【红对勾】高考物理 机械波课件

课时2机械波知识点一机械波的传播及特点——知识回顾——1．波的形成：机械振动在介质中传播，形成机械波．(1)产生条件：①

；②

．波源介质(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

．②介质中各质点的振幅相同，振动周期和频率都与

振动周期和频率相同．③各质点开始振动(即起振)的方向均

．④一个周期内，质点完成一次全振动，通过的路程为

，位移为

．形式能量迁移波源的相同4A零2．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

．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．(3)频率由

决定，等于

的振动频率．(4)波长、波速和频率的关系：v＝λf位移介质波源波源特别提醒——基础自测——1．关于振动和波的关系，以下说法正确的是()A．如果波源停止振动，在介质中传播的波也立即停止B．物体做机械振动，一定产生机械波C．波在介质中传播的频率由波源决定，与介质的性质无关D．波源振动的越快，波的速度也越大解析：波源停止振动，介质中已经振动起来的质点有一定的能量，要继续振动一段时间，波也要继续传播一段时间才停止，A错误；产生机械波的条件是机械振动和传播振动的介质，B错误；波的频率由波源决定，与介质无关，波速和介质有关，C正确；波源振动快慢和波的传播速度是两个不同的概念，D错误．答案：C2．一个小石子落入平静的湖面中央，圆形波纹一圈圈向外传播，有一片树叶落在水面上，则树叶()A．逐渐漂向湖心B．逐渐漂向湖畔C．在落下的地方上下动荡D．沿树叶所在的圆圈做圆周运动解析：波是振动在介质里的传播，传播的是振动这种运动形式，介质中各个质点都在自己的平衡位置附近做往复运动，介质并没有迁移，树叶落在水面上，它随这部分水振动，不会迁移到别处．故C选项正确．答案：C知识识点点二二波的的图图象象———知知识识回回顾顾————1．．坐坐标标轴轴：：取各各质质点点平平衡衡位位置置的的连连线线作作为为x轴，，表表示示质质点点；取取过过波波源源质质点点的的振振动动方方向向作作为为y轴，，表表示示质质点点．2．意义义：：在波波的的传传播播方方向向上上，，介介质质中中质质点点在在某某一一时时刻刻相相对对各各自自的位移．3．形状：．平衡位置位移平衡位置正弦或余弦曲曲线——要点深化化——1．振动图象象与波动图象象的比较振动图象波动图象研究对象一振动质点沿波传播方向所有质点研究内容一质点位移随时间变化规律某时刻所有质点的空间分布规律2.质点振动动方向与波传传播方向的互互判——基础自测测——1．甲、乙两列同同类机械横波波在同一种介介质中传播，，其图象如图图1所示，以以下说法中正正确的是()图1A．甲甲波的的传播播速度度比乙乙波大大B．甲甲波的的传播播速度度比乙乙波小小C．甲甲波的的频率率比乙乙波小小D．甲甲波的的频率率比乙乙波大大解析：：同一类类机械械波在在同一一介质质中传传播，，波速速相等等，与与波长长及波波的频频率无无关，，故A、B均错错；从从图象象可读读出，，甲的的波长长小于于乙答案：D2．(2009·北北京高高考)一简谐谐机械械波沿沿x轴正方方向传传播，，周期期为T，波长长为λ.若在在x＝0处处质点点的振振动图图象如如图2所示示，则则该波波在t＝图2答案：：A知识点点三波特有有的现现象——知知识回回顾———1．波波的干干涉(1)产生生稳定定干涉涉的条条件：：频率率相同同的两两列同同性质质的波波相遇遇．(2)现象象：两两列波波相遇遇时，，某些些区域域振动动总是是，某些些区域域振动动总是是，且加加强区区和减减弱区区互相相间隔隔．(3)对两两个完完全相相同的的波源源产生生的干干涉来来说，，凡到到两波波源的的路程程差为为一个个波长长时，振动加加强；凡到到两波源的的路程差为为半个波长长的时，振动减减弱．加强减弱整数倍奇数倍2．波的衍衍射(1)产生生明显衍射射现象的条条件：障碍碍物或孔(缝)的尺尺寸跟波长长，或者比波(2)现象：波绕过障碍物继续传播．差不多更小3．多普勒勒效应(1)由于于波源和观观察者之间间有相对运运动，使观观察者接收收到的波的的频率发生生变化的现现象叫多普普勒效应．．(2)注意意：波源的的频率不变变，只是观观察者接收如果二者相互接近，观察者接收到的频率变大；如果二者相互远离，观察者接收到的频率变小．——要点深深化——1．波的叠叠加遵循什两列波在空间相遇与分离时都保持其原来的特性(如f、A、λ、振动方向)沿原来方向传播，而不互相干扰，在两列波重叠的区域里，任何一个质点同时参与两个振动，其振动位移等于这两列波分别引起的位移的矢量和．2．关(1)加强处和减弱处都是两列波引起的位移的矢量和，质点的位移都随时间变化，各质点仍围绕平衡位置振动，与振源振动周期相同．(2)加强处振幅大，等于两列波的振幅之和，即A＝A1＋A2，质点的振动能量大，并且始终最大．减弱处振幅小，等于两列波的振幅之差，即A＝|A1－A2|，质点振动能量小，并且始终最小，若A1＝A2，则减弱处不振动．(3)加强点的位移变化范围：－|A1＋A2|～|A1＋A2|，减弱点位移变化范围：－|A1－A2|～|A1－A2|.——基础础自测———1．如图3所所示，S1、S2为水波槽槽中的两两个波源源，它们们分别激激起两列列水波，，图中实实线表示示波峰，，虚线表表示波谷谷．已知知两列波波的波长长分别为为λ1和λ2且λ1<λ2，该时刻刻在P点为两列列波的波波峰与波波峰相遇遇，则以以下叙述述正确的的是()图3A．P点有时在在波峰，，有时在在波谷，，振动始始终加强强B．P点始终在在波峰C．P点的振动动不遵守守波的叠叠加原理理，P点的运动动也不始始终加强强D．P点的振动动遵守波波的叠加加原理，，但并不不始终加加强答案：D2．如图图4所示示是观察察水面波波衍射的的实验装装置．AC和BD是两块挡挡板，AB是一个孔孔，O是波源，，图中已已画出波波源所在在区域波波的传播播情况，，每两条条相邻波波纹(图图中曲线线)之间间距离表表示一个个波长，，则波经经过孔之之后的传传播情况况，下列列描述正正确的是是()图4A．此时时能明显显观察到到波的衍衍射现象象B．挡板板前后波波纹间距距离相等等C．如果果将孔AB扩大，有有可能观观察不到到明显的的衍射现现象D．如果果孔的大大小不变变，使波波源频率率增大，，能更明明显观察察到波的的衍射现现象解析：由题图可可见两波波纹间距距λ与AB孔的大小小接近，，所以水水波通过过AB孔会发生生明显的的衍射．．由于衍衍射后水水波的频频率不变变，波速速不变，，因此水水波的波波长也不不变．A、B选选项正确确．AB孔扩大后后若破坏坏了明显显衍射的的条件时时就不会会看到明明显的衍衍射现象象，故C选项正正确．由由v＝λf可知，v一定，f增大，则则λ变小，衍衍射现象象不明显显，D选选项错误误．此题题重在理理解：障障碍物尺尺寸和波波长的相相对大小小关系，，并以此此作为判判断明显显衍射的的条件．．答案：ABC3．如图图5所示示表示产产生机械械波的波波源O做匀速运运动的情情况，图图中圆表表示波峰峰，已知知波源的的频率为为f0.则下列列说法正正确的是是()图5A．该图图表示波波源正在在向B点移动B．观察察者在图图中A点接收波波的频率率是定值值，但大大于f0C．观察察者在图图中B点接收波波的频率率是定值值，但大大于f0D．观察察者在图图中B点接收波波的频率率是定值值，但小小于f0解析：当波源靠靠近静止止的观察察者时，，观察者者“感觉觉”到的频率率增大；；当波源源远离静静止的观观察者时时，观察察者“感觉”到的频率率降低．．从图看看出波源源正在向向B点移动，，所以观观察者在在图中A点接收波波的频率率是定值值，但小小于f0，观察者者在图中中B点接收波波的频率率是定值值，但大大于f0，所以A、C正正确．答案：AC题型一对波的图图象的理理解[例1]如图6所所示，实实线是沿沿x轴传播的的一列简简谐横波波在t＝0时刻刻的波形形图，虚虚线是这这列波在在t＝0.2s时时刻的波波形图．．图6已知该波波的波速速是0.8m/s，，则下列列说法正正确的是是()A．这列列波的波波长是14cmB．这列列波的周周期是0.125sC．这列列波可能能是沿x轴正方向向传播的的D．t＝0时，，x＝4cm处的的质点速速度沿y轴负方向向[答案]D题后反思思本题中的的易错点点之一就就是判断断波传播播的路程程与波长长的关系系，本题题中的最最小路程程可能是是波长的的1/3，这与与平时所所见的模模型不同同，容易易出错．．对于判判断波的的传播方方向除了了根据路路程与波波长的关关系，还还可以根根据时间间与周期期的关系系进行判判断．变式1——1图7为一一横波在在某时刻刻的波形形图．已已知F质点此时时的运动动方向如如图所示示，则()图7A．波向向右传播播B．质点点H的运动方方向与质质点F的运动方向相相同C．质点C比质点B先回到平衡位位置D．质点C在此时的加速速度为零解析：由于F质点向下运动动，跟着右边边质点运动，，此波从右向向左传播，选选项A错误．．在此时刻质质点H的运动方向应应向上，选项项B错误．题型二波的多解问题题[例2]如图8所示，，实线是一列列简谐波在某某一时刻的波波的图象，虚虚线是该列波波0.2s后的图象，，则这列波可可能的波速为图8[解析]因为本题没指指明波的传播播方向，应考考虑到两种可可能的情况———沿x轴正方向或负负方向传播．．又因为本题题对周期未加加任何限制条条件，应考虑虑到波具有周周期性．已知t＝0.2s，λ＝4m.若波沿x轴正方向传播播，则根据时时间t内传播的距离离为[答案]波沿x轴正方向传播播时，v右＝(20n＋5)m/s(n＝0,1,2，…)波沿x轴负方向传播播时，v左＝(20n＋15)m/s(n＝0,1,2,3，…)题后反思波的特点是周周期性和双向向性．(1)传播距距离的周期性性波在均匀媒质质中传播时，，传播距离写写成式中λ表示波长，Δx是波传播过程中除去整数倍波长部分之后余下的那部分距离．(2)传播时时间的周期性性波在媒质中传传播时间t，总可以写成成t＝nT＋Δt(n＝0,1,2…)式中T表示波的周期期，Δt表示时间t除去整数倍周周期部分之后后余下的那段段时间．(3)传播方方向的双向性性一般的说，波波在媒质中可可以向各个方方向传播，但但在文章中所所遇到的波只只限于一条直直线上，即沿沿x轴正、、负方方向传传播的的波．．变式2—1一列横横波在在x轴上传传播，，在x＝0与与x＝1cm的两两点的的振动动图线线分别别如图图9中中实线线与虚虚线所所示．．由此此可以以得出出()A．波波长一一定是是4cmB．波波的周周期一一定是是4sC．波波的振振幅一一定是是2cmD．波波的传传播速速度一一定是是1cm/s图9[解析析]从图9上可可以看看出振振幅为为2cm，周周期为为4s，，对于于x＝0与与x＝1cm的两两点处处的质质点在在t＝0时时刻，，一个个在正正向最最大位位移处处，一一个在在平衡衡位置置且振振动方方向向向上，，则在在这两两点间间的最最简波波形如如图10.若波波沿x轴正向向传播播，如如图10右右图；；若波波沿x轴负方方向传传播，，如图图10左图图，由由此可可知，，波长长和波波速有有多个个解，，A、、D均均错．．[答案案]BC图10题型三三波的叠叠加与与干涉涉[例3]如图11所所示，，两列列简谐谐横波波分别别沿x轴正方方向和和负方方向传传播，，两波波源分分别位位于x＝－2×10－1m和x＝12×10－1m处，，两列列波的的波速速均为为v＝0.4m/s，，两波波源的的振幅幅均为为A＝2cm.图图示为为t＝0时时刻两两列波波的图图象(传播播方向向如图图)，，此刻刻平衡衡位置置处于于x＝0.2m和和0.8m的的P、Q两质点点刚开开始振振动．．质点点M的平衡衡位置置处于于x＝0.5m处处，关关于各各质点点运动动情况况判断断正确确的是是()A．质质点P、Q都首首先先沿沿y轴负负向向运运动动B．．t＝0.75s时时刻刻，，质质点点P、Q都运运动动到到M点C．．t＝1s时时刻刻，，质质点点M的位位移移为为＋＋4cmD．．t＝1s时时刻刻，，质质点点M的位位移移为为－－4cm图11[解析]根据上下下坡法可可以判断断，质点点P、Q都首先沿沿y轴负向运运动；两两列波波波速相等等，经过过t＝0.75s，P、Q两质点只只能在平平衡位置置上下振[答案]

AD题后反思思对波的叠叠加问题题，关键键要充分分理解波波的独立立传播原原理和波波的叠加加原理，，确立叠叠加图象象时要紧紧紧抓住住位移的的矢量叠叠加．对对叠加变式3——1(2009·广广东高高考)如图12为为声波波干涉涉演示示仪的的原理理图．．两个个U形管A和B套在一一起，，图12A管两侧侧各有有一小小孔．．声波波从左左侧小小孔传传入管管内，，被分分成两两列频频率________的的波．．当声声波分分别通通过A、B传播到右侧侧小孔时，，若两列波波传播的路路程相差半半个波长，，则此处声声波的振幅幅________；若传播播的路程相相差一个波波长，则此此处声波的的振幅________．解析：本题主要考考查波的干干涉，意在在考查考生生对干涉的的必要条件件—两列波波的频率必必须相同或或者有固定定的相位差差的识记能能力和应用用能力．声声波从左侧侧小孔传入入管内，被被分成两列列频率相同同的波且相相位差固定定．若波程程相差为半半波长的偶偶数倍，则则干涉相长长；若波程程相差为半半波长的奇奇数倍，则则干涉相消消．所以两两列波传播播的路程相相差半个波波长(奇数数倍)，则则此处声波波的振幅减减小；若传传播的路程程相差一个个波长(半半波长的答案：相同减小增大1．声波属于于机械波．下下列有关声波波的描述中正正确的是()A．同一列声声波在各种介介质中的波长长是相同的B．声波的频频率越高，它它在空气中传传播的速度越越快C．声波可以D．人能辨别不同乐器同时发出的声音，证明声波不会发生干涉解析：声波的频率由由波源决定，，波速由介质质决定，波长长由波源和介介质共同决定定．同一列声声波，频率相相同，进入不不同的介质，，波速不同，，由λ＝v/f，则波长不同同，所以A选选项错．不同同波进入同一一种介质中的的波速是相同同的，所以B选项错．一一切波都可以以进行波的干干涉和衍射，，