《2019版高考物理一轮复习选考部分第一章波1.2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选考部分第一章波1.2机械波课件（83页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第2讲 机 械 波,【知识导图】,波源,介质,振动形式,随波迁移,相同,垂直,在同一直线上,平衡位置,位移,平衡位置,相同,加强,减弱,波长,不变,发生变化,增大,减小,等于,【微点拨】 1.求解波动图象与振动图象的“一分、一看、二找”方法: (1)分清振动图象与波动图象。此步骤最简单,只要看横坐标即可,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。,2.波动图象问题的“五点”易错: (1)不理解振动图象与波的图象的区别。 (2)误将振动图象看作波的图象或将波的图象看作振动
2、图象。 (3)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。,(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。,(1)在机械波的传播中,各质点会随波迁移。 纠错:_ _。 (2)在水平方向传播的波为横波。 纠错:_。,随波迁移的是振动形式和能量,各质点本身并不,随波迁移,只有振动方向与波的传播方向垂直的波叫横波,【慧眼纠错】,(3)机械波的传播速度与振源的振动速度相等。 纠错:_。 (4)通过波的图象可以找出任一质点在任意时刻的位 移。 纠错:_ _。,机械波的传播速度与振源的振动速度无关,波的图象描述的是某一时刻各质点离开平衡位,置的位移,并不能找出其他时刻
3、的位移,(5)两列波在介质中叠加,一定产生稳定干涉现象。 纠错:_。 (6)只有当障碍物的尺寸比波长小或与波长差不多时, 才会产生衍射现象。 纠错:_。,只有两波的频率相等,才会产生稳定干涉现象,会产生明显的衍射现象,(7)机械波在介质中传播的速度是由振源决定的。 纠错:_ _。,机械波的传播速度由介质本身决定,与振源无,关,考点1 波的形成与传播 【典题探究】 【典例1】(多选)(2017全国卷)如图,一列简谐横波沿x轴正方向传播,实线为t=0时的波形图,虚线为t=0.5 s时的波形图。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( ) 导学号04450294,A.波长
4、为2 m B.波速为6 m/s C.频率为1.5 Hz D.t=1 s时,x=1 m处的质点处于波峰 E.t=2 s时,x=2 m处的质点经过平衡位置,【题眼直击】 (1)波沿x轴正方向传播则波传播时间t= _,传播距离x= _。 (2)周期大于0.5 s则tT,故传播时间t=_,传播距离x=_。,【解析】选B、C、E。由波形图可知,波长为4 m,故A错 误;横波沿x轴正方向传播,实线为t=0时的波形图,虚线 为t=0.5 s时的波形图,又该简谐波的周期大于0.5 s, 波传播的距离x= , T=0.5 s,故周期T= s,频率 为1.5 Hz,波速v=f=6 m/s,故B、C正确;t=1 s
5、= T, t=0时,x=1 m处的质点处于波峰位置,t=1 s时,该质点 处于波谷,故D错误;t=2 s=3T,是周期整数倍,t=0时x=,2 m处的质点在平衡位置,t=2 s时,该质点同样经过平衡位置,故E正确。,【通关秘籍】 1.波的传播过程中的特点: (1)振源经过一个周期T完成一次全振动,波恰好向前传 播一个波长的距离,所以有v= =f。 (2)质点振动nT(波传播n)时,波形不变。,(3)在波的传播方向上,当两质点平衡位置间的距离为 n(n=1,2,3)时,它们的振动步调总相同;当两质点 平衡位置间的距离为(2n+1) (n=0,1,2,3)时,它们 的振动步调总相反。 (4)波源质
6、点的起振方向决定了它后面的质点的起振方 向,各质点的起振方向与波源的起振方向相同。,2.波的传播方向与质点振动方向的互判方法:,【考点冲关】 1.(2017天津高考)手持较长软绳端点O以周期T在竖 直方向上做简谐运动,带动绳上的其他质点振动形成简 谐波沿绳水平传播,示意如图。绳上有另一质点P,且 O、P的平衡位置间距为L。t=0时,O位于最高点,P的位 移恰好为零,速度方向竖直向上,下列判断正确的是( ),A.该简谐波是纵波 B.该简谐波的最大波长为2L C.t= 时,P在平衡位置上方 D.t= 时,P的速度方向竖直向上,【解析】选C。绳波中质点的振动方向与波的传播方向 垂直,属于横波,纵波的
7、传播方向和质点的振动方向在 同一条直线上,故A错误;根据波形图和波的传播方向可 知,位移恰好为零且速度方向竖直向上的质点与O点距 离应为L=(n+ ),其中n=0、1、2,波长=,可知当n=0时有波长的最大值,为m=4L,故B错误;0内P由平衡位置振动到波峰, 内P由波峰回 到平衡位置,可知t= 时P在平衡位置上方向上振 动,t= 时P在平衡位置上方向下振动,故C正确,D错误。,2.(多选)(2016全国卷)由波源S形成的简谐横波在均匀介质中向左、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
8、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,【解析】选B、D、E。由题意知T=0.05 s,v=16 m/s,故 波长=vT=0.8 m,找P点关于S的对称点P1,由对称性可 知P1和P的振动情况完全一致,P1Q两点相距x= ,为半波长的整数倍,所以P1、Q两点的振动 方向始终相反,P、Q两点的振动方向也始终相反,A错
9、误,B正确;P点距离S点x= ,当S恰好通过平,衡位置向上运动时,P在波峰,同理Q点距离S点x1=,当S恰好通过平衡位置向下运动时,Q在波 峰,C错误,D、E正确。,【加固训练】 (多选)(2016天津高考)在均匀介质中坐标原点O处有 一波源做简谐运动,其表达式为y=5sin( t),它在介 质中形成的简谐横波沿x轴正方向传播,某时刻波刚好 传播到x=12 m处,波形图象如图所示,则 ( ),A.此后再经6 s该波传播到x=24 m处 B.M点在此后第3 s末的振动方向沿y轴正方向 C.波源开始振动时的运动方向沿y轴负方向 D.此后M点第一次到达y=-3 m处所需时间是2 s,【解析】选A、B
10、。波的周期T= =4 s,波长=8 m, 波速v= =2 m/s,则再经过6 s,波传播的距离为 x=vt=12 m,故该波传到x=24 m处,选项A正确;M点在此 时振动方向向下,则第3秒末,即经过了0.75T,该点的振 动方向沿y轴正向,选项B正确;因波传到x=12 m处时,质 点向y轴正向振动,故波源开始振动时的运动方向沿y轴,正方向,选项C错误;题图中M点振动方向沿y轴负方向,M点第一次到达y=-3 m位置所需要的时间小于半个周期,即小于2 s,选项D错误。,考点2 振动图象和波动图象的综合应用 【典题探究】 【典例2】(多选)(2018南昌模拟)图甲为一列简谐横波在t=0时刻的波形图
11、,P是平衡位置在x=1 m处的质点,Q是平衡位置在x=4 m处的质点,图乙为质点Q的振动图象,则下列说法正确的是 ( ) 导学号04450295,A.这列波的波长是8 m,周期是0.20 s,振幅是10 cm B.在t=0时刻,质点Q向y轴正方向运动 C.从t=0到t=0.25 s,该波沿x轴负方向传播了6 m D.从t=0到t=0.25 s,质点P通过的路程为0 cm E.质点Q简谐运动的表达式为y=0.1sin 10t(m),【解析】选A、B、E。由题图甲可知,这列波的波长是 8 m,由题图乙可知,周期为0.20 s,振幅为10 cm,A正 确。由题图乙可知,在t=0时刻,质点Q向y轴正方
12、向运 动,B正确。从t=0到t=0.25 s,该波沿x轴正方向传播了个波长,即传播了10 m,C错误。从t=0到t=0.25 s, 质点P通过的路程大于5个振幅,即大于50 cm,D错误。 质点Q简谐运动的表达式为y=0.1sin 10t(m),E正确。,【通关秘籍】 振动图象和波动图象的比较:,【考点冲关】 1.(多选)(2018邢台模拟)图甲为一列简谐横波在t=0.10 s 时刻的波形图,P是平衡位置为x=1 m处的质点,Q是平衡位置为x=4 m处的质点,图乙为质点Q的振动图象,则下列说法正确的是 ( ),A.该波的周期是0.10 s B.该波的传播速度是40 m/s C.该波沿x轴的负方
13、向传播 D.t=0.10 s时,质点Q的速度方向向下 E.从t=0.10 s到t=0.25 s,质点P通过的路程为30 cm,【解析】选B、C、D。由图乙知波的周期T=0.20 s,故A 错误;由图甲知=8 m,则波速v= =40 m/s,B正确;在 t=0.10 s时,由图乙知质点Q正向下运动,根据波平移法 知波沿x轴负方向传播,故C、D正确;从t=0.10 s到 t=0.25 s,t=0.15 s= T,但由于t=0.10 s时刻质点 P不在平衡位置或最大位移处,所以质点P通过的路程不 是3A=30 cm,E错误。,2.(多选)(2014全国卷)图甲为一列简谐横波在t= 2 s时的波形图,
14、图乙为媒质中平衡位置在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. 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t=7 s时,P恰好回到平衡位置,【解析】选A、C、E。本题考查了机械振动与机械波。 v= m/s=0.5 m/s,A正确;x=1.5 m处的质点t=2 s 时正在向下振动,根据“上坡下”可判断机械波向左传 播,B错误;02 s 是半个周期,P点由波峰运动到波 谷,C正确、D错误;7 s是此时刻再经过5 s,即1 T,这 时P点刚好回到平衡位
15、置,E正确。,考点3 波的多解问题 【典题探究】 【典例3】(多选)(2016四川高考)简谐横波在均匀介质中沿直线传播,P、Q是传播方向上相距10 m的两质点,波先传到P,当波传到Q开始计时,P、Q两质点的振动图象如图所示。则 ( ) 导学号04450296,A.质点Q开始振动的方向沿y轴正方向 B.该波从P传到Q的时间可能为7 s C.该波的传播速度可能为2 m/s D.该波的波长可能为6 m,【解题探究】 (1)t=0时刻,Q点振动方向如何? 提示:t=0时刻,Q点向上振动,P点先振动,P点刚开始振动时和Q点起振的振动方向一致。,(2)P点图象向右平移4 s可以得到Q点图象,能否认为波传播10 m历时4 s? 提示:不可以直接这样认为,波传播具有周期性,传播 10 m可能历时4 s+nT,因此本题是多解情况。,
