《高考物理人教全国II一轮复习课件选修34基础课时2机械波》由会员分享，可在线阅读，更多相关《高考物理人教全国II一轮复习课件选修34基础课时2机械波（52页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、基础课时2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。,形式,能量,迁移,波源的,(3)一个周期内，质点完成一次全振动，通过的路程为_，位移为_。 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_。 知识点二、横波的图象波速、波长和频率的关
2、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_。,4A,零,垂直,波峰,波谷,同一直线,密部,疏部,平衡位置,位移,(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：,2.波长、波速、频率及其关系 (1)波长 在波动中，振动相位总是_的两个相邻质点间的距离。 (2)波速v： 波在介质中的传播速度，由_本身的性质决定。,位置,平衡,相同,介质,(3)频率f： 由波源决定，等于波源的_。 (4)波长、波速和频率的关系：,知识点三、波的干涉和衍射现象多普勒效应 1.波的干涉和衍射,振动频率,f,相同,干涉图样,尺寸,绕过障碍物,2.多普勒效
3、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,思考判断 (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。() (4)两列波在介质中叠加，一定产生干涉现象。() (5)一切波都能发生衍射现象。() (6)多普勒效应说明波源的频率发生变化。() 答案(1)(2)(3)(4)(5)(6),考点一波的传播、波动图象与波速公式的应
4、用 1.波的传播问题 (1)各质点振动起振的方向与波源起振方向一致。 (2)波的传播速度v在同种均匀介质中是不变的，与质点振动的速度不能混为一谈。,2.波动图象的信息(如图1所示),图1 (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。 3.波速与波长、周期、频率的关系,【例1】2015重庆理综，11(2)图2为一列沿x轴正方向传播的简谐机械横波某时刻的波形图，质点P的振动周期为0.4 s。求该波的波速并判断P点此时的振动方向。,图2,答案2.5 m/s
5、沿y轴正方向,【例2】2015新课标全国卷，34(2)平衡位置位于原点O的波源发出的简谐横波在均匀介质中沿水平x轴传播，P、Q为x轴上的两个点(均位于x轴正向)，P与O的距离为35 cm，此距离介于一倍波长与二倍波长之间。已知波源自t0时由平衡位置开始向上振动，周期T1 s，振幅A5 cm。当波传到P点时，波源恰好处于波峰位置；此后再经过5 s，平衡位置在Q处的质点第一次处于波峰位置。求： ()P、Q间的距离； ()从t0开始到平衡位置在Q处的质点第一次处于波峰位置时，波源在振动过程中通过的路程。,答案()133 cm()125 cm,方法提炼 波的传播方向与质点振动方向的互判方法,【变式训练
6、】 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3所示，下列说法正确的是(),图3 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处的质点沿y轴负方向运动 D.此时x4 m处的质点的加速度为0,答案D,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、一看、二找”的方法,【例3】(2014北京理综，17)一简谐机械横波沿x轴正方向传播，波长为，周期为T。t0时刻的波形如图4甲所示，a、b是波上的两个质点。图乙是波上某一质点的振动图象。下列说法正确的是(),图4 A.t0时质点a的速度比质点b的大 B.t0时质点
7、a的加速度比质点b的小 C.图乙可以表示质点a的振动 D.图乙可以表示质点b的振动,解析图甲为波的图象，图乙为振动图象。t0时刻，a质点在波峰位置，速度为零，加速度最大；b质点在平衡位置，加速度为零，速度最大，故选项A、B错误；在波的图象中根据同侧法由传播方向可以判断出质点的振动方向，所以t0时刻，b点在平衡位置且向下振动，故选项C错误，D正确。 答案D,(2)t0时，a在最大位移处，所以a的振动图象如图。,答案见解析,【变式训练】 2.(2015天津理综，3)图5甲为一列简谐横波在某一时刻的波形图，a、b两质点的横坐标分别为xa2 m和xb6 m，图乙为质点b从该时刻开始计时的振动图象。下列
8、说法正确的是(),图5,A.该波沿x方向传播，波速为1 m/s B.质点a经4 s振动的路程为4 m C.此时刻质点a的速度沿y方向 D.质点a在t2 s时速度为零,答案D,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。,
9、【例4】2015新课标全国卷，34(2)甲、乙两列简谐横波在同一介质中分别沿x轴正向和负向传播，波速均为v25 cm/s。两列波在t0时的波形曲线如图6所示。求：,图6 ()t0时，介质中偏离平衡位置位移为16 cm的所有质点的x坐标； ()从t0开始，介质中最早出现偏离平衡位置位移为16 cm的质点的时间。,整理可得x10(6n15n2)5，其中n1、n2均为整数 波谷之间最小的距离为x5 cm 两列波相向传播，相对速度为2v50 cm/s 所以出现偏离平衡位置位移为16 cm的最短时间,答案()x(50300n) cm(n0，1，2，3，)()0.1 s,【变式训练】 3.(多选)(201
10、6吉林长春三模)一列简谐横波沿x轴正方向传播，t时刻波形图如图7中的实线所示，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7,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 E.若周期T0.8 s，从t0.4 s时刻开始计时，则质点c的振动方程为x0.1sin t(m),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
11、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5】(多选)(2014全国大纲卷，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
12、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.多普勒效应如图8所示，向左匀速运动的小车发出频率为f的声波，车左侧A处的静止的人感受到的声波的频率为f1，车右侧B处的静止的人感受到的声波的频率为f2，则(),图8 A.f1f，f2f B.f1f，f2f C.f1f，f2f D.f1f，f2f 解析本题考查的是对多普勒效应的认识，波源朝向观察者运动时，观测频率大于波源的频率，波
13、源远离观察者运动时，观测频率小于波源的频率，D正确。,D,5.波的干涉、衍射(多选)一列简谐横波，某时刻的波形图如图9甲所示，从该时刻计时，波上质点A的振动图象如图乙所示，则(),图9,A.若此波传播过程中遇到频率为1.25 Hz的同类波，一定会发生干涉，产生稳定的干涉图样 B.若此波传播过程中遇到波长为20 m的同类波，一定会发生干涉，产生稳定的干涉图样 C.若此波传播过程中遇到的障碍物的尺寸为2 000 m，可能发生明显衍射现象 D.该波的传播速度为2.5 m/s,答案AB,1.(2015四川理综，2)平静湖面传播着一列水面波(横波)，在波的传播方向上有相距3 m的甲、乙两小木块随波上下运
14、动，测得两小木块每分钟都上下30次，甲在波谷时，乙在波峰，且两木块之间有一个波峰。这列水面波() A.频率是30 Hz B.波长是3 m C.波速是1 m/s D.周期是0.1 s,C,2.(多选)2014新课标全国卷，34(1)如图10(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(),图10 A.波速为0.5 m/s B.波的传播方向向右 C.02 s时间内，P运动的路程为8 cm D.02 s时间内，P向y轴正方向运动 E.当t7 s时，P恰好回到平衡位置,答案ACE,3.(多选)(20
15、16天津六校三模)一水平长绳上系着一个弹簧和小球组成的振动系统，小球振动的固有频率为2 Hz，现在长绳两端分别有一振源P、Q同时开始以相同振幅A上下振动了一段时间，某时刻两个振源在长绳上形成的波形如图11所示，两列波先后间隔一段时间经过弹簧振子所在位置，观察到小球先后出现了两次振动，小球第一次振动时起振方向向上，且振动并不显著，而小球第二次发生了共振现象，则(),图11,A.由P振源产生的波先到达弹簧处 B.两列波可能形成干涉 C.由Q振源产生的波的波速较接近4 m/s D.绳上会出现振动位移大小为2A的点,答案ACD,4.(多选)2014新课标全国卷，34(1)图12(a)为一列简谐横波在t
16、0.10 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(),图12,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t0.25 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 E.质点Q简谐运动的表达式为y0.10 sin 10t(国际单位制),答案BCE,5.(2015江苏单科，12B)(1)(多选)一渔船向鱼群发出超声波，若鱼群正向渔船靠近，则被鱼群反射回来的超声波与发出的超声波相比_。 A.波速变大 B.波速不变 C.频率变高 D.频率不变 (2)用2106 Hz的超声波检查胆结石，该超声波在结石和胆汁中的波速分别为2 250 m
