第三章 机械波【复习课件】-2020-2021学年高二物理单元复习一遍过（新教材人教版选择性必修第一册）

1、2020-20212020-2021学年高二物理单元复习一遍过（新教材人教版必修第一册）学年高二物理单元复习一遍过（新教材人教版必修第一册） 物理教 师：金 上 机械振动机械振动 物体在附近所做的叫机械振动机械振动 机械波的形成：机械波的形成：波源振动带动与它相邻的质点发生振动，并依次带动离波 源更远的质点振动，只是后一质点的振动比前一质点的振动迟一些于是 波源的振动逐渐传播出去 机械波的产生条件：机械波的产生条件： (1)要有； (2)要有传播振动的 机械波可分为横波和纵波两类，如下表所示. 定义标识性物理量实物波形 横波 质点的振动方向与波的传 播方向互相垂直垂直的波 波峰：凸起的最高处

2、波谷：凹下的最低处 纵波 质点的振动方向与波的传 播方向在同一直线同一直线上的波 密部：质点分布密集的位置 疏部：质点分布稀疏的位置 机械振动在介质中传播，形成机械波 机械波传播振动形式的同时，也向外传递能量和信息. 波形成的原因：以绳波为例(如图) (1)可以将绳分成许多小部分，每一小部分看做 (2)在无外来扰动之前，各个质点排列在同一直线上，各个质点所在的位置 称为各自的 (3)由于外来的扰动，会引起绳中的某一质点振动，首先振动的这个质点称 为 (4)由于绳中各质点之间存在着相互作用力，作为波源的质点就周围质 点振动，并依次带动邻近质点振动，于是振动就在绳中由近及远地传播 横波横波 定义：

3、把介质质点的振动方向跟波的传播方向的波叫做横波 (1)在横波中，凸起的最高处叫做，凹下去的最低处叫做，横波是 以波峰和波谷这个形式将机械振动传播出去的，这种波在传播时呈现出凸 凹相间的波形 (2)横波是物体的形状发生了变化而产生弹力作用所致，故纯粹的横波只能 通过固体传播 纵波纵波 定义：把介质质点的振动方向跟波的传播方向在上的波叫做纵 波 (1)在纵波中，质点分布密集的地方叫做，质点分布稀疏的地方叫做 纵波在传播时呈现出疏密相间的波形 (2)在纵波的情况下，物体的各部分经常受到压缩和拉长，也就是说经常在 改变自己的体积在体积改变时，固体内固然要产生弹力，液体和气体也 要产生弹力，所以纵波在这

4、三种状态的介质中都能传播 波传播的特点：波传播的特点： (1)波传播的是，而介质的质点并不随波迁移； (2)波在传递运动形式的同时，也传递和 (多选)关于振动与波的关系，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 形式 C 离波源远的质点振动较慢 D 波源停止振动时，波立即停止传播 关于振动和波的关系，下列说法正确的是() A 如果波源停止振动，已经振动的质点将继续振动，未振动的质点则不 会振动 B 发声体在振动时，一定会产生声波 C 机械波是质点随波迁移，也是振动能量的传递 D 波动的过程是质点的振动形式及能量

5、由近及远的传播过程 (多选)一列横波沿绳子向右传播，某时刻绳子形成如图所示的凹凸形状， 对此时绳上A、B、C、D、E、F六个质点，有() A 它们的振幅相同 B 其中D和F的速度方向相同 C 其中A和C的速度方向相同 D 从此时起，B比C先回到平衡位置 某地区地震波中的横波和纵波传播速率分别约为4 km/s和9 km/s.一种 简易地震仪由竖直弹簧振子P和水平弹簧振子H组成(如图)在一次地震中， 震源在地震仪下方，观察到两振子相差5 s开始振动，则() A P先开始振动，震源距地震仪约36 km B P先开始振动，震源距地震仪约25 km C H先开始振动，震源距地震仪约36 km D H先开

6、始振动，震源距地震仪约25 km (多选)关于机械波的形成，下列说法中正确的是() A 物体做机械振动，一定产生机械波 B 后振动的质点总是跟着先振动的质点振动，只是时间上落后一步 C 参与振动的质点都有相同的频率 D 机械波是质点随波迁移，也是振动能量的传递 下列现象中属于波的是() A 风吹过麦田时形成的滚滚麦浪 B 船驶过平静的湖面，湖面上形成的水浪 C 团体操中演员们此起彼伏形成的人浪 D 在船摇晃时，船上的乘客都一起左右摇晃 波的图像描述的是某一时刻介质中偏离各自平衡位置的， 由波形图还可以知道 波长、频率f和波速v的关系：. 说明： 波速v由决定； 频率f由决定； 一列横波由A介质

7、进入B介质时，f不变，v发生变化，导致波长发 生变化 机械波在同一均匀介质中传播，波的传播距离s与波速v之间的关 系为. 波的传播方向和质点振动方向互相判断的方法有和 波的周期性是指波在上的周期性和上的周期性. 应用应用s svtvt处理波的传播类问题处理波的传播类问题 波速由介质的性质决定，与波的频率、质点的振幅无关，在同一种均 匀介质中波速为一确定值波速是振动形式匀速传播出去的速度，可 以用svt来处理有关波的传播类问题 声波在空气中传播的速度约为340 m/s，人耳只能区分相差0.1 s以上 的两个声音，人要听到自己讲话的回声，离障碍物的距离至少要大于( ) A 34 m B 17 m

8、C 100 m D 170 m 波的图像和振动图像的综合问题波的图像和振动图像的综合问题 若问题中同时出现波的图像，注意以下几方面： (1)波的图像与振动图像外形上很相似，辨别它们时要看图像的横坐标 是时间t还是位移x. (2)简谐波中的所有质点都做简谐运动，它们的振幅、周期均相同 (3)求解两种图像结合问题的技巧是要从一种图像中找到某一质点的振 动信息，再根据该质点的振动信息、题设条件和相应的物理规律推知 另一种图像及相关情况 波的传播方向和质点振动方向的关系波的传播方向和质点振动方向的关系 已知质点的运动方向，判断波的传播方向或与之相反的问题，其判断的 基本规律是横波的形成与传播的特点，常

9、用以下两种方法进行分析： (1)带动法：先振动的质点带动邻近的后振动的质点，在质点a靠近振源 一方附近的图像上另找一点a点若a点在a点上方，则a向上运动，若 a点在a点下方，则a向下运动(如图3所示)反之，可由质点振动方向 判断波的传播方向 (2)微平移法：若假设波沿某方向传播，将图像沿波的传播方向移动一段 距离x(x0.5 s)时的波形能正确反映t37.5 s时波形的是 ( ) A .B C .D 一质点做简谐运动质点的位移随时间变化的规律如图所示，则从图中可 以看出() A 质点做简谐运动的周期为5 s B 质点做简谐运动的振幅为4 cm C t3 s时，质点的速度为零 D t3 s时，质

10、点沿y轴正向运动 (多选)根据图甲、乙所示，分别判断下列说法正确的是() A 甲是振动图象，乙是波动图象 B 甲是波动图象，乙是振动图象 C 甲中A质点向下振动，乙中B时刻质点向下振动 D 甲中A质点向上振动，乙中B时刻质点向下振动 (多选)关于振动图象和波的图象，以下说法正确的是() A 波的图象反映出很多质点在同一时刻的位移 B 通过波的图象可以找出任一质点在任一时刻的位移 C 从振动图象可以找出很多质点在任一时刻的位移 D 两种图象的纵坐标都表示质点离开平衡位置的位移 振幅：振幅：振动物体离开平衡位置的 波峰和波谷：波峰和波谷：在横波中，叫做波峰， 叫做波谷 波的叠加原理波的叠加原理 在

11、几列波传播的重叠区域里，质点要同时参与由几列波引起的， 质点的位移等于各列波单独存在时在该处引起的振动 波的干涉现象波的干涉现象 定义：定义：振动频率相同、步调一致的两列波叠加，使某些区域的振动加 强，某些区域的振动减弱，而且振动加强的区域和振动减弱的区域相 互隔开，始终稳定，这种现象叫做波的干涉 条件：条件：两列波的频率相同、步调一致 波的衍射现象波的衍射现象 定义：定义：波可以绕过障碍物继续传播的现象，叫做波的衍射 波发生明显衍射现象的条件：波发生明显衍射现象的条件：当缝的宽度或障碍物的大小与波长相差 不多或比波长小时，就能发生明显的衍射现象 多普勒效应多普勒效应: :由于波源跟观察者之间

12、有相对运动，使观察者感受到波的 频率发生了变化的现象. 波的叠加波的叠加 波的独立性：波的独立性：大量事实证明，几列波相遇时能保持(频率、 波长、振动方向等)继续传播，互不影响这就是波的独立性 波的叠加原理：波的叠加原理：几列波相遇时在相遇区域内，任一质点的位移是各列 波单独存在时在该点引起的位移的这就是波的叠加原理 波的干涉波的干涉 干涉条件：干涉条件：只要是振动频率相同、步调一致(相差恒定)的两列波叠加 就会产生干涉现象 干涉图样的特征干涉图样的特征 (1)加强区和减弱区的位置固定不变 (2)加强区始终加强，减弱区始终减弱(加强区与减弱区不随时间变 化) (3)加强区与减弱区互相间隔 波的

13、衍射波的衍射 产生明显衍射现象的条件产生明显衍射现象的条件：障碍物或孔的尺寸跟波长相差不多或比波长 小 (1)衍射是波特有的现象，一切波都可以发生衍射 (2)波的衍射总是存在的，只有“明显”与“不明显”的差异，不会出现“不发 生衍射现象”的说法 (3)波传到小孔(障碍物)时，小孔(障碍物)仿佛是一个新波源，由它发出与 原来同频率的波在孔(障碍物)后传播，就偏离了直线方向因此，波的直 线传播只是在衍射不明显时的近似情况 多普勒效应多普勒效应 如果波源或观察者相对于介质运动时，使观察者所接收到的频率与波源的 振动频率不同这一效应称为多普勒效应 (1)波源和观察者无相对运动时，观察者接收到的频率波源

14、的频率； (2)当波源与观察者相互靠近时，观察者接收到的频率波源的频率； (3)当波源与观察者相互远离时，观察者接收到的频率波源的频率 (多选)如图所示，一小型渔港的防波堤两端MN相距约60 m，在防波堤后 A、B两处有两个小船进港躲避风浪某次海啸引起的波浪沿垂直于防波 堤的方向向防波堤传播，下列说法中正确的有() A 假设波浪的波长约为10 m，则A、B两处小船基本上不受波浪影响 B 假设波浪的波长约为10 m，则A、B两处小船明显受到波浪影响 C 假设波浪的波长约为50 m，则A、B两处小船基本上不受波浪影响 D 假设波浪的波长约为50 m，则A、B两处小船明显受到波浪影响 (多选)如图所

15、示是观察水面波衍射的实验装置AC和BD是两块挡板， AB是一个孔，O是波源图中已画出波源所在区域波的传播情况，每两 条相邻波纹(图中曲线)之间的距离表示一个波长，则关于波经过孔之后的 传播情况，下列描述中正确的是() A 此时能观察到波的明显的衍射现象 B 挡板前后波纹间距离相等 C 如果将孔AB扩大，有可能观察不到明显的衍射现象 D 如果孔的大小不变，使波源频率增大，能观察到更明显的衍射现象 如图所示，圆形实线是波源O在水槽里产生的水波的波峰，下列说法正确 的是 () A 水波只要进入CAE和DBF区域就叫波的衍射 B 水波只要进入CAA和DBB区域就叫波的衍射 C 水波必须充满CAE和DB

16、F区域才叫波的衍射 D 水波必须充满CAA和DBB区域才叫波的衍射 甲、乙两列完全相同的横波，分别从波源A、B两点沿直线Ox相向传播， t0时的图象如图所示，若两列波的波速均为1 m/s，则() A t0.2 s时，CD间E、F、G三点的位移最大 B t0.2 s时，CD间只有F点的位移最大 C t0.3 s时，CD间E、G两点的位移最大 D t0.3 s时，CD间只有F点的位移最大 如图所示，S1、S2是两个步调完全相同的相干波源，其中实线表示波峰， 虚线表示波谷若两列波的振幅均保持5 cm不变，关于图中所标的a、b、 c、d四点，下列说法中正确的是() A d点始终保持静止不动 B 图示时

17、刻c点的位移为零 C b点振动始终加强，c点振动始终减弱 D 图示时刻，b、c两点的竖直高度差为10 cmEa点振动介于加强点 和减弱点之间 (多选)由两个完全相同的波源S1与S2发出的两列波在某时刻的情况如图 所示，其中实线表示波峰，虚线表示波谷下列说法正确的是() A 处于波谷与波谷相遇处质点振动一定最强 B 处于波峰与波峰相遇处的质点振动一定最强 C 振动最强的质点的位移始终最大 D 振动最弱的质点除了该时刻处于波峰与波谷的交点外，没有其他质点 利用发波水槽得到的水面波形如图甲、乙所示，则() A 图甲、乙均显示了波的干涉现象 B 图甲、乙均显示了波的衍射现象 C 图甲显示了波的干涉现象，图乙显示了波的衍射现象 D 图甲显示了波的衍射现象，图乙显示了波的干涉现象 如图，S1、S2是振幅均为A的两个水波波源，某时刻它们形成的波峰和 波谷分别由实线和虚线表示则() A 两列波在相遇区域发生干涉 B a处质点振动始终减弱，b、c处质点振动始终加强 C 此时a、b、c处各质点的位移是：xa0，xb2A，xc2A D a、b、c处各质点随着水波飘向远处 (多选)一频率为600 Hz的声源以20 rad/s的角速度沿一半径为0