人教版安徽省高三物理一轮 第十一章 第二讲 机械波课件 选修34

1、第二讲机械波12022/7/30 星期六一、机械波1机械波的产生条件及其特点(1)产生条件：_；_(2)特点：机械波传播的只是振动的_和_，质点只在各自的平衡位置附近做简谐运动，并不随波_波源介质形式能量迁移22022/7/30 星期六介质中各质点的振幅相同，振动周期和频率都与_的振动周期和频率相同各质点开始振动(即起振)的方向均_2机械波的分类(1)横波：质点振动方向与波的传播方向_的波，有_ (凸部)和_ (凹部)(2)纵波：质点振动方向与波的传播方向在_的波，有_和_波源相同垂直波峰波谷同一条直线密部疏部32022/7/30 星期六3波长、波速、频率及其关系(1)波长在波的传播方向上，相

2、对平衡位置的_总是相等的两个相邻的质点间的距离，用表示(2)波速波在介质中的传播速度，由_本身的性质决定位移介质42022/7/30 星期六52022/7/30 星期六(3)频率由_决定，等于_的振动频率(4)波长、波速和频率的关系公式关系：v_.适用条件：对机械波、电磁波均适用波源波源f62022/7/30 星期六二、波的图象1坐标轴：取各质点平衡位置的连线作为x轴，表示质点_；取过波源质点的振动方向作为y轴，表示质点_2意义：在波的传播方向上，介质中质点在某一时刻相对各自_的位移3形状：_ 平衡位置位移平衡位置正弦或余弦曲线72022/7/30 星期六三、波的叠加及波特有的现象1波的叠加(

3、1)波的独立传播原理：两列波相遇前，相遇过程中和相遇后，各自的_不发生任何变化(2)叠加原理：在两列波重叠的区域里，任何一个质点都同时参与两列波引起的振动，其振动的位移为两列波单独存在引起的位移的_波形和位移矢量和82022/7/30 星期六2波特有的现象(1)波的干涉产生稳定干涉的条件：频率相同的两列同性质的波相遇现象：两列波相遇时，某些区域振动总是_，某些区域振动总是_，且加强区和减弱区互相间隔加强减弱92022/7/30 星期六(2)波的衍射产生明显衍射现象的条件：障碍物或孔(缝)的尺寸跟波长_，或者比波长_现象：波绕过障碍物继续传播差不多更小102022/7/30 星期六衍射始终存在，

4、只是有的衍射明显，有的衍射不明显112022/7/30 星期六(3)多普勒效应定义：由于波源和观察者有相对运动，使观察者感到_发生变化的现象实质：_的频率没有变化，观察者接收到的频率发生变化波的频率波源122022/7/30 星期六四、声波1声波是纵波2声波的分类(1)可闻声波：频率范围在_的声波(2)超声波：频率高于_Hz的声波，可用于工程质量检测及疾病的诊断(3)次声波：频率低于_Hz的声波3人耳能够把回声与原声区别开来的最小时间间隔为_ s2020 000 Hz20 000200.1132022/7/30 星期六一、对波长的理解1在波的传播方向上，两个相邻的振动步调总相同的质点平衡位置间

5、的距离2质点振动一个周期，波传播的距离3在简谐横波中，两个相邻的波峰(或波谷)之间的距离142022/7/30 星期六4在简谐纵波中，两个相邻的密部或疏部中央之间的距离5在简谐横波波形图线中，一个完整的正弦曲线在横轴所截取的距离6波长反映了机械波在传播过程中的空间周期性152022/7/30 星期六波在传播过程中波长、波速、频率的决定关系频率(f)由振源决定，与介质无关且稳定不变波速(v)由介质决定波长()由介质和振源频率共同决定 162022/7/30 星期六二、振动图象和波的图象的比较 比较项目振动图象波的图象研究对象一个质点沿波传播方向所有的质点研究内容某质点在空间随时间变化的规律某时刻

6、连续质点在空间分布规律172022/7/30 星期六图象正(余)弦曲线正(余)弦曲线物理意义某质点在各时刻的位移某时刻各质点的位移182022/7/30 星期六振动方向(看下时刻的位移)(将波沿传播方向平移)t后波形随时间推移，图象延续，但已有形状不变随时间推移，图象沿波的传播方向平移横坐标表示时间表示各质点的平衡位置192022/7/30 星期六从图象反映的信息(1)振幅和周期(2)各时刻质点的位移和位移的变化，进一步推知加速度的大小及方向的变化(3)由图线的斜率可知速度的大小及方向的变化情况(1)振幅和波长(2)该时刻各质点的位移，进一步确定各质点在该时刻加速度的大小及方向(3)由波的传播

7、方向可确定各质点的振动方向，反之亦然202022/7/30 星期六比喻一个独舞的录像集体舞的剧照联系(1)纵坐标均表示质点的位移(2)纵坐标的最大值表示振幅(3)波在传播过程中，各质点都在各自的平衡位置附近振动，每一个质点都有自己的振动图象212022/7/30 星期六1.下列关于波长的说法中，正确的是()在一个周期内振动在介质中传播的距离等于波长在一个周期内介质的质点所走过的路程等于波长波长等于在波的传播方向上两相邻的对平衡位置的位移始终相同的质点间的距离波长等于横波中峰与峰(或谷与谷)间的距离ABC D222022/7/30 星期六解析：波长等于一个周期波向外传播的距离，等于相邻的两波峰(

8、或波谷)间的距离，也等于两相邻的振动步调完全一致的质点间的距离；波向外传播过程中，质点并不随波迁移由此可知选项C正确答案：C232022/7/30 星期六242022/7/30 星期六答案：DAP点有时在波峰，有时在波谷，振动始终加强BP点始终在波峰CP点的振动不遵守波的叠加原理，P点运动也不始终加强DP点的振动遵守波的叠加原理，但并不始终加强 252022/7/30 星期六262022/7/30 星期六答案：D272022/7/30 星期六4关于次声波和超声波，以下说法中不正确的是()A频率低于20 Hz的声波为次声波，频率高于20 000 Hz的声波为超声波B次声波的波长比可闻声波长，超声

9、波的波长比可闻声波短C次声波的频率太低，即使是强次声波对人体也无伤害D在同一种均匀介质中，在相同的温度条件下，次声波、可闻声波和超声波的波速均相等282022/7/30 星期六答案：C292022/7/30 星期六302022/7/30 星期六312022/7/30 星期六答案：(1)D(2)A(3)B三、波的传播方向与质点振动方向的互判322022/7/30 星期六6.利用发波水槽得到的水面波形如图a、b所示，则()A图a、b均显示了波的干涉现象B图a、b均显示了波的衍射现象C图a显示了波的干涉现象，图b显示了波的衍射现象D图a显示了波的衍射现象，图b显示了波的干涉现象332022/7/30

10、 星期六342022/7/30 星期六解析：图a中可以看出只有一条狭缝，穿过水波发生明显的衍射；图b中有两个振源，有些区域振动加强，有些区域振动减弱，是干涉现象故D项正确答案：D352022/7/30 星期六答案：A362022/7/30 星期六372022/7/30 星期六382022/7/30 星期六答案：D392022/7/30 星期六对波动图象的理解及应用一列简谐横波沿x轴正方向传播，t时刻波形图如图中的实线所示，此时波刚好传到P点，t0.7 s时刻的波形如图中的虚线所示，a、b、c、P、Q是介质中的质点，则以下说法正确的是()402022/7/30 星期六A这列波的波速可能为100

11、m/sB质点c在这段时间内通过的路程一定小于30 cmCt0.7 s时a点的振动方向为y轴负向D如果T0.4 s，则当t0.5 s时刻，质点b、P的位移相同 412022/7/30 星期六答案：A422022/7/30 星期六432022/7/30 星期六答案：90 cm5 cm442022/7/30 星期六452022/7/30 星期六A当a质点处在波峰时，b质点恰在波谷BtT/4时，a质点正在向y轴负方向运动Ct3T/4时，b质点正在向y轴负方向运动D在某一时刻，a、b两质点的位移和速度可能相同 462022/7/30 星期六答案：C472022/7/30 星期六482022/7/30 星

12、期六492022/7/30 星期六答案：A502022/7/30 星期六波的图象与振动图象的综合512022/7/30 星期六522022/7/30 星期六532022/7/30 星期六542022/7/30 星期六答案：B552022/7/30 星期六解决两种图象结合问题的基本思路是：(1)首先识别哪一个是波的图象，哪一个是振动图象，两者间的联系纽带是振幅、周期和频率(2)再从振动图象中找出波的图象中某时刻对应质点的振动方向，从而再确定波的传播方向562022/7/30 星期六572022/7/30 星期六A这列波沿x轴的正方向传播B这列波的波速是2 m/sCa比b先回到平衡位置Da、b两质

13、点的振幅都是10 cm 582022/7/30 星期六答案：B592022/7/30 星期六波的特有现象602022/7/30 星期六(1)在a、b、c、d、e、f六点中，振动加强的点是_振动减弱的点是_(2)若两振源S1和S2振幅相同，此时刻位移为零的点是_(3)画出此时刻ace连线上，以a为原点的一列完整波形，标出ce两点 612022/7/30 星期六622022/7/30 星期六632022/7/30 星期六642022/7/30 星期六652022/7/30 星期六A波向左传播，波速为10 m/sB波向右传播，波速为5 m/sC该波与一个频率为1.25 Hz的波可能发生干涉现象D该波

14、与一个频率为1.25 Hz的波不可能发生干涉现象662022/7/30 星期六(2)公路巡警开车在高速公路上以100 km/h的恒定速度巡查，在同一车道上巡警车向前方的一辆轿车发出一个已知频率的电磁波，如果该电磁波被那辆轿车反射回来时巡警车接收到的电磁波频率比发出时低巡警车接收到的电磁波频率比发出时高以上两种情况说明了什么问题？672022/7/30 星期六682022/7/30 星期六692022/7/30 星期六(2)如果警车接收到的电磁波频率比发出时低，由多普勒效应可知，警车与轿车在相互远离又由于警车在后且车速恒定，所以轿车的速度大于100 km/h.如果警车接收到的电磁波频率比发出时高

15、由多普勒效应可知，警车与轿车在相互靠近，同理可知，轿车的速度小于100 km/h.答案：(1)C(2)轿车的速度大于100 km/h轿车的速度小于100 km/h702022/7/30 星期六712022/7/30 星期六722022/7/30 星期六解析：绳上每一点的起振方向都相同，由图甲可知P点的起振方向向上，所以C选项正确答案：C732022/7/30 星期六742022/7/30 星期六752022/7/30 星期六答案：B762022/7/30 星期六772022/7/30 星期六A图示时刻，质点b正在向平衡位置移动B从图示时刻开始，经过0.01 s质点a通过的路程为0.4 mC这列

16、波的频率为50 HzD若该波传播中遇到宽约3 m的障碍物，能发生明显的衍射现象答案：A782022/7/30 星期六792022/7/30 星期六802022/7/30 星期六答案：B812022/7/30 星期六822022/7/30 星期六答案：D832022/7/30 星期六842022/7/30 星期六A波源开始振动的方向一定是向上Bx40 m处的质点在t0.5 s时刻位于最大位移处C接收器在t1.0 s时刻才接收到此波的信号D若从t0时刻起波源S沿x轴负向以10 m/s的速度匀速移动，则接收器接收到此波时的频率将变小 852022/7/30 星期六862022/7/30 星期六答案：

17、D872022/7/30 星期六882022/7/30 星期六答案：B892022/7/30 星期六902022/7/30 星期六912022/7/30 星期六答案：D922022/7/30 星期六9(1)同一音叉发出的声波同时在水和空气中传播，某时刻的波形曲线如下图所示，以下说法正确的是_932022/7/30 星期六A声波在水中波长较大，b是水中声波的波形曲线B声波在空气中波长较大，b是空气中声波的波形曲线C水中质点振动频率较高，a是水中声波的波形曲线D空气中质点振动频率较高，a是空气中声波的波形曲线942022/7/30 星期六952022/7/30 星期六解析：(1)因声波的波速在水中

18、较空气中快，而波的频率等于振源的振动频率，则声波在水和空气中传播的频率相同，再由vf知，声波在水中传播的波长长答案：(1)A(2)y962022/7/30 星期六26波的多解问题波动图象的多解涉及1波的空间的周期性沿波的传播方向上，相距为波长整数倍的多个质点振动情况完全相同972022/7/30 星期六2波的时间的周期性在x轴上同一个给定的质点，在tnT时刻的振动情况与它在t时刻的振动情况(位移、速度、加速度等)相同因此，在t时刻的波形，在tnT时刻会多次重复出现这就是机械波的时间的周期性波的时间的周期性，表明波在传播过程中，经过整数倍周期时，其波的图象相同 982022/7/30 星期六3波的双向性4介质中两质点间的距离与波长关系未定在波的传播方向上，如果两个质点间的距离不确定，就会形成多解，学生若不能联想到所有可能情况，易出现漏解992022/7/30 星期六5介质中质点的振动方向未定在波的传播过程中，质点振动方向与波的传播方向联系，若某一质点振动方向未确定，则波的传播方向有两种，这样形成多解