高考物理一轮总复习机械运动光学第2讲机械波及其图象课件.ppt

第2讲机械波及其图象,【考纲解读】1.知道机械波的特点和分类；2.掌握波速、波长和频率的关系，会分析波的图象；3.理解波的干涉、衍射现象和多普勒效应，掌握波的干涉和衍射的条件,一、机械波1形成条件：有发生机械振动的_；有传播_，如空气、水等2传播特点：传播振动形式、传递_、传递信息；质点不随波迁移3分类：横波，振动方向与传播方向_；纵波，振动方向与传播方向在同一直线上,考点O讲堂梳理自查,波源,介质,能量,垂直,相同,波源,介质,三、机械波的图象1图象：在平面直角坐标系中，用横坐标表示介质中各质点的_，用纵坐标表示某一时刻各质点偏离平衡位置的_，连接各位移矢量的末端，得出的曲线即为波的图象，简谐波的图象是正弦(或余弦)曲线2物理意义：某一时刻介质中各质点相对_的位移四、波的衍射和干涉1波的衍射定义：波可以绕过障碍物继续传播的现象2发生明显衍射的条件：只有缝、孔的宽度或障碍物的尺寸跟波长_，或者_时，才会发生明显的衍射现象,平衡位置,位移,平衡位置,相差不多,小于波长,3波的叠加原理：几列波相遇时能保持各自的运动状态，继续传播，在它们重叠的区域里，介质的质点同时参与这几列波引起的振动，质点的位移等于这几列波单独传播时引起的位移的矢量和4波的干涉(1)定义：频率相同的两列波叠加时，某些区域的振动_、某些区域的振动_，这种现象叫波的干涉(2)条件：两列波的频率相同5干涉和衍射是波特有的现象，波同时还可以发生反射、折射五、多普勒效应由于波源与观察者互相_或者互相_时，接收到的波的_与波源频率不相等的现象,加强,减弱,靠近,远离,频率,1对振动和波的关系的考查(多选)关于振动和波的关系，下列说法中正确的是()A振动是波的成因，波是振动的传播B振动是单个质点呈现的运动现象，波是许多质点联合起来呈现的运动现象C波的传播速度就是质点振动的速度D波源停止振动时，波立即停止传播【答案】AB,【答案】AB,3对振动图象和波动图象的考查(多选)关于振动图象和波的图象，下列说法中正确的是()A振动图象研究的是一个质点在振动过程中位移随时间的变化，而波的图象研究的是某一时刻在波的传播方向上各个质点在空间的分布B振动图象的形状不随时间变化，而波的图象的形状随时间而变化C简谐运动图象和简谐波的图象其形状都是正弦(或余弦)曲线D振动图象的图线实质是振动质点所经过的路径形状，波的图象其图线实质是某一时刻各个质点的连线形状【答案】ABC,4对波动图象的考查(多选)如图所示为一列横波在某时刻的波形图已知波由右向左传播，下列说法中正确的是()A质点D的运动方向向下，质点B的运动方向向上B质点C比质点B先回到平衡位置C此时质点C的速度、加速度均为零DC与G两质点的运动方向始终相反【答案】ABD,1波的传播方向与质点振动方向的互判方法(1)已知波的传播方向和某时刻的图象判断各质点的振动方向,考点1波的形成与传播,(2)当已知质点振动方向判断波的传播方向时，仍应用上述方法，只不过是上述方法的逆向思维,例1一列简谐横波沿x轴传播，t0时刻的波形如图甲所示，此时质点P正沿y轴负方向运动，其振动图象如图乙所示，则该波的传播方向和波速分别是()A沿x轴负方向，60m/sB沿x轴正方向，60m/sC沿x轴负方向，30m/sD沿x轴正方向，30m/s,思路剖析：由波动图象可读出波长；由振动图象可读出周期；由P点的振动方向可确定波的传播方向【答案】A,练1(2014年天津卷)平衡位置处于坐标原点的波源S在y轴上振动，产生频率为50Hz的简谐横波向x轴正、负两个方向传播，波速均为100m/s.平衡位置在x轴上的P、Q两个质点随波源振动着，P，Q的x轴坐标分别为xP3.5m，xQ3m当S位移为负且向y方向运动时，P，Q两质点的()A位移方向相同、速度方向相反B位移方向相同、速度方向相同C位移方向相反、速度方向相反D位移方向相反、速度方向相同【答案】D,准确、快速地解决图象问题，必须做到以下几点：1首先观察坐标轴，了解图象描述的各物理量之间的关系2看图形特点，结合已学知识，明确图形所描述对象3知道截距、面积、斜率、点、线等的物理意义,考点2振动图象与波动图象的综合应用,A在t0.10s时，质点Q向y轴正方向运动B在t0.25s时，质点P的加速度方向与y轴正方向相同C从t0.10s到t0.25s，该波沿x轴负方向传播了6mD从t0.10s到t0.25s，质点P通过的路程为30cmE质点Q做简谐运动的表达式为y0.10sin10tm思路剖析：(1)波形图要有振动时刻相对应，从图乙上得到在t0.10s的振动方向，从而得到波的传播方向；(2)如何计算质点P通过的路程？【答案】BCE,A波速为0.5m/sB波的传播方向向右C02s时间内，P运动的路程为8cmD02s时间内，P向y轴正方向运动E当t7s时，P恰好回到平衡位置【答案】ACE,“一分、一看、二找”巧解波动与振动图象问题1分清振动图象与波动图象只要看清横坐标即可，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,考点3波的干涉现象中加强点、减弱点的判断,【答案】(1)加强30,练3(多选)两列振动方向相同、振幅分别为A1和A2的相干简谐横波相遇下列说法正确的是()A波峰与波谷相遇处质点的振幅为|A1A2|B波峰与波峰相遇处质点离开平衡位置的位移始终为A1A2C波峰与波谷相遇处质点的位移总是小于波峰与波峰相遇处质点的位移D波峰与波峰相遇处质点的振幅一定大于波峰与波谷相遇处质点的振幅【答案】AD,【解析】空间某一质点的位移等于两列波同时在该点引起位移的矢量和，对于相干波源在某一点是加强点，说明两列波在该点振动方向始终一致，但该质点的位移不是始终不变的，选项B错误；波峰和波谷相遇处的点是减弱点，两列波在该点振动方向始终相反，但其合位移不一定总小于加强点的位移，选项C错误；加强点处的质点的振幅为A1A2，减弱点处的质点的振幅为|A1A2|，选项A、D正确,加强与减弱并不是指位移振动加强点的位移并不是始终处于最大值，振动减弱点的位移并不是始终处于最小值，它们的位移的大小和方向都随时间作周期性变化因此，判断某质点的振动是否加强，要看振幅是否增加，而不是以其某一时刻的位移大小来判断,热点题组一波的形成与传播1(2017年昆明月考)用手握住较长软绳的一端连续上下抖动，形成一列简谐横波某一时刻的波形如图所示，绳上a，b两质点均处于波峰位置下列说法正确的是()Aa、b两点之间的距离为半个波长Ba、b两点振动开始时刻相差半个周期Cb点完成全振动次数比a点多一次Db点完成全振动次数比a点少一次【答案】D,模拟精选组合专练,【解析】ab两点是波上相邻两波峰，其间距为一个波长，波在传播是在一个周期里传播一个波长，所以波的前端从a到b需要一个周期的时间，a质点比b质点提前一个周期起振，所以b比a完成的全振动少一次,At0时质点a的速度比质点b的大Bt0时质点a的加速度比质点b的小C图乙可以表示质点a的振动D图乙可以表示质点b的振动【答案】D【解析】由图甲得t0时刻，a在波峰，速度为零，b在平衡位置，速度最大，故选项A错误；由图甲得t0时刻，质点a的回复力最大，加速度比质点b大，故选项B错误；由振动图象图乙得t0时刻，该质点位于平衡位置，且具有向下的最大速度，可表示质点b的振动，故选项C错误，D正确,3(2017年枣阳月考)如图所示，甲为t1s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x0.5m处质点的振动图象可能是()【答案】A,热点题组三波的多解问题4(多选)(2017年厦门模拟)一列简谐横波