2016高考物理（新课标）一轮全程复习构想 课件选修3-4-1-2

《2016高考物理（新课标）一轮全程复习构想 课件选修3-4-1-2》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2016高考物理（新课标）一轮全程复习构想 课件选修3-4-1-2（50页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。

1、选修 3 4 第一章 机械振动 机械波 第 2讲 机械波 走进教材 Z O 基 / 础 / 梳 / 理 知识回顾 夯实基础 一、机械波的形成和传播 1 机械波的概念 机械波 (1) 定义： 机械振动 在介质中的传播形成机械波 (2) 产生条件： 波源 ； 介质 由此可知有波必有 振动，但有振动未必形成波 机械波的分类 (1) 横波：质点振动方向与波的传播方向 相互垂直 的波叫横波横波有凸部 ( 波峰 ) 和凹部 ( 波谷 ) 抖动绳子一端而在绳子上所形成的波就是 横波 ，水表面的波可以近似看做横波 (2) 纵波：质点振动方向与波的传播方向 在同一直线上的波叫纵波纵波有密部和疏部声波是最常见的

2、纵波 ，地震所产生的波既有横波又有纵波 机械波的特点 (1) 机械波传播的是振动形式和 能量 质点只在各自的平衡位置附近振动，并不随波定向迁移 (2) 介质中各质点的振动周期和频率都与波源的振动周期和频率 相同 ，而且各质点开始振动的方向与振源开始振动的方向 相 同 ，即各质点的振动方式与振源的振动方式完全一致即各质点的起振方向相同 (3) 离波源近的质点带动离波源远的质点依次振动 . 2 特点 (1) 介质依存性：机械波离不开介质，真空中不能传播机械波 (2) 能量信息性：机械波传播的是振动的形式，因此机械波可以传递能量和信息 (3) 传播不移性：在波的传播方向上，各质点只在各自的平衡位置附

3、近振动，并不随波定向迁移 (4) 时空重复性：时间上的重复性 周期；空间上的重复性 波长 (5) 周期、频率同源性：介质 ( 包括不同介质 ) 中各质点的振动周期和频率都等于振源的振动周期和频率，而且在传播过程中保持稳定 (6) 起振同向性：各质点开始振动的方向与振源开始振动的方向相同 3 描述的物理量 (1) 波长：在波动中，振动情况总是相同的两个相邻质点间的距离 对于横波，相邻的两个波峰或相邻的两个波谷之间的距离等于一个波长对于纵波，相邻的两个密部或相邻的两个疏部之间的距离等于一个波长 振动在一个周期里传播的距离等于一个 在简谐横波的波形图线中，一个完整的正 ( 余 ) 弦曲线在横轴上所截

4、取的距离等于一个波长 波长 (2) 波速：波的传播速度机械波的传播速度只与 关，在同一种均匀介质中，波速是一个定值，与波源无关 (3) 频率：波的频率始终等于波源的振动频率 (4) 波长、波速和频率的关系 波速的几种求法： a v b. v T f . v f 不仅适用于机械波，亦适用于电磁波 机械波由一种介质进入另一种介质时，由于 f 不会改变，而v 将改变，故 亦改变 介质 有 二、波的干涉、衍射和多普勒效应 1 波的衍射 (1) 定义：波绕过障碍物进行传播的现象 (2) 发生明显衍射现象的条件 ：障碍物或孔的尺寸比波长小，或者跟波长相差不多 2 波的干涉 (1) 产生条件：波源的频率相同

5、，相位差恒定 (2) 现象：在叠加区域内，两列波的振动加强区与振动减弱区相间、稳定地排列 (3) 从波的叠加原理理解加强点、减弱点的位移和振幅 加强处和减弱处都是两列波引起的位移的矢量和，质点的位移都随时间变化，各质点仍在平衡位置附近振动，与振源振动周期相同 加强处振幅大，等于两列波的振幅之和，即 A 点的振动能量大，并且始终最大；减弱处振幅小，等于两列波的振幅之差，即 A | 质点的振 动能量小，并且始终最小，若 减弱处不振动 加强点的位移变化范围： | | 减弱点的位移变化范围： | | 3 干涉和衍射是波的两种特有的现象 4 波的干涉与波的衍射的比较 内容 衍射 和 干涉 定义 现象 可

6、观察到明显 现象的条件 波的衍射 波可以绕过障碍物继续传播的现象 波能偏离直线而传到直线传播以外的空间 缝、孔的宽度或障碍物的尺寸跟波长相差不多或者小于波长 内容 衍射 和 干涉 定义 现象 可观察到明显 现象的条件 波的干涉 频率相同的两列波叠加，使某些区域的振幅 加大 、某些区域的振幅 减小 的现象 振动强弱相间的区域，某些区域总是加强，某些区域总是减弱 两列波的频率相同、步调相同 5. 多普勒效应 解题方法 F A 归 / 纳 / 建 / 模 细研深究 重难突破 比较项目 振动图象 波的图象 研究对象 一个质点 沿波传播方向 所有的质点研究内容 某质点在空间随时间的变化规律 某时刻连续质

7、 点在空间分布的规律 图象 一 振动图象和波的图象的比较 比较项目 振动图象 波的图象 物理意义 描述一个振动质点的位移随时间变化的规律，能直观表示一个振动质点在 一段时间内的运动情况 描述介质中大量质点在某一时刻的位移随质点平衡位置的变化情况，能直观表示一列波在某时刻的波形 两相邻峰 值间的距离 一个周期 T 一个波长 比较项目 振动图象 波的图象 图象随时间的变化 图象将沿着横坐标轴的方向延伸，但原有的图象不发生变化 图象将沿波的传播方向平移 比较项目 振动图象 波的图象 图象显示 的主要物 理量 振幅 A ； 周期 T ； 由下一时刻的位移变化情况判断质点的运动方向； 由图象的切线斜率可

8、知速度的大小及方向的变化情况； 由位移的变化情况可知加速度的大小及方向的变化情况 . 振幅 A ； 波长 ； 可根据波的传播方向确定各质点的运动方向，也可根据某质点的运动方向确定波的传播方向； 由位移情况可确定介质中各质点在某一时刻加速度的大小及方向情况 比较项目 振动图象 波的图象 横坐标 表示时间 表示各质点的平衡位置 联系 (1) 纵坐标均表示质点的位移 (2) 纵坐标的最大值都表示振幅 (3) 波在传播过程中，各质点都在各自的平衡位置附近振动，每一个质点都有自己的振动图象 . 特别提醒 (1) 波的图象表示波中各质点在某时刻的位移，振动图象表示某质点的位移随时间变化的规律 (2) 区分

9、波的图象和振动图象，关键是看横轴表示的是位移 t ，如果是位移 x 则为波的图象，如果是时间 t 则为振动图象 例 1 2014 课标全国理综 图 (a) 为一列简谐横波在 t 2 s 时的波形，图 (b) 为介质中平衡位置在 x 1.5 m 处的质点的振动图象， P 是平衡位置 为 x 2 m 的质点，下列说法正确的是 ( ) A 波速为 0.5 m/ s B 波的传播方向向右 C 0 2 s 时间内， P 运动的路程为 8 D 0 2 s 时间内， P 向 y 轴正方向运动 E 当 t 7 s 时， P 恰好回到平衡位置 【解析】 由图象可知，波长 2 m ，周期 T 4 s ，所以波速

10、v T24m/ s 0.5 m/ s ， A 项正确； x 1.5 m 处的质点在 t 2 s 时正经过平衡位置沿 y 轴负方向运动，由波的传播方向与质点振动方向间的关系可知波的传播方向向左， B 项错误；在 0 2 s 时间内，质点 P 沿 y 轴负方向运动波峰位置到了波谷位置，路程为 8 C 项正确， D 项错误； t 7 s 134T ，质点 P 从 t 0 时刻的波峰位置运动到了平衡位置， E 项正确 【答案】 小试身手 1 2014 四川理综 如图所示，甲为 t 1 s 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 x 0.5 m 处质点的振动图象可能是 ( )

11、 解析 若该波向右传播，图乙应为 x 1.5 m 到 x 2 m 之间一点的振动图象该点左侧 0.5 m 处的质点在 t 1 s 时，位移沿 y 轴负向，且速度沿 y 轴正向，选项 A 正确；该点右侧 0.5 m 处的质点在 t 1 s 时，位移沿 y 轴正向，而速度沿 y 轴负向，可知选项 C 错误若该波向左传播，图乙应为 x 1 m 到 x 1.5 m 之间某一点的振动图象该点左侧 0.5 m 处的质点在 t 1 s 时，位移沿 y 轴正向，速度沿 点右侧 0.5 m 处的质点在 t 1 s 时，位移沿 y 轴负向，速度沿 y 轴正向，选项 A 正确， B 、 D 错误 答案 A 二 1

12、由 t 时刻的波形图画 t t 时刻的波形图 (1) 平移法：先算出经 t 时间波传播的距离 x v t ，再把波形沿波的传播方向平移 x 即可因为波的图象具有周期性，若已知波长 ，则波形平移 波形不变，当 x x (0 x ) 时，可采取去整 ( 留零 ( x ) 的方法，只需平移 x 即可 简谐波中常见问 题分类 (2) 特殊点法：在波形上找两个特殊点，如平衡位置的点和与它相邻的峰 ( 谷 ) 点，先确定这两点的振动方向，再看经 t t (0 t T ) 时间这两点的位置，由于经 形不变，所以也可采取去整 ( 留零 ( t ) 的方法 ，分别作出这两点经时间 t 后的位置，然后按正弦规律画

13、出新波形 2 质点振动方向与波传播方向的互判 图象 方法 (1) 微平移法：沿波的传播方向将波的图象进行一微小平移，然后由两条波形曲线来判断 例如：波沿 x 轴正方向传播， t 时刻波形曲线如图中实线所示将其沿 v 的方向移动一微小距离 x ，获得如图中虚线所示 的图线可判定： t 时刻质点 A 振动方向向下，质点 B 振动方向向上，质点 C 振动方向向下 图象 方法 (2) “ 上、下坡 ” 法：沿着波的传播方向看，上坡的点向下振动，下坡的点向上振动，即“ 上坡下、下坡上 ” 例如：在图中， A 点向上振动， B 点向下振动，C 点向上振动 (3) 逆向描迹法：逆着波的传播方向用铅笔描波形曲线，笔头向上动，质点的振动方向向上，笔头向下动，质点的振动方向向下 图象 方法 (4) 同侧法：质点的振动方向与波的传播方向在波的图象的同一侧，如图所示 . 3. 波的多解性问题 造成波动问题多解的主要因素有以下几个 (1) 周期性 时间的周期性：时间间隔 t 与周期 T 的关系不明确 空间的周期性：波传播距离 x 与波长 的关系不明确 (2) 双向性 传播方向的双向性：波的传播方向不确定 振动方向的双向性：质点振动方向不确定 如： a 质点到达最大位移处，则有正向最大位移和负向最大位移两种可能 b 质点由平衡位置开始振动，则起振方向有向上、向下 ( 或向左、向右 ) 两种可能