【优化方案】浙江省高考物理总复习 第11章第二节 机械波课件 大纲人教

第二节机械波

课堂互动讲练经典题型探究知能优化演练第二节机械波基础知识梳理基础知识梳理一、机械波1．机械波的形成条件(1)有发生机械振动的______．(2)有传播_____，如空气、水等．2．传播特点(1)传播振动形式、传递_____、传递信息．(2)质点不随波迁移．波源介质能量垂直相同波源3．波速v、波长λ和频率f、周期T的关系公式：v＝＝λf机械波的速度大小由_____决定，与机械波的频率无关．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．介质平衡位置位移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1．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．平衡位置相差不多小于波长五、波的干涉1．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．2．波的干涉(1)定义：频率相同的两列波叠加，使某些区域的振动____、某些区域的振动____，这种现象叫波的干涉．加强减弱(2)条件：两列波的频率相同．干涉和衍射是波特有的现象，波同时还可以发生反射、折射．六、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．靠近远离频率课堂互动讲练一、振动图象与波动图象的比较波的振动图象与波动图象虽然形状相同，但所研究的对象、意义、特点等有所不同．所以，要掌握两者的区别，及在某些情况下两者的相互转化．

两种图象比较内容振动图象波动图象研究对象某一振动质点沿波传播方向所有质点图象意义某一质点位移随时间变化规律某时刻所有质点相对平衡位置的位移图象特点图象信息(1)周期、振幅(2)各时刻质点的位移(3)速度、加速度的方向(1)波长、振幅(2)任意一质点该时刻的位移(3)任意一质点在该时刻加速度的方向图象变化随时间推移图象延续，但已有形状不变随时间推移，图象沿传播方向平移一个完整曲线对应横坐标一个周期一个波长即时应用(即时突破，，小试牛刀刀)1.一列沿着x轴正方向传传播的横波波，在t＝0时刻的波形形如图11－2－1甲所示．图图甲中某质质点的振动动图象如图图乙所示．．质点N的振幅是______m，振动周期期为________s，图乙表示示质点________(从质点K、L、M、N中选填)的振动图象象．该波的的波速为________m/s.图11－2－1解析：从甲、乙图图可看出波波长λ＝2.0m，周期T＝4s，振幅A＝0.8m；乙图中显显示t＝0时刻该质点点处于平衡衡位置向上上振动，甲甲图波形图图中，波向向x轴正方向传传播，则L质点正在平平衡位置向向上振动，，波速v＝λ/T＝0.5m/s.答案：0.84L0.52．质点振动动方向与波波传播方向向的互判图象方法微平移法：沿波的传播方向将波的图象进行一微小平移，然后由两条波形曲线来判断．例如：波沿x轴正向传播，t时刻波形曲线如图中实线所示．将其沿v的方向移动一微小距离Δx，获得如图中虚线所示的图线．可以判定：t时刻质点A振动方向向下，质点B振动方向向上，质点C振动方向向下．“上、下坡”法沿着波的传播方向看，上坡的点向下振动，下坡的点向上振动，即“上坡下、下坡上”．例如：图中，A点向上振动，B点向下振动，C点向上振动．逆向描迹法逆着波的传播方向用铅笔描波形曲线，笔头向上动，质点的振动方向向上，笔头向下动，质点的振动方向就向下.3.波的多解性性问题造成波动问问题多解的的主要因素素有：(1)周期性①时间周期期性：时间间间隔Δt与周期T的关系不明明确．②空间周期期性：波传传播距离Δx与波长λ的关系不明明确．(2)双向性①传播方向向双向性：：波的传播播方向不确确定．②振动方向向双向性：：质点振动动方向不确确定．(3)波形的隐含含性形成多多值解在波动问题题中，往往往只给出完完整波形的的一部分，，或给出几几个特殊点点，而其余余信息均处处于隐含状状态．这样样，波形就就有多种情情况，形成成相关波动动问题的多多值解．即时应用(即时突破，，小试牛刀刀)2.(2010年高考安徽徽理综卷)一列沿x轴正方向传传播的简谐谐横波，某某时刻的波波形如图11－2－2所示．P为介质中的的一个质点点，从该时时刻开始的的一段极短短时间内，，P的速度v和加速度a的大小变化化情况是()A．v变小，a变大B．v变小，a变小C．v变大，a变大D．v变大，a变小图11－2－2解析：选D.由题图知波波传播方向向沿x轴正方向，，根据质点点振动方向向与波的传传播方向的的关系可知知质点P的速度方向向在该时刻刻开始的一一段极短时时间内沿y轴正方向，，即向该质质点的平衡衡位置运动动，因此P质点速度度增大；；质点P做简谐运运动，向向平衡位位置运动动，距离离平衡位位置的位位移减小小，所受受回复力力减小，，因此加加速度a减小，即即v变大，a减小，故故只有选选项D正确．2．现象判判断法：：若某点点总是波波峰与波波峰(或波谷与与波谷)相遇，则则该点为为加强点点；若总总是波峰峰与波谷谷相遇，，则为减减弱点．．不能认认为加强强点的位位移永远远最大，，减弱点点的位移移永远最最小．用一条曲曲线将加加强点连连接起来来，这条条曲线上上的点都都是加强强点；把把减弱点点用曲线线连接起起来，曲曲线上的的点都是是减弱点点．加强强点与减减弱点之之间各质质点的振振幅介于于加强点点与减弱弱点的振振幅之间间．即时应用用(即时突破破，小试试牛刀)3.(2011年杭州质量检检测)如图11－2－3所示表示两列列相干水波某某时刻的波峰峰和波谷位置置，实线表示示波峰，虚线线表示波谷，，相邻实线与与虚线间的距距离为0.2m，波速为1m/s，在图示范围围内可以认为为这两列波的的振幅均为1cm，C点是相邻实线线与虚线间的的中点，则()图11－2－3A．图示时刻A、B两点的竖直高高度差为2cmB．图示时刻C点正处于平衡衡位置且向水水面上运动C．F点到两波源的的路程差为零零D．经0.1s，A点的位移为零零解析：选BD.图示时刻点A、B、D振动加强，A、B间高度差hAB＝4A＝4cm，A、D间高度差为零零；图示时刻刻点C在水面，根据据上下坡法，，点C由水面向上运运动；图示时时刻E、F振动减弱，位位移为零，到到两波源的路路程差为半波波长的奇数倍倍；波长为0.4m，周期为0.4s，经过时间Δt＝0.1s＝0.25T，两列波的平平衡位置传到到A点，则位移为为零．2．波源不动：：观察者朝向向波源以某一一速度运动，，由于相对速速度增大而使使得单位时间间内通过观察察者的完全波波的个数增多多，接收频率率增大了．同同理可知，当当观察者背离离波源运动时时，接收频率率将减小．3．观察者不动动：波源朝向向观察者以某某一速度运动动，由于波长长变短，而使使得单位时间间内通过观察察者的完全波波的个数增多多，接收频率率亦增大，同同理可知，当当波源背离观观察者运动时时，接收频率率将减小．即时应用(即时突破，小小试牛刀)4.站在火车站台台上的旅客听听到路过火车车鸣笛声的音音调(注：音调由频频率决定，频频率大时音调调高，频率小小时音调低)变化情况，以以下说法正确确的是()A．当火车进站站时，鸣笛声声的音调变低低B．当火车进站站时，鸣笛声声的音调变高高C．当火车离站站时，鸣笛声声的音调变低低D．当火车离站站时，鸣笛声声的音调变高高解析：选BC.根据多多普勒勒效应应，火火车进进站时时，波波源向向观察察者靠靠近，，旅客客听到到的鸣鸣笛声声的音音调变变高；；当火火车离离站时时，旅旅客听听到的的鸣笛笛声的的音调调变低低，故故B、C正确．．经典题型探究题型一波的形成和传播例1(2009年高考考江苏苏卷)在t＝0时刻，，质点点A开始做做简谐谐运动动，其其振动动图象象如图图11－2－4所示．．质点点A振动的的周期期是________s；t＝8s时，质质点A的运动动沿y轴的__________方向(填“正”或“负”)；质点点B在波的的传播播方向向上与与A相距16m，已知知波的的传播播速度度为2m/s，在t＝9s时，质质点B偏离平平衡位位置的的位移移是________cm.图11－2－4【思路点点拨】振动周周期由由图象象可直直接得得出，，经过过Δt时间后后A、B两质点点的振振动情情况需需要根根据波波的传传播规规律及及波的的周期期性来来判断断．【答案】4正10(2009年高考考福建建理综综卷)图11－2－5甲为一一列简简谐横横波在在t＝0.10s时刻的的波形形图，，P是平衡衡位置置为x＝1m处的质质点，，Q是平衡衡位置置为x＝4m处的质质点，，图乙乙为质质点Q的振动动图象象，则则()题型二波动图象和振动图象的综合问题例2图11－2－5A．t＝0.15s时，质质点Q的加速速度达达到正正向最最大B．t＝0.15s时，质质点P的运动动方向向沿y轴负方方向C．从t＝0.10s到t＝0.25s，该波波沿x轴正方方向传传播了了6mD．从t＝0.10s到t＝0.25s，质点点P通过的的路程程为30cm【解析】由质点点Q的振动动图象象可知知，t＝0.15s时，Q正处于于最低低点，，加速速度达达到正正向最最大，，选项项A对；t＝0.10s时，Q正处于于平衡衡位置置向下下运动动，故故波是是向左左传播播的，，所以以t＝0.15s时，质质点P运动方方向沿沿y轴负方方向，，选项项B对；【答案】AB(2010年高高考考四四川川卷卷改改编编题题)一列列简简谐谐横横波波沿沿直直线线由由A向B传播播，，A、B相距距0.45m，如如图图11－2－6是A处质质点点的的振振动动图图象象．．当当A处质质点点运运动动到到波波峰峰位位置置时时，，B处质质点点刚刚好好到到达达