《金新学案》安徽省高三物理一轮 第十一章 第二讲 机械波课件 选修34

第二讲机械波一、机械波1．机械波的产生条件及其特点(1)产生条件：①_____；②_____．(2)特点：①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②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．③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3．波长、波速、频率及其关系(1)波长在波的传播方向上，相对平衡位置的______

总是相等的两个相邻的质点间的距离，用λ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(3)频率由_____决定，等于_____的振动频率．(4)波长、波速和频率的关系①公式关系：v＝____.②适用条件：对机械波、电磁波均适用．波源波源λf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三、波的叠加及波特有的现象1．波的叠加(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2．波特有的现象(1)波的干涉①产生稳定干涉的条件：频率相同的两列同

性质的波相遇．②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(2)波的衍射①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

_____．②现象：波绕过障碍物继续传播．差不多更小衍射始终存存在，只是是有的衍射射明显，有有的衍射不不明显．(3)多普勒效应应①定义：由于于波源和观观察者有相相对运动，，使观察者感到到_________发生变化的的现象．②实质：______的频率没有有变化，观观察者接收到的频率率发生变化化．波的频率波源四、声波1．声波是纵纵波2．声波的分分类(1)可闻声波：：频率范围围在______________的声波．(2)超声波：频频率高于_______Hz的声波，可可用于工程质质量检测及及疾病的诊诊断．(3)次声波：频频率低于____Hz的声波．3．人耳能够够把回声与与原声区别别开来的最最小时间间隔为为____s20～20

000

Hz20000200.1一、对波长长的理解1．在波的传传播方向上上，两个相相邻的振动动步调总相相同的质点点平衡位置置间的距离离．2．质点振动动一个周期期，波传播播的距离．．3．在简谐横横波中，两两个相邻的的波峰(或波谷)之间的距离离．4．在简谐纵纵波中，两两个相邻的的密部或疏疏部中央之之间的距离离．5．在简谐横横波波形图图线中，一一个完整的的正弦曲线线在横轴所所截取的距距离．6．波长反映映了机械波波在传播过过程中的空空间周期性性．波在传播过过程中波长长、波速、、频率的决决定关系．．频率(f)——由振源决定定，与介质质无关且稳稳定不变．．波速(v)——由介质决定定．波长(λ)——由介质和振振源频率共共同决定．．二、振动图图象和波的的图象的比比较

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连续质点在空间分布规律图象正(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振动方向(看下时刻的位移)(将波沿传播方向平移)Δt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)由波的传播方向可确定各质点的振动方向，反之亦然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1.下列关于波波长的说法法中，正确确的是()①在一个周期期内振动在在介质中传传播的距离离等于波长长②在一个周期期内介质的的质点所走走过的路程程等于波长长③波长等于在在波的传播播方向上两两相邻的对对平衡位置置的位移始始终相同的的质点间的的距离④波长等于横横波中峰与与峰(或谷与谷)间的距离A．①②B．②④C．①③D．②③解析：波长等于一一个周期波波向外传播播的距离，，等于相邻邻的两波峰峰(或波谷)间的距离，，也等于两两相邻的振振动步调完完全一致的的质点间的的距离；波波向外传播播过程中，，质点并不不随波迁移移．由此可可知选项C正确．答案：C答案：DA．P点有时在波波峰，有时时在波谷，，振动始终终加强B．P点始终在波波峰C．P点的振动不不遵守波的的叠加原理理，P点运动也不不始终加强强D．P点的振动遵遵守波的叠叠加原理，，但并不始始终加强答案：D4．关于次声声波和超声声波，以下下说法中不不正确的是是()A．频率低于于20Hz的声波为次次声波，频频率高于20000Hz的声波为超超声波B．次声波的的波长比可可闻声波长长，超声波波的波长比比可闻声波波短C．次声波的的频率太低低，即使是是强次声波波对人体也也无伤害D．在同一种种均匀介质质中，在相相同的温度度条件下，，次声波、、可闻声波波和超声波波的波速均均相等答案：C答案：(1)D(2)A(3)B三、波的传传播方向与与质点振动动方向的互互判6.利用发波水水槽得到的的水面波形形如图a、b所示，则()A．图a、b均显示了波波的干涉现现象B．图a、b均显示了波波的衍射现现象C．图a显示了波的的干涉现象象，图b显示了波的的衍射现象象D．图a显示了波的的衍射现象象，图b显示了波的的干涉现象象解析：图a中可以看出出只有一条条狭缝，穿穿过水波发发生明显的的衍射；图图b中有两个振振源，有些些区域振动动加强，有有些区域振振动减弱，，是干涉现现象．故D项正确．答案：D答案：A答案：D对波动图象象的理解及及应用一列简谐横横波沿x轴正方向传传播，t时刻波形图图如图中的的实线所示示，此时波波刚好传到到P点，t＋0.7s时刻的波形形如图中的的虚线所示示，a、b、c、P、Q是介质中的的质点，则则以下说法法正确的是是()A．这列波的的波速可能能为100m/sB．质点c在这段时间间内通过的的路程一定定小于30cmC．t＋0.7s时a点的振动方向向为y轴负向D．如果T＝0.4s，则当t＋0.5s时刻，质点b、P的位移相同答案：A答案：90cm－5cmA．当a质点处在波峰峰时，b质点恰在波谷谷B．t＝T/4时，a质点正在向y轴负方向运动动C．t＝3T/4时，b质点正在向y轴负方向运动动D．在某一时刻刻，a、b两质点的位移移和速度可能能相同答案：C答案：A波的图象与振振动图象的综综合答案：B解决两种图象象结合问题的的基本思路是是：(1)首先识别哪一一个是波的图图象，哪一个个是振动图象象，两者间的的联系纽带是是振幅、周期期和频率．(2)再从振动图象象中找出波的的图象中某时时刻对应质点点的振动方向向，从而再确确定波的传播播方向．A．这列波沿x轴的正方向传传播B．这列波的波波速是2m/sC．a比b先回到平衡位位置D．a、b两质点的振幅幅都是10cm答案：B波的特有现象象(1)在a、b、c、d、e、f六点中，振动动加强的点是是________．振动减弱的的点是________．(2)若两振源S1和S2振幅相同，此此时刻位移为为零的点是________．(3)画出此时刻ace连线上，以a为原点的一列列完整波形，，标出ce两点．A．波向左传播播，波速为10m/sB．波向右传播播，波速为5m/sC．该波与一个个频率为1.25Hz的波可能发生生干涉现象D．该波与一个个频率为1.25Hz的波不可能发发生干涉现象象(2)公路巡警开车车在高速公路路上以100km/h的恒定速度巡巡查，在同一一车道上巡警警车向前方的的一辆轿车发发出一个已知知频率的电磁磁波，如果该该电磁波被那那辆轿车反射射回来时①巡警车接收到到的电磁波频频率比发出时时低．②巡警车接收到到的电磁波频频率比发出时时高．以上两种情况况说明了什么么问题？(2)①如果警车接收收到的电磁波波频率比发出出时低，由多多普勒效应可可知，警车与与轿车在相互互远离．又由由于警车在后后且车速恒定定，所以轿车车的速度大于于100km/h.②如果警车接收收到的电磁波波频率比发出出时高．由多多普勒效应可可知，警车与与轿车在相互互靠近，同理理可知，轿车车的速度小于于100km/h.答案：(1)C(2)①轿车的速度大大于100km/h②轿车的速度小小于100km/h解析：绳上每一点的的起振方向都都相同，由图图甲可知P点的起振方向向向上，所以以C选项正确．答案：C答案：BA．图示时刻，，质点b正在向平衡位位置移动B．从图示时刻刻开始，经过过0.01s质点a通过的路程为为0.4mC．这列波的频频率为50HzD．若该波传播播中遇到宽约约3m的障碍物，能能发生明显的的衍射现象答案：A答案：B答案：DA．波源开始振振动的方向一一定是向上B．x＝40m处的质点在t＝0.5s时刻位于最大大位移处C．接收器在t＝1.0s时刻才接收到到此波的信号号D．若从t＝0时刻起波源S沿x轴负向以10m/s的速度匀速移移动，则接收收器接收到此此波时的频率率将变小答案：D答案：B答案：D9．(1)同一音叉发出出的声波同时时在水和空气气中传播，某某时刻的波形形曲线如下图图所示，以下下说法正确的的是________．A．声波在水中中波长较大，，b是水中声波的的波形曲线B．声波在空气气中波长较大大，b是空气中声波波的波形曲线线C．水水中中质质点点振振动动频频率率较较高高，，a是水水中中声声波波的的波波形形曲曲线线D．空空气气中中质质点点振振动动频频率率较较高高，，a是空空气气中中声声波波的的波波形形曲曲线线解析析：：(1)因声声波波的的波波速速在在水水中中较较空空气气中中快快，，而而波波的的频频率率等等于于振振源源的的振振动动频频率率，，则则声声波波在在水水和和空空气气中中传传播播的的频频率率相相同同，，再再由由v＝λf知，，声声波波在在水水中中传传播播的的波波长长长长．．答案案：：(1)A(2)＋y26．波的的多多解解问问题题波动动图图象象的的多多解解涉涉及及1．波波的的空空间间的的周周期期性性沿波波的的传传播播方方向向上上，，相相距距为为波波长长整整数数倍倍的的多多个个质质点点振振动动情情况况完完全全相相同同．．2．波波的的时时间间的的周周期期性性在x轴上上同同一一个个给给定定的的质质点点，，在在t＋nT时刻刻的的振振动动情情况况与与它它在在t时刻刻的的振振动动情情况况(位移移、、速速度度、、加