高考物理第一轮总复习 机械波课件

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1、 温故自查查1机械波的产生(1)定义义：机械振动动在 中的传传播过过程，叫做机械波(2)产产生条件： 和 (3)产产生过过程：沿波的传传播方向上各质质点的振动动都受它前一个质质点的带动带动 而做 振动动，对简谐对简谐 波而言各质质点振动动的 和 都相同，各质质点只在自己的附近振动动介质波源介质振幅 周期平衡位置受迫2波的分类(1)横波：质质点的振动动方向与 垂直，突起部分叫波峰， 部分叫波谷(2)纵纵波：质质点的振动动方向与波的传传播方向在 上，质质点分布密的叫，质质点分布疏的叫 传播方向凹陷 一条直线密部疏部3描述机械波的物理量(1)波长长：两个相邻邻的、在振动过动过 程中对对平衡位置的位移

2、 的质质点间间的距离叫波长长在横波中，两个相邻邻的(或波谷)间间的距离等于波长长在纵纵波中，两个相邻邻的(或疏部)间间的距离等于波长长在一个周期内机械波传传播的距离等于总是相等 波峰波长密部(2)频频率f：波的频频率由 决定，在传传播过过程中，只要波源的振动频动频 率一定，则则无论论在什么介质质中传传播，波的频频率都(3)波速v：单单位时间时间 内振动动向外传传播的距离，即v.波速与波长长和频频率的关系： ，波速的大小由决定 波源不变vf介质考点精析 1机械波的特点(1)介质质依存性：机械波离不开介质质，真空中不能传传播机械波(2)能量信息性：机械波传传播的是振动动的形式，因此机械波可以传递传

3、递 能量、传递传递 信息(3)传传播不移性：在波的传传播方向上，各质质点只在各自的平衡位置附近振动动，并不随波定向迁移(4)时时空重复性：机械波传传播时时，介质质中的质质点不断地重复着振源的振动动形式，虽虽然距波源由近及远远振动动依次落后，但振动动快慢完全一致，具有时间时间 上的重复性周期；而介质质中的不同位置处处的一些特定质质点具有完全相同“步调调”的振动动形式，这这些相邻邻的特定质质点形成波的空间间上的重复性波长长(5)周期、频频率同源性：介质质(包括在不同介质质)中各质质点的振动动周期和频频率都等于振源的振动动周期和频频率，而且在传传播过过程中保持稳稳定(6)起振同向性：各质质点开始振动

4、动的方向与振源开始振动动的方向相同2对波长、波速及频率概念的理解(1)对对波长长的理解在波的传传播方向上，两个相邻邻的振动动步调总调总 相同的质质点间间的距离质质点振动动一个周期，波传传播的距离在横波中，两个相邻邻的波峰或波谷之间间的距离在纵纵波中，两个相邻邻的密部或疏部之间间的距离在简谐简谐 横波波形图线图线 中，一个完整的正弦曲线线在横轴轴所截取的距离波长长反映了机械波在传传播过过程中的空间间周期性(2)对对波速的理解机械波在均匀介质质中匀速传传播，波速就是指波在介质质中的传传播速度同一类类机械波在同一种均匀介质质中的传传播速度是一个定值值，波速的大小完全由介质质来决定，和波的频频率无关注

5、意区别别：波的传传播速度与波源的振动动速度是两个不同的概念纵纵波和横波的传传播速度是不同的(3)对频对频 率的理解在波的传传播方向上，介质质各质质点都做受迫振动动，其振动动是由振源的振动动引起的，故各质质点的振动频动频 率都等于振源的振动频动频 率当波从一种介质进质进 入另一种介质时质时 ，波的频频率不变变.温故自查查1图图象：在平面直角坐标标系中，用横坐标标表示介质质中各质质点的；用纵纵坐标标表示某一时时刻，各质质点偏离平衡位置的，连连接各位移矢量的末端，得出的曲线线即为为波的图图象，简谐简谐 波的图图象是(或余弦)曲线线2物理意义义：某一时时刻介质质中 相对对平衡位置的位移平衡位置 位移

6、正弦各质点考点精析振动图象与波动图象的比较振动图动图 象波动图动图 象研究对对象一振动质动质 点沿波传传播方 向所有质质点研究内容一质质点位移随 时间变时间变 化规规律某时时刻所有质质点的空间间分 布规规律 图图象振动图动图 象波动图动图 象物理意义义表示一质质点在 各时时刻的位移表示某时时刻 各质质点的位移图图象变变化随时间时间 推移图图象延 续续，但已有形态态不变变随时间时间 推移，图图 象沿传传播方向 平移一完整曲线线占横坐标标 距离表示一个周期表示一个波长长形状正弦函数或余弦函数的图图象温故自查查1波的干涉(1)产产生稳稳定干涉的条件：频频率相同的两列同性质质的波相遇(2)现现象：两列

7、波相遇时时，某些区域振动总动总 是，某些区域振动总动总 是 ，且加强区和减弱区互相间间隔(3)对对两个完全相同的波源产产生的干涉来说说，凡到两波源的路程差为为一个波长长 时时，振动动加强；凡到两波源的路程差为为半个波长长的 时时，振动动减弱加强减弱整数倍奇数倍2波的衍射(1)产产生明显显衍射现现象的条件：障碍物或孔(缝缝)的尺寸跟波长长，或者比波长长(2)现现象：波绕过绕过 障碍物继续传继续传 播差不多更小考点精析 1波的叠加遵循什么规律？两列波在空间间相遇与分离时时都保持其原来的特性(如f、A、振动动方向)沿原来方向传传播，而不相干扰扰，在两列波重叠的区域里，任何一个质质点同时时参与两个振动

8、动，其振动动位移等于这这两列波分别别引起的位移的矢量和2关于加强点、减弱点的位移与振幅的理解(1)加强处处和减弱处处都是两列波引起的位移的矢量和，质质点的位移都随时间变时间变 化，各质质点仍围绕围绕 平衡位置振动动，与振源振动动周期相同(2)加强处处振幅大，等于两列波的振幅之和，即AA1A2，质质点的振动动能量大，并且始终终最大，减弱处处振幅小，等于两列波的振幅之差，即A|A1A2|，质质点振动动能量小，并且始终终最小，若A1A2，则则减弱处处不振动动(3)加强点的位移变变化范围围：|A1A2|A1A2|，减弱点位移变变化范围围：|A1A2|A1A2|.温故自查查1声波(1)空气中的声波是 (

9、2)能够够引起人耳感觉觉的声波频频率范围围是： .(3)能够够把回声与原声区分开来的最小时间间时间间 隔为为 .纵波 2020000Hz 0.1s2次声波和超声波(1)次声波：频频率低于 的声波地震、台风风、核爆炸，火箭发发射、海啸啸等过过程均产产生次声波(2)超声波：概念：频频率高于20000Hz的声波特点： ，穿透能力强应应用：水中测测位，金属，用于诊诊断，临临床治疗疗等20Hz方向性好探伤考点精析 1声波的反射(1)入射波与反射波的方向关系入射角：入射波与平面法线线的夹夹角反射角：反射波与平面法线线的夹夹角在波的反射中，反射角等于入射角；反射波的波长长、频频率和波速都跟入射波的相同(2)

10、特例：夏日轰鸣轰鸣 不绝绝的雷声；在空房子里说话说话 听到声音更响2声波能发发生干涉、衍射等现现象，声音的共振现现象称为为声音的共鸣鸣命题规律 根据波的形成及传播特点判断某一时刻的波形或某质点的振动情况 考例1 (2008全国卷)一列简谐简谐 横波沿x轴传轴传 播，周期为为T.t0时时刻的波形如图图所示此时时平衡位置位于x3m处处的质质点正在向上运动动，若a、b两质质点平衡位置的坐标标分别为别为 xa2.5m，xb5.5m，则则( )A当a质质点处处在波峰时时，b质质点恰在波谷BtT/4时时，a质质点正在向y轴负轴负 方向运动动Ct3T/4时时，b质质点正在向y轴负轴负 方向运动动D在某一时时

11、刻，a、b两质质点的位移和速度可能相同解析 a、b两质点平衡位置之间的距离为xxbxa3m ，所以当a质点处在波峰时，b质点恰在平衡位置，A错；由图象可知波沿x轴负方向传播，将波形图沿x轴负方向分别平移个波长 和 个波长，可知B错、C正确；只有运动到平衡位置时的距离为波长整数倍的两质点位移和速度才分别相同，故D错答案 C一列简谐简谐 横波沿x轴轴正方向传传播，在t0时时刻的波形图图如图图所示，已知这这列波在P点连续连续 两次出现现波峰的时时间间间间 隔为为0.4s，则质则质 点Q从图图示时时刻起要再经过经过 多长时长时间间，才能第一次到达波峰处处？解析 由图知4m，由P点的振动情况可知，振动周

12、期T0.4s.根据v ，得波速v m/s10m/s，波从x5m传到x9m的时间：t 0.4s 故再经过0.4s后，Q点才开始振动，开始振动时速度方向向下，所以再经过 T0.3s才第一次到达波峰，这样共经过0.7s，Q质点才第一次到达波峰答案 0.7s命题规律 根据所给波形，利用波的周期性和双向性确定波长、周期、波速和传播方向 考例2 如图图所示，一根张紧张紧 的水平弹弹性长绳长绳 上的a、b两点，相距14.0m，b点在a点的右方当一列简谐简谐 横波沿此绳绳向右传传播时时，若a点的位移达到正极大时时，b点的位移恰为为零，且向下运动动，经过经过 1.00s后，a点的位移为为零，且向下运动动，而b点

13、的位移恰好达到负负极大，则这则这列简谐简谐 横波的波速可能等于()A14.0m/s B10.0m/sC6.00m/s D4.67m/s解析 当a点位移正极大，b点在平衡位置向下运动时，则沿水平绳a、b两点间波形至少会有四分之三波长，设n为正整数，则有 n14.0m，n0,1,2当经过1.00s，a点在平衡位置向下运动，b点在负的最大位移处，则这段时间至少含有四分之一周期，设m为正整数，则有 mT1.00s，m0,1,2可见波速的确定由n、m共同决定，分析时可先令n0，再讨论m的所有取值；然后令n1，再讨论m的 所有取值；如此下去例如令n0，波速 当m0时，波速 m/s，即4.67m/s；当m1

14、时，波速为23.3m/s，超出选项范围，不再讨论再令n1，当m1时，波速为10.00m/s等答案 BD总结评述 波在传传播过过程中，空间间的周期性体现现在波形的重复性，可以从波长长着手来描述时间时间 的周期性体现现在振动动的重复性，可以从周期着手来描述，解答时时要善于抓住实质实质 ，熟悉描述周期性的方法，提高分析和解决问题问题 的能力如图图所示，一列简谐简谐 横波沿x轴轴正方向传传播，ts时时刻波形图图如图图中的实线实线 所示，此时时波刚刚好传传到P点，(t0.6)s时时刻的波形如图图中的虚线线所示，a、b、c、P、Q是介质质中的质质点，则则以下说说法中正确的是( )A这这列波的波速可能为为1

15、50m/sB质质点a在这这段时间时间 内通过过的路程一定小于30cmC质质点c在这这段时间时间 内通过过的路程可能为为60cmD如果T0.8s，则则当(t0.5)s时时刻，质质点b、P的位移相同解析 这列波的波长为40m，波沿x轴的正方向传播，经过0.6s波形如图中虚线的位置，则0.6s， 当n2时，波速为150m/s，A正确；若周期大于0.6s，质点a在这段时间内通过的路程一定大于30m，B错误；若质点c在这段时间内通过的路程为60cm，则时间经过 根据移波法是可能的，C正确；如果T0.8s，(t0.5)s时刻，波动时间为 ，根据移波法可知，质点b、P的位移相同，只不过b正向上运动，P正向下运动，D正确答案 ACD命题规律 (1)根据振动图象，判断波的传播方向(2)根据振动图象，判断波动图象中某质点的振动情况(3)根据波的传播情况，判断某质点的振动情况考例3 (2009全国卷)一列简谐简谐 横波在某一时时刻的波形图图如图图甲所示，图图中P、Q两质质点的横坐标标分别为别为x1.5