《2016高考物理一轮复习 第2课时 机械波课件（选修34）》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2016高考物理一轮复习 第2课时 机械波课件（选修34）（56页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第2课时 机械波,知识点一、机械波 横波和纵波 1机械波的形成条件 (1)有发生机械振动的波源。 (2)有传播介质，如空气、水等。,2传播特点 (1)机械波传播的只是振动的 和 ，质点只在各自的平衡位置附近做简谐运动，并不随波 。 (2)介质中各质点的振幅相同，振动周期和频率都与 振动周期和频率相同。 (3)一个周期内，质点完成一次全振动，通过的路程为 ，位移为 。,形式,能量,迁移,波源的,4A,零,3机械波的分类 (1)横波：质点的振动方向与波的传播方向相互 的波，有 (凸部)和 (凹部)。 (2)纵波：质点的振动方向与波的传播方向在 上的波，有 和 。,波峰,波谷,垂直,同一直线,密部,
2、疏部,知识点二、横波的图象 波速、波长和频率的关系 1横波的图象 (1)坐标轴：横轴表示各质点的 ，纵轴表示该时刻各质点的 。 (2)意义：表示在波的传播方向上，某时刻各质点离开 的位移。 (3)图象：,平衡位置,位移,平衡位置,相同,介质,振动频率,f,知识点三、波的干涉和衍射 多普勒效应 1波的干涉和衍射,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 发生变化。 (3)实质：声源频率 ，观察者接收到的频率 。,相对运动,频率,不变,变化,思维深化 判断正误，正确的画“”，错误的画“”。 (1)在机械波传播过程中，介质中的质点随波的传播而迁移。 ( ) (2)周
3、期或频率，只取决于波源，而与v、无直接关系。 ( ) (3)波速v取决于介质的性质，它与T、无直接关系。只要介质不变，v就不变；如果介质变了，v也一定变。 ( ) 答案 (1) (2) (3),题 组 自 测 题组一 波的传播特点 1(多选)关于波的形成和传播，下列说法正确的是 ( ) A质点的振动方向与波的传播方向平行时，形成的波是 纵波 B质点的振动方向与波的传播方向垂直时，形成的波是 横波 C波在传播过程中，介质中的质点随波一起迁移 D波可以传递振动形式和能量 答案 ABD,2(多选)一振动周期为T、振幅为A、位于x0点的波源从平衡位置沿y轴正向开始做简谐振动。该波源产生的一维简谐横波沿
4、x轴正向传播，波速为v，传播过程中无能量损失。一段时间后，该振动传播至某质点P，关于质点P振动的说法正确的是 ( ) A周期一定为T B速度的最大值一定为v C开始振动的方向沿y轴向上或向下取决于它离波源的距离 D若P点与波源距离svT，则质点P的位移与波源的相同,解析 波在传播过程中周期不变，故A正确；质点的振动速度与波传播的速度是两个概念，故B错误：介质中所有质点开始振动的方向都与波源的起振方向相同，故C错误；若P点与波源距离svT，则质点P与波源之间的距离为一个波长，故质点P与波源的位移总是相同的，D正确。 答案 AD,题组二 波的图象 3(多选)沿x轴正向传播的一列简谐横波在t0时刻的
5、波形如图1所示，P为介质中的一个质点，该波的传播速度为2.5 m/s，则t0.8 s时 ( ) A质点P相对平衡位置的位移为正值 B质点P的速度方向与相对平衡位置的位移方向相同 C质点P的速度方向与加速度的方向相同 D质点P的加速度方向与相对平衡位置的位移方向相反,图1,4如图2所示为某一介质中的甲、乙两个质点振动的位移随时间变化的图象，在t5 s时，两质点的振动方向_(选填“相同”或“相反”)。由于两质点的振动，在介质中形成了两列机械波，两列波的波长之比甲乙_。,图2,解析 在t5 s时，两质点的振动方向相同。由某一介质中的甲、乙两个质点振动的位移随时间变化的图象可知，两列波的周期之比为12
6、832，两列波的波长之比甲乙32。 答案 相同 32,题组三 波的干涉、衍射、多普勒效应 5.在同一地点有两个静止的声源，发出的声波1和声波2在同一空间的空气中沿同一方向传播，如图3所示为某时刻这两列波的图象，则下列说法中正确的是 ( ),图3,A声波1的速度比声波2的速度大 B相对于同一障碍物，声波2比声波1更容易发生衍射现象 C这两列波在传播过程中，不会产生稳定的干涉图样 D在这两列波传播的方向上运动的观察者，听到的这两列波的频率均与从声源发出时的频率相同,解析 这两列波在同一介质中传播具有相同的传播速度，故A错误；由题图可知，声波1的波长比声波2的波长长，相对于同一障碍物，声波1比声波2
7、更易发生衍射现象，故B错误；由于这两列波的频率不同，所以相遇时不会产生稳定的干涉图样，故C正确；根据多普勒效应可知，D错误。 答案 C,6下列物理现象： 在春天里一次闪电过后，有时雷声轰鸣不绝； “闻其声而不见其人”； 学生围绕振动的音叉转一圈会听到忽强忽弱的声音； 当正在鸣笛的火车向着我们疾驶而来时，我们听到汽笛声的音调变高。 分别属于波的 ( ) A反射、衍射、干涉、多普勒效应 B折射、衍射、多普勒效应、干涉 C反射、折射、干涉、多普勒效应 D衍射、折射、干涉、多普勒效应,解析 在春天里一次闪电过后，有时雷声轰鸣不绝，属于声波的反射；“闻其声而不见其人”属于声波的衍射；学生围绕振动的音叉转
8、一圈会听到忽强忽弱的声音属于声波的干涉；当正在鸣笛的火车向着我们疾驶而来时，我们听到汽笛声的音调变高属于多普勒效应。正确选项是A。 答案 A,考点一 波动图象与波速公式的应用 1波动图象的信息(如图4所示) (1)直接读取振幅A和波长，以及该时刻各质点的位移。 (2)确定某时刻各质点加速度的方向，并能比较其大小。 (3)结合波的传播方向可确定各质点的振动方向或由各质点的振动方向确定波的传播方向。,图4,【例1】 一列沿x轴正方向传播的简谐机械横波，波速为4 m/s。某时刻波形如图5所示，下列说法正确的是 ( ) A这列波的振幅为4 cm B这列波的周期为1 s C此时x4 m处质点沿y轴负方向
9、运动 D此时x4 m处质点的加速度为0,图5,波的传播方向与质点振动方向的互判方法,【变式训练】 1(2014天津卷，5)平衡位置处于坐标原点的波源S在y轴上振动，产生频率为50 Hz的简谐横波向x轴正、负两个方向传播，波速均为100 m/s。平衡位置在x轴上的P、Q两个质点随波源振动着， P、Q的x轴坐标分别为xP3.5 m、xQ3 m。当S位移为负且向y方向运动时，P、Q两质点的 ( ) A位移方向相同、速度方向相反 B位移方向相同、速度方向相同 C位移方向相反、速度方向相反 D位移方向相反、速度方向相同,考点二 振动图象和波的图象的关联分析 求解波动图象与振动图象综合类问题可采用“一分、
10、一看、二找”的方法 (1)分清振动图象与波动图象。此问题最简单，只要看清横坐标即可，横坐标为x则为波动图象，横坐标为t则为振动图象。 (2)看清横、纵坐标的单位。尤其要注意单位前的数量级。 (3)找准波动图象对应的时刻。 (4)找准振动图象对应的质点。,【例2】 (多选)如图6(a)为一列简谐横波在t2 s时的波形图，图(b)为媒质中平衡位置在 x1.5 m处的质点的振动图象，P是平衡位置为x2 m的质点。下列说法正确的是_。(填正确答案标号),图6,A波速为0.5 m/s B波的传播方向向右 C02 s时间内，P运动的路程为8 cm D02 s时间内，P向y轴正方向运动,答案 AC,图象问题
11、的易错点： (1)不理解振动图象与波的图象的区别。 (2)误将振动图象看做波的图象或将波的图象看做振动图象。 (3)不知道波传播过程中任意质点的起振方向与波源的起振方向相同。 (4)不会区分波的传播位移和质点的振动位移。 (5)误认为质点随波迁移。,【变式训练】 2(多选)图7(a)为一列简谐横波在t0.10 s时刻的波形图，P是平衡位置在x1.0 m处的质点，Q是平衡位置在x4.0 m处的质点；图(b)为质点Q的振动图象。下列说法正确的是_。(填正确答案标号),图7,A在t0.10 s时，质点Q向y轴正方向运动 B在t0.25 s时，质点P的加速度方向与y轴正方向相同 C从t0.10 s到t
12、0.25 s，该波沿x轴负方向传播了6 m D从t0.10 s到t0.25 s，质点P通过的路程为30 cm,答案 BC,考点三 波的多解问题 造成波动问题多解的主要因素有 1周期性 (1)时间周期性：时间间隔t与周期T的关系不明确。 (2)空间周期性：波传播距离x与波长的关系不明确。 2双向性 (1)传播方向双向性：波的传播方向不确定。 (2)振动方向双向性：质点振动方向不确定。,3波形的隐含性形成多解 在波动问题中，往往只给出完整波形的一部分，或给出几个特殊点，而其余信息均处于隐含状态。这样，波形就有多种情况，形成波动问题的多解性。,【例3】 (2014四川卷，5)如图8所示，甲为t1 s
13、时某横波的波形图象，乙为该波传播方向上某一质点的振动图象，距该质点x0.5 m处质点的振动图象可能是 ( ),图8,解析 法一：若波沿x方向传播，则t0 时的波形图如图(a)虚线所示，则质 点P的振动图象为题中乙图所示。距 P点0.5 m的质点的位移y0，且向 下运动，或y0，且向上运动；若波沿x方向传播，则t0时的波形图如图(a)虚线所示，则质点Q的振动图象为题中乙图所示。距Q点0.5 m的质点的位移y0，且向上运动，或y0，且向下运动。所以选项A正确。,图(a),图(b) 图(c),答案 A,【变式训练】 3(多选)(2014长春三模)一列简谐横波沿x轴正方向传播，t时刻波形图如图9中的实
14、线所示，此时波刚好传到P点，t0.6 s时刻的波形如图中的虚线所示，a、b、c、P、Q是介质中的质点，则下列说法正确的是 ( ),图9,A这列波的波速可能为50 m/s B质点a在这段时间内通过的路程一定小于30 cm C质点c在这段时间内通过的路程可能为60 cm D若周期T0.8 s，则在t0.5 s时刻，质点b、P的位移相同,答案 ACD,2.多普勒效应的成因分析 (1)接收频率：观察者接收到的频率等于观察者在单位时间内接收到的完全波的个数。 (2)当波源与观察者相互靠近时，观察者接收到的频率变大，当波源与观察者相互远离时，观察者接收到的频率变小。,【例4】 (多选)(2014全国大纲卷
15、，18)两列振动方向相同、振幅分别为A1和A2的相干简谐横波相遇。下列说法正确的是 ( ) A波峰与波谷相遇处质点的振幅为|A1A2| B波峰与波峰相遇处质点离开平衡位置的位移始终为A1A2 C波峰与波谷相遇处质点的位移总是小于波峰与波峰相遇处质点的位移 D波峰与波峰相遇处质点的振幅一定大于波峰与波谷相遇处质点的振幅,解析 波峰与波谷相遇时，振幅相消，故实际振幅为|A1A2|，故选项A正确；波峰与波峰相遇处，质点的振幅最大，合振幅为A1A2，但此处质点仍处于振动状态中，其位移随时间按正弦规律变化，故选项B错误；振动减弱点和加强点的位移随时间按正弦规律变化，选项C错误；波峰与波峰相遇时振动加强，波峰与波谷相遇时振动减弱，加强点的振幅大于减弱点的振幅，故选项D正确。 答案 AD,【变式训练】 4(多选)(2014盐城二模)如图10所示，一小型渔港的防波堤两端MN相距约60 m，在防波堤后A、B两处有两只小船进港躲避风浪。某次海啸引起的波浪沿垂直于防波堤的方向向防波堤传播，则下列说法中正确的是 ( ),图10,A假设波浪的波长约为10 m，则A、B两处小船基本上不受波浪影响 B假设波浪的波长约为10 m，则A、B两处小船明显受到波浪影响 C假设波浪的波长约为50
