涉 多普勒效應(yīng)B 折射 衍射 多普勒效應(yīng) 干涉C 反射 折射 干涉 多普勒效應(yīng)D 衍射 折射 干涉 多普勒效應(yīng)答案 A 考點(diǎn)1波的傳播規(guī)律和波動(dòng)圖象的應(yīng)用 重點(diǎn)歸納 1 從波動(dòng)圖象可以獲取的信息 如圖12 2 2所示 圖12 2 2 1 直接讀取振幅A和波長(zhǎng) 以及該時(shí)刻各質(zhì)點(diǎn)的位移 2 確定某時(shí)刻各質(zhì)點(diǎn)加速度的方向 并能比較其大小 3 結(jié)合波的傳播方向可確定各質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向或由各質(zhì) 點(diǎn)的振動(dòng)方向確定波的傳播方向 典例剖析例1 多選 2016年湖北龍泉中學(xué) 宜昌一中聯(lián)考 一列簡(jiǎn)諧橫波沿x軸正方向傳播 t 0時(shí)刻的波形如圖12 2 3中實(shí)線所示 t 0 1s時(shí)刻的波形如圖中虛線所示 波源不在坐標(biāo)原點(diǎn)O P是傳播介質(zhì)中離坐標(biāo)原點(diǎn)xP 2 5m處的一個(gè)質(zhì)點(diǎn) 則 以下說(shuō)法正確的是 圖12 2 3 A 質(zhì)點(diǎn)P的振幅為0 1mB 波的頻率可能為7 5Hz C 波的傳播速度可能為50m s D 在t 0 1s時(shí)刻與P相距5m處的質(zhì)點(diǎn)一定沿x軸正方 向運(yùn)動(dòng) E 在t 0 1s時(shí)刻與P相距5m處的質(zhì)點(diǎn)可能是向上振動(dòng) 也可能是向下振動(dòng) 思維點(diǎn)撥 解答本類題目 要熟悉波的傳播規(guī)律 注意波 的傳播方向和傳播距離或所用的時(shí)間 答案 ACE備考策略 1 熟悉波的傳播規(guī)律 2 由波形圖求出波長(zhǎng) 根據(jù)波的傳播方向求出周期及波速大小通式 3 要抓住波的周期性 確定周期與時(shí)間 或者傳播距離與波長(zhǎng) 的關(guān)系 考點(diǎn)練透 1 多選 2016年云南師范大學(xué)附屬中學(xué)月考 如圖12 2 4所示 一列沿x軸負(fù)方向傳播的簡(jiǎn)諧橫波 實(shí)線為t 0時(shí)刻的 波形圖 虛線為t 0 6s時(shí)的波形圖 波的周期T 0 6s 則 圖12 2 4 A波的周期為2 4sB 波速為10m s C 在t 0 9s時(shí) P點(diǎn)沿y軸正方向運(yùn)動(dòng) D 從t 0 6s起的0 4s內(nèi) P點(diǎn)經(jīng)過(guò)的路程為0 4mE 在t 0 5s時(shí) Q點(diǎn)到達(dá)波峰位置 答案 BDE 考點(diǎn)2波的干涉 衍射 多普勒效應(yīng) 重點(diǎn)歸納 波的干涉現(xiàn)象中加強(qiáng)點(diǎn) 減弱點(diǎn)的兩種判斷方法 1 公式法 某質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)是加強(qiáng)還是減弱 取決于該點(diǎn)到兩相干波源 的距離之差 r 當(dāng)兩波源振動(dòng)步調(diào)一致時(shí) 若 r n n 0 1 2 則振動(dòng)加強(qiáng) 當(dāng)兩波源振動(dòng)步調(diào)相反時(shí) 若 r n n 0 1 2 則振動(dòng)減弱 2 圖象法 在某時(shí)刻波的干涉的波形圖上 波峰與波峰 或波谷與波谷 的交點(diǎn) 一定是加強(qiáng)點(diǎn) 而波峰與波谷的交點(diǎn)一定是減弱點(diǎn) 各加強(qiáng)點(diǎn)或減弱點(diǎn)各自連接而成以兩波源為中心向外輻射的連線 形成加強(qiáng)線和減弱線 兩種線互相間隔 加強(qiáng)點(diǎn)與減弱點(diǎn)之間各質(zhì)點(diǎn)的振幅介于加強(qiáng)點(diǎn)與減弱點(diǎn)的振幅之間 典例剖析例2 多選 2014年大綱卷 兩列振動(dòng)方向相同 振幅分別為 A1和A2的相干簡(jiǎn)諧橫波相遇 下列說(shuō)法正確的是 A 波峰與波谷相遇處質(zhì)點(diǎn)的振幅為 A1 A2 B 波峰與波峰相遇處質(zhì)點(diǎn)離開平衡位置的位移始終為A1 A2C 波峰與波谷相遇處質(zhì)點(diǎn)的位移總是小于波峰與波峰相遇處質(zhì)點(diǎn)的位移D 波峰與波峰相遇處質(zhì)點(diǎn)的振幅一定大于波峰與波谷相遇處質(zhì)點(diǎn)的振幅 解析 空間某一質(zhì)點(diǎn)的位移等于兩列波同時(shí)在該點(diǎn)引起位移的矢量和 對(duì)于相干波源在某一點(diǎn)是加強(qiáng)點(diǎn) 說(shuō)明兩列波在該點(diǎn)振動(dòng)方向始終一致 但該質(zhì)點(diǎn)的位移不是始終不變的 選項(xiàng)B錯(cuò)誤 波峰和波谷相遇處的點(diǎn)是減弱點(diǎn) 兩列波在該點(diǎn)振動(dòng)方向始終相反 但其合位移不一定總小于加強(qiáng)點(diǎn)的位移 選項(xiàng)C錯(cuò)誤 加強(qiáng)點(diǎn)處的質(zhì)點(diǎn)的振幅為A1 A2 減弱點(diǎn)處的質(zhì)點(diǎn)的振幅為 A1 A2 選項(xiàng)A D正確 答案 AD 考點(diǎn)練透 2 2013年山東卷 如圖12 2 5所示 在某一均勻介質(zhì)中 A B是振動(dòng)情況完全相同的兩個(gè)波源 其簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)表達(dá)式均為x 0 1sin 20 t m 介質(zhì)中P點(diǎn)與A B兩波源間的距離分別為4m和5m 兩波源形成的簡(jiǎn)諧橫波分別沿AP BP方向傳播 波速都是10m s 圖12 2 5 1 求簡(jiǎn)諧橫波的波長(zhǎng) 2 P點(diǎn)的振動(dòng) 填 加強(qiáng) 或 減弱 易錯(cuò)點(diǎn)波的傳播方向與質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)方向的互判 1 互判方法 2 求解波動(dòng)圖象與振動(dòng)圖象綜合類問題可采用 一分 一 看 二找 的方法 1 分清振動(dòng)圖象與波動(dòng)圖象 看清橫坐標(biāo) 2 看清橫 縱坐標(biāo)的單位 尤其要注意單位前的數(shù)量級(jí) 3 找準(zhǔn)波動(dòng)圖象對(duì)應(yīng)的時(shí)刻 4 找準(zhǔn)振動(dòng)圖象對(duì)應(yīng)的質(zhì)點(diǎn) 例3 多選 2014年新課標(biāo)卷 如圖12 2 6甲所示為一列簡(jiǎn)諧橫波在t 2s時(shí)的波形圖 圖乙為介質(zhì)中平衡位置在x 1 5m處的質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)圖象 P是平衡位置為x 2m的質(zhì)點(diǎn) 下列說(shuō)法正確的是 圖12 2 6 A 波速為0 5m sB 波的傳播方向向右C 0 2s時(shí)間內(nèi) P運(yùn)動(dòng)的路程為8cmD 0 2s時(shí)間內(nèi) P向y軸正方向運(yùn)動(dòng)E 當(dāng)t 7s時(shí) P恰好回到平衡位置 答案 ACE 備考策略 解答本類題目 要正確理解振動(dòng)和波的傳播之間的關(guān)系 理解波動(dòng)圖象和振動(dòng)圖象的含義 能從圖象中獲取周期 波長(zhǎng)等信息 從而判斷質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)方向和判斷傳播方向 觸類旁通 多選 2014年新課標(biāo)卷 如圖12 2 7甲所示為一列簡(jiǎn)諧橫波在t 0 10s時(shí)刻的波形圖 P是平衡位置在x 1 0m處的質(zhì)點(diǎn) Q是平衡位置在x 4 0m處的質(zhì)點(diǎn) 圖乙為質(zhì)點(diǎn)Q的振 動(dòng)圖象 下列說(shuō)法正確的是 圖12 2 7 A 在t 0 10s時(shí) 質(zhì)點(diǎn)Q向y軸正方向運(yùn)動(dòng) B 在t 0 25s時(shí) 質(zhì)點(diǎn)P的加速度方向與y軸正方向相 同 C 從t 0 10s到t 0 25s 該波沿x軸負(fù)方向傳播了6mD 從t 0 10s到t 0 25s 質(zhì)點(diǎn)P通過(guò)的路程為30cmE 質(zhì)點(diǎn)Q簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的表達(dá)式為y 0 10sin10 t 國(guó)際單位 制