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1、7.5波的特有现象声波（2课时）【考点提示】重点：1.波的叠加原理和波的干涉与衍射；2.声波以及多普勒效应难点：1.对干涉图样的理解；2.对干涉条件和衍射条件的理解3.对多普勒效应的理解【知识要点】一、波的叠加原理：1. 几列波相遇时能够保持各自的状态而不互相干扰。2. 两列波重叠的区域里任何一点的总位移，都等于两列波分别引起位移白。二、波的干涉1. 产生稳定干涉的条件：。2. 现象：两波相遇时，某些区域的振动总是加强，某些区域的振动总是减弱，且加强和减弱区域总是相互。处，振动3. 对两个振动情况完全相同的波源产生的干涉，凡到两波源的路程差为加强；凡到两波源的路程差为处，振动减弱。对两个振动情
2、况完全相反的波源呢？三、波的衍射1. 的现象叫衍射。产生明显的衍射现象的条件2. 一切波都能发生干涉和衍射现象，波的干涉和衍射现象都是波白 现象。四、声波1. 一切发声的物体都是声源，声源的振动在介质中的传播形 。2. 声波是纵波。声波在不同介质中传播的速度不同，常温下空气中声波速度约为340m/s，且 随温度升高而略有增大。3. 能引起听觉反应的声波的频率范围。（波长范围约0.01717m）五、多普勒效应1. 由于波源和观察者之间有相对运动，使观察者感到频率变化的现象叫做多普勒效应。2. 当波源与观察者有相对运动时，如果两者互相接近，观察者接收到的频率;如果两者互相远离，观察者接收到的频率。
3、3. 多普勒效应是波动过程共有的特征，不仅机械波，电磁波和光波也会发生多普勒效应。4. 多普勒效应的应用：（1）根据汽笛声判断火车的运动方向和快慢。（2） “红移”现象 【典型例题】【例1】当两列频率相同的波发生干涉时，若某一时刻两列波的波峰在某一点P相遇，下列 说法错误的是（）A. 质点P的振动始终加强，P点的振幅始终最大，、，B. 质点P的振动始终加强，P点的位移始终最大，c. p点有时在波谷，有时在平衡位置、乂 二L 二”D.质点P振动的频率等于波的频率、*【例2】两列振幅和波长都相同而传播方向相反的波（如甲图 一 一 _ % 十 所示），在相遇的某一时刻（如乙图所示），两列波消失，此时
4、介质中的X、y两质点的运动方向是（）甲舌A. x向上，j向下B. x向下，j向上C. x、j都向上D. x、j都静止【例3】一波源在绳子的左端发生波P.另一波源在同一根绳子右 端发生波Q，波速为lm/s.在r=0时绳上的波形如图中的a所示， 根据波的叠加原理，以下判断正确的是（）A. 当t=2s时.波形图如b图.t=4s时.波形图如c图；B. 当t=2s时，波形图如b图，t=4s时，波形图如d图；C. 当t=2s时，波形图如c图，t=4s时，波形图如b图；D. 当t=2s时，波形图如c图，t=4s时，波形图如d图；【例4】如图所示，两列简谐波均沿x轴传播， 传播速度的大小相等，其中一列沿+x方
5、向传播（图中实线所示），一列沿一x方向传播（图中 虚线所示）。这两列波的频率相同，质点振动方 向均沿j轴，则图中x=1、2、3、4、5、6、7、 8各点中振幅最大的点是x=的点。 振幅最小的点是x=的点。【例5】如图所示，两列同频率的相干水波在t=0时刻的叠加情况， 图中实线表示波峰，虚线表示波谷。已知两列波的振幅均为2 cm， 波速为2 m/s，波长为0.4 m，E点是BD和AC连线的交点，下列说 法正确的是（）A. A、C两点是振动减弱点B. E是振动加强点C. B、D两点在该时刻的竖直高度差为4 cmD. t=0.05 s时，E点离平衡位置的位移大小为2 cm 【例6】如图所示，水面上有
6、a、 b、c三只小船，S1、S2是两个步调一致的相干波源，相距 9m，它们激起的水波的波长为2m，三只船与两波源的距离标在图中，则下面的判断中正确8m - 一,：S b4m . 2aj7m6m 5m.1 5m c的是（）A. b、c两船振动加强，a船振动减弱B. a船振动加强，b、c两船振动减弱C. 若某时刻b船在波峰，则c船在波谷D. 若两相干波的振幅相同，则a船处于静止状态 【例7】如图在直线PQ的中垂线OM上有A、B分别距O点6m和1m两个声源，同时不断 向外发出波长都是2m的完全相同的声波，在直线PQ上从一8到+8的范围内听不到声音的 小区域共有 个。【例8】如图所示，在同一均匀媒质中
7、有S1、S2两个波源，这个波源 的频率、振动方向均相同，且振动的步调完全一致，S1、S2之间相距 两个波长，。点为S、S2连线中点，今以D点为圆心，以R=DS1为半 径画圆，问在该圆周上（S、S两波源除外）共有几个加强点？【例9】如图所示为演示波的衍射现象的装置，S为水面上振动的波源，M、N是水面上的两 块挡板，其中N板可以移动，两板中有一狭缝，此时测得_图中A处水没有振动，为了使A处的水也能发生振动，下 列措施可行的是（）-A. 使波源的振动频率增大I - - I IIB. 使波源的振动频率减小.C. 移动N板使狭缝的间距增大D. 移动N板使狭缝的间距减小【例10】如果声源、听者和障碍物都在
8、同一直线上，声源位于听者和障碍物之间，离听者12m， 离障碍物34m，已知声音在空气中的传播速度340m/s，听者是否能把原来的声音和回声区分 开来？（人耳能分外间隔大小0.1s的两个声音）【例11】如图所用音叉的频率为850 Hz，空气中声速为340 m/s，若管内气柱产生共鸣，则 管内气柱的长度可能为（）A. 0.2 m B. 0.3 m C. 0.4 m D. 0.5 m【例12】以速度u=20m/s运动的火车，鸣笛声频率为275Hz,已知常温下空气中的声速v = 340m/s。(1)当火车驶来时，站在铁道旁的观察者听到的笛声频率是多少？ 2)当火车驶去 时，站在铁道旁的观察者听到的笛声频率是多少？vs【例13】如图所示，声源S和观察者A都沿轴正方向运动，相对于地面的速率分别为vs 和UA.空气中声音传播的速率为vp，设vs vp，vA vp，空气相对于地面没有流动.(1)若 声源相继发出两个声信号.时间间隔为，请根据发出的这两个声信号从声源传播到观察者 的过程.确定观察者接收到这两个声信号的时间间隔 t/. (2)请利用(1)的结果，推导此情形 下观察者接收到的声波频率与声源发出的声波频率间的关系式.VA
