《2019版高考物理一轮复习专题十四机械振动与机械波第2讲机械波课件》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2019版高考物理一轮复习专题十四机械振动与机械波第2讲机械波课件（43页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第2讲 机械波,有波源,有介质,考点 1,机械波,机械振动,受迫,垂直,平行,考点 2,机械波的描述,相同,波源,f,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.频率 f：与_的振动频率相等.3.波速 v：波在介质中的传播速度.4.波速与波长和频率的关系：v_.,考点 3,波的图象,平衡位置,位移,1.坐标轴的意义：横坐标表示在波的传播方向上各质点的_，纵坐标表示某一时刻各质点偏离平衡位置的,_.,平衡位置,2.图象的物理意义：某一时刻介质中各质点相对_的位移.,考点 4,波的特性,1.波的干涉,位移的矢,(1)波的叠加：几列波相遇时能够保持各自的运动特征继续传播，质点的位移
2、等于这几列波单独传播时引起的_.,(2)波的干涉,增大,减小,定义：频率相同的两列波叠加时，某些区域的振幅_，某些区域的振幅_的现象.产生稳定干涉的条件：两列波的_必须相等，,两个波源的相位差必须保持不变.,频率,量和,2.波的衍射,相差不多,更小,(1)定义：波绕过障碍物继续传播的现象.(2)产生明显衍射现象的条件：障碍物的尺寸或孔(缝)的宽度跟波长_，或者比波长_.,3.多普勒效应,相对运动,(1)定义：由于波源和观察者之间有_，使观察者接,收到的波的频率发生变化的现象.,相对运动,(2)产生条件：波源和观察者之间有_.(3)规律：当波源与观察者相互靠近时，观察者接收到的频率_；当波源与观
3、察者相互远离时，观察者接收到的频,率_.,升高,降低,【基础自测】1.(多选，2016 年新课标卷)某同学漂浮在海面上，虽然 水面波正平稳地以 1.8 m/s 的速率向着海滩传播，但他并不向海 滩靠近.该同学发现从第 1 个波峰到第 10 个波峰通过身下的时,间间隔为 15 s.则下列说法正确的是(,),A.水面波是一种机械波B.该水面波的频率为 6 HzC.该水面波的波长为 3 mD.水面波没有将该同学推向岸边，是因为波传播时能量不 会传递出去E.水面波没有将该同学推向岸边，是因为波传播时振动的 质点并不随波迁移答案：ACE,2.(多选，2016 年新课标卷)由波源 S 形成的简谐横波在 均
4、匀介质中向左、右传播. 波源振动的频率为 20 Hz ，波速为 16 m/s.已知介质中 P、Q 两质点位于波源 S 的两侧，且 P、Q 和 S 的平衡位置在一条直线上，P、Q 的平衡位置到 S 的平衡位置 之间的距离分别为 15.8 m、14.6 m.P、Q 开始振动后，下列判断,正确的是(,),A.P、Q 两质点运动的方向始终相同B.P、Q 两质点运动的方向始终相反C.当 S 恰好通过平衡位置时，P、Q 两点也正好通过平衡 位置D.当 S 恰好通过平衡位置向上运动时，P 在波峰E.当 S 恰好通过平衡位置向下运动时，Q 在波峰答案：BDE,过 周期处于平衡位置,3.(多选，2017 年广东
5、广州高三检测)如图 14-2-1 所示，A、B 为振幅相同的相干波源，且向外传播过程中振幅衰减不计，,),图中实线表示波峰，虚线表示波谷，则下列叙述正确的是(A.Q 点始终处于波峰位置B.R、S 两点始终处于静止状态C.P、Q 连线上各点振动始终最强D.P 点在图中所示的时刻处于波谷，再E.如果 A、B 两波源频率不同，也能产,图 14-2-1,生类似的稳定的干涉现象答案：BCD,4.(2017 年江苏卷)野生大象群也有自己的“语言”.研究人员录下象群“语言”交流时发出的声音，发现以 2 倍速度快速播放时，能听到比正常播放时更多的声音.播放速度变为原来的2 倍时，播出声波的_(填“周期”或“频
6、率”)也变为原来的 2 倍，声波的传播速度_(填“变大”“变小”或“不变”).解析：频率由波源决定，播放速度变为原来的 2 倍时，播出声波的频率变为原来 2 倍，传播速度由介质决定，所以传播速度不变.,答案：频率,不变,热点 1,机械波的传播规律,热点归纳1.波传到任意一点，该点的起振方向都和波源的起振方向相同.2.介质中每个质点做的都是受迫振动，所以任一质点的振动频率和周期都和波源相同.因此可以断定：波从一种介质进入另一种介质，由于介质的情况不同，它的波长和波速可能改变，但频率和周期都不会改变.,一个波长的距离，所以有v f.,3.振源经过一个周期 T 完成一次全振动，波恰好向前传播,T,4
7、.质点振动 nT(波传播 n)时，波形不变.,5.相隔波长整数倍的两质点，振动状态总相同，相隔半波,长奇数倍的两质点，振动状态总相反.,【典题 1】(多选，2017 年山东日照高三下学期二模)如图 14-2-2 甲所示，沿波的传播方向上有六个质点 a、b、c、d、e、 f，相邻两质点之间的距离均为 2 m，各质点均静止在各自的平 衡位置，t0 时刻振源 a 开始做简谐运动，取竖直向上为振动 位移的正方向，其振动图象如图乙所示，形成的简谐横波以,2 m/s 的速度水平向右传播，则下列说法正确的是(,),甲,乙,图 14-2-2,A. 波传播到质点 c 时，质点 c 开始振动的方向沿 y 轴正,方
8、向,B.04 s 内质点 b 运动的路程为 12 cmC.45 s 内质点 d 的加速度正在逐渐减小D.6 s 时质点 e 第一次回到平衡位置,E.各质点都振动起来后，a 与 c 的振动方向始终相同答案：ABE,【迁移拓展】(2016 年新课标卷)一列简谐横波在介质中沿 x 轴正向传播，波长不小于 10 cm.O 和 A 是介质中平衡位置分别位于 x0 和 x5 cm 处的两个质点.t0 时开始观测，此时,质点 O 的位移为 y4 cm，质点 A 处于波峰位置；t,1 3,s 时，,质点 O 第一次回到平衡位置，t1 s 时，质点 A 第一次回到平衡位置.求：(1)简谐波的周期、波速和波长.(
9、2)质点 O 的位移随时间变化的关系式.,解：(1)设振动周期为 T.由于质点 A 在 0 到 1 s 内由最大位,T4 s,由于质点 O 与 A 的距离 5 cm 小于半个波长，且波沿 x 轴,正向传播，O 在 t,1 3,s 时回到平衡位置，而 A 在 t1 s 时回到,平衡位置，时间相差,2 3,s.两质点平衡位置的距离除以传播时间，,可得波的速度,移处第一次回到平衡位置，经历的是 个周期，由此可知,v7.5 cm/s,利用波长、波速和周期的关系得，简谐波的波长,30 cm.,(2)设质点 O 的位移随时间变化的关系为,将式及题给条件代入上式得,热点 2考向 1,波的图象的理解及应用波的
10、图象的应用,热点归纳1.通过图象能直接得到的信息：(1)直接读取振幅 A 和波长，以及该时刻各质点的位移.(2)确定该时刻各质点加速度的方向，并能比较其大小.,2.波的传播方向与质点振动方向的互判方法：,【典题 2】(多选，2017 年新课标卷)如图 14-2-3 所示，一列简谐横波沿 x 轴正方向传播，实线为 t0 时的波形，虚线为 t0.5 s 时的波形.已知该简谐波的周期大于 0.5 s.关于该简谐,),波，下列说法正确的是(A.波长为 2 mB.波速为 6 m/sC.频率为 1.5 Hz,图 14-2-3,D.t1 s 时，x1 m 处的质点处于波峰E.t2 s 时，x2 m 处的质点
11、经过平衡位置,解析：由波形图可知，波长为 4 m，A 错误；实线为 t0时的波形图，虚线为 t0.5 s 时的波形图，波沿 x 轴正方向传播，又该波的周期大于 0.5 s，则 00.5 s 时间内波传播的距离x,t1 s 时，该质点应该在波谷位置向上振动，D 错误；由 2 s3T，t0 时，x2 m 处的质点在平衡位置，t2 s 时，该质点同样经过平衡位置，E 正确.答案：BCE,方法技巧：(1)巧解图象问题：,求解波的图象与振动图象综合类问题可采用“一分、一看、,二找”的方法.,分清振动图象与波的图象.此问题最简单，只要看清横坐标即可，横坐标为 x 则为波的图象，横坐标为 t 则为振动图象.
12、,看清横、纵坐标的单位.尤其要注意单位前的数量级.找准波的图象对应的时刻.找准振动图象对应的质点.,(2)图象问题的易错点：,不理解振动图象与波的图象的区别.,误将振动图象看做波的图象或将波的图象看做振动图,象.,不知道波传播过程中任意质点的起振方向就是波源的起,振方向.,不会区分波的传播位移和质点的振动位移.误认为质点随波迁移.,考向 2,波的多解问题,热点归纳1.造成波的问题多解的主要因素：(1)周期性时间周期性：时间间隔t 与周期 T 的关系不明确.空间周期性：波传播距离x 与波长的关系不明确.(2)双向性传播方向双向性：波的传播方向不确定.振动方向双向性：质点振动方向不确定.,如：a.
13、质点达到最大位移处，则有正向和负向最大位移两,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.,c.只告诉波速不指明波的传播方向，应考虑沿两个方向传,播的可能，即沿 x 轴正方向或沿 x 轴负方向传播.d.只给出两时刻的波形，则有多次重复出现的可能.(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.,2.解决波的多解问题的思路：,一般采用从特殊到一般的思维方法，即找出一个周期内满足条件的关系t 或x ，若此关系为时间，则 t nT t(n 0,
14、1,2，)；若此关系为距离，则 xnx(n0,1,2，).,【典题 3】(2015 年新课标卷)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 14-2-4 所示.求：,图 14-2-4,(1)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.,(2)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.,解：(1)t0 时，在 x50 cm 处两列波的波峰相遇，该处质点偏离平衡位置的位移为 16 cm，两列波的波峰相遇处的质点偏离平衡位置的位移均为 16 cm.从图线可
15、以看出，甲、乙两列波的波长分别为,150 cm，260 cm,甲、乙两列波波峰的 x 坐标分别为,x150k11，k10，1，2，x250k22，k20，1，2，,由式得，介质中偏离平衡位置位移为 16 cm 的所有质点的 x 坐标为,x(50300n) cm，n0，1，2，.,(2)只有两列波的波谷相遇处的质点的位移为16 cm.t0 时，两波波谷间的 x 坐标之差为,式中，m1 和 m2 均为整数.将式代入式得,x10(6m25m1)5,由于 m1、m2 均为整数，相向传播的波谷间的距离最小为,x05 cm,从 t0 开始，介质中最早出现偏离平衡位置位移为16 cm 的质点的时间为,代入数据解得 t0.1 s.,方法技巧：波的多解问题的一般解题步骤：(1)根据初、末两时刻的波形确定传播距离与波长的关系通式.(2)根据题设条件判断是唯一解还是多解.,考向 3,振动图象和波的图象的综合应用,热点归纳,(续表),【典题 4】(多选，2017 年山东枣庄一模) 如图 14-2-5 甲所示，同一均匀介质中的一条直线上有相距 10 m 的两质点 A、B，C 为 AB 的中点.从 0 时刻起，A、B 同时开始振动，且都只振动了一个周期.图乙为 A 的振动图象，图丙为 B 的振动图象.若 A向右传播的波与 B 向左传播的波在 0.5 s 时相遇，则下列说法正,
