高考物理复习第十一章机械振动机械波光电磁波第二课时机械波市赛课公开课一等奖省名师获奖课件

第2课时机械波1/52一、机械波1.机械波形成条件 (1)有发生机械振动波源。 (2)有传输介质，如空气、水等。2.传输特点 (1)机械波传输只是振动______和______，质点只在各自平衡位置附近做简谐运动，并不随波______。 (2)介质中各质点振幅相同，振动周期和频率都与______振动周期和频率相同。 (3)一个周期内，质点完成一次全振动，经过旅程为______，位移为______。形式能量迁移波源4A零2/523.机械波分类(1)横波：质点振动方向与波传输方向相互______波，有______(凸部)和______(凹部)。(2)纵波：质点振动方向与波传输方向在___________上波，有______和______。

垂直波峰波谷同一直线密部疏部3/52相同介质振动频率λf4/52三、波特有现象1.波叠加

几列波相遇时，每列波都能够__________________继续传输而不相互干扰，只是重合区域里，任一个质点总位移等于各列波分别引发位移_________。2.波干涉和衍射

波干涉波衍射条件两列波频率必须______显著条件：障碍物或孔_____比波长小或相差不多现象形成加强区和减弱区相互隔开稳定_________波能够______________或孔继续向前传输保持各自状态矢量和相同尺寸干涉图样绕过障碍物5/523.多普勒效应(1)条件：声源和观察者之间有____________。(2)现象：观察者感到________发生改变。(3)实质：声源频率________，观察者接收到频率________。

相对运动频率不变改变6/52四、惠更斯原理1.内容：介质中任一波面上各点，都能够看作发射子波_________，其后任意时刻，这些子波在波前进方向_________就是新波面。2.应用：假如知道某时刻一列波某个_________位置，还知道波速，利用惠更斯原理能够得到下一时刻这个_________位置，从而确定波传输方向。

波源包络面波面波面7/52【思索判断】1.在水平方向传输波为横波(

)2.在机械波中各质点不随波传输而迁移(

)3.经过波图象能够找出任一质点在任意时刻位移(

)4.机械波在传输过程中，各质点振动周期、起振方向都相同(

)5.机械波在一个周期内传输距离就是振幅4倍(

)6.波速表示介质中质点振动快慢(

)7.两列波在介质中叠加，一定产生干涉现象(

)8.一切波都能发生衍射现象(

)9.多普勒效应说明波源频率发生改变(

)10.发生多普勒效应时，波源发出频率不变(

)×√√√×××√×√8/52考点一波形成和传输、波图象(－/b)[关键点突破]1.波动图象信息(如图所表示)(1)直接读取振幅A和波长λ，以及该时刻各质点位移。(2)确定某时刻各质点加速度方向，并能比较其大小。(3)结合波传输方向可确定各质点振动方向或由各质点振动方向确定波传输方向。

9/522.波传输方向与质点振动方向互判方法方法内容图象“上下坡”法沿波传输方向，“上坡”时质点向下振动，“下坡”时质点向上振动“同侧”法波形图上某点表示传输方向和振动方向箭头在图线同侧“微平移”法将波形沿传输方向进行微小平移，再由对应同一x坐标两波形曲线上点来判断振动方向10/523.振动图象与波图象比较

振动图象波图象研究对象一个质点沿波传输方向上全部质点图象正(余)弦曲线正(余)弦曲线物理意义某质点在各时刻位移某时刻各质点位移11/52振动方向(看下一时刻位移)(将波沿传输方向平移)Δt波形随时间推移，图象延续，但已经有形状不变随时间推移，图象沿波传输方向平移横坐标表示时间表示各质点平衡位置联络(1)纵坐标均表示质点位移；(2)纵坐标最大值都表示振幅；(3)波在传输过程中，各质点都在各自平衡位置附近振动，每一个质点都有自己振动图象12/52[典例剖析]【例1】

周期为2.0s简谐横波沿x轴传输，该波在某时刻图象如图所表示，此时质点P沿y轴负方向运动，则该波(

)A.沿x轴正方向传输，波速v＝20m/sB.沿x轴正方向传输，波速v＝10m/sC.沿x轴负方向传输，波速v＝20m/sD.沿x轴负方向传输，波速v＝10m/s13/52答案B14/52【例2】

一列简谐横波沿x轴负方向传输，波速v＝4m/s。已知坐标原点(x＝0)处质点振动图象如图所表示。在选项图中能够正确表示t＝0.15s时波形图是(

)15/52解析由x＝0处质点振动图象可知波周期T＝0.4s，由v＝4m/s，得λ＝vT＝1.6m，x＝0处质点在t＝0.15s时刻运动情况是在0～0.1m之间某一位置向平衡位置振动。所以满足以上条件波图象为A项。答案A16/52【方法总结】波动图象与振动图象综合问题采取“一分、一看、二找”方法(1)分清振动图象与波动图象。此问题最简单，只要看清横坐标即可，横坐标为x则为波动图象，横坐标为t则为振动图象。(2)看清横、纵坐标单位。尤其要注意单位前数量级。(3)找准波动图象对应时刻。(4)找准振动图象对应质点。17/52[针对训练]1.如图所表示，一列简谐横波沿x轴正方向传输，从波传到x＝5mM点时开始计时，已知P点相继出现两个波峰时间间隔为0.4s，下面说法中错误是(

)A.这列波波长是4mB.这列波传输速度是10m/sC.质点Q(x＝9m)经过0.5s才第一次抵达波峰D.M点以后各质点开始振动时方向都是向下

18/52答案C19/522.(多项选择)(·湖州联考)图甲为一列简谐横波在t＝2s时波形图，图乙为介质中平衡位置在x＝0.5m处质点振动图象，P是平衡位置x＝1m质点，以下说法正确是(

)A.波速为0.5m/sB.波传输方向向x轴负方向C.0～2s时间内，P运动旅程为8cmD.当t＝7s时，P恰好经平衡位置向＋y方向运动

20/52答案

AC21/52考点二波长、频率和波速(－/c)22/52二、波多解问题1.造成波动问题多解主要原因 (1)周期性

①时间周期性：时间间隔Δt与周期T关系不明确。

②空间周期性：波传输距离Δx与波长λ关系不明确。 (2)双向性 ①传输方向双向性：波传输方向不确定。

②振动方向双向性：质点振动方向不确定。2.处理波多解问题思绪

普通采取从特殊到普通思维方法，即找出一个周期内满足条件关系Δt或Δx，若此关系为时间，则t＝nT＋Δt(n＝0，1，2，…)；若此关系为距离，则x＝nλ＋Δx(n＝0，1，2，…)。

23/52[典例剖析]【例1】

(多项选择)沿x轴正方向传输简谐横波，在t＝0时刻波形如图所表示。质点P位于x＝2cm处，质点Q位于x＝6cm处。已知x＝4cm处依次出现两次波谷时间间隔为0.4s，则以下判断正确是(

)A.这列波波长是8cmB.质点P和Q位移在任何时候都相同C.这列波传输速度是20cm/sD.x＝4cm处质点做简谐运动表示式为y＝6sin5πt(cm)24/52答案ACD25/52【例2】

(多项选择)一列简谐横波沿直线传输，该直线上平衡位置相距9ma、b两质点振动图象如图所表示，以下描述该波图象可能正确是(

)26/52答案AC27/52[针对训练]1.男女生二重唱中，女高音和男中音频率、波长和波速分别为f1、λ1、v1和f2、λ2、v2，它们之间关系是(

)A.f1＞f2，λ1＞λ2，v1＞v2B.f1＜f2，λ1＜λ2，v1＜v2C.f1＞f2，λ1＜λ2，v1＝v2D.以上说法都不正确解析因为两声音是同一个机械波，因而波速相同，A、B均排除；而音调高即是频率高，即f1＞f2，再由v＝λf，v相同，f1＞f2，所以λ1＜λ2，因而C正确，D错误。答案C28/522.(多项选择)如图所表示，一列简谐波沿一直线向左传输，当直线上某质点a向上运动抵达最大位移时，a点右方相距0.15mb点刚好向下运动到最大位移处，则这列波波长可能是(

)A.0.6m B.0.3m C.0.2m D.0.1mBD29/52考点三波干涉和衍射现象多普勒效应惠更斯原理(－/b)[关键点突破]一、波干涉了解1.干涉图样及其特点(1)干涉图样：如图所表示30/52(2)特点①加强区和减弱区位置固定不变。②加强区一直加强，减弱区一直减弱(加强区与减弱区不随时间改变)③加强区与减弱区相互间隔(3)振动加强点和减弱点①加强点：振动振幅等于两列波振幅之和，A＝A1＋A2。②减弱点：振动振幅等于两列波振幅之差，A＝|A1－A2|。31/522.加强点和减弱点了解32/52二、多普勒效应了解与应用1.多普勒效应特点(1)发生多普勒效应时，波源发出频率不变，只是观察者接收到频率发生了改变。(2)当波源和观察者之间距离减小时，观察者接收到频率升高，当波源和观察者之间距离增大时，观察者接收到频率降低。

2.多普勒效应应用依据声波多普勒效应能够测定车辆行驶速度；依据光波多普勒效应能够测定遥远天体相对地球运行速度。

33/52[典例剖析]【例1】

(多项选择)如图所表示，为两列波在空间相遇叠加，其中实线代表甲波向右传输，虚线代表乙波向左传输，则(

)A.A、B点是振动加强点B.A、D点是振动加强点C.B、E点是振动减弱点D.D、F点是振动减弱点

34/52解析在A、F点甲波向下振动，乙波也向下振动，故A、F点是振动加强点；同理能够判断出在D点甲、乙两波都向上振动，是振动加强点；在B、E两点两波波峰和波谷相遇，故是振动减弱点，故选B、C。答案BC35/52【例2】

(多项选择)以下关于多普勒效应说法正确是(

)A.只有声波才能发生多普勒效应B.当波源与观察者相向运动时，波源本身频率不变C.只要声源在运动，观察者听到声音音调就会变高D.当声源相对观察者运动时，观察者听到声音音调可能变高，也可能变低解析多普勒效应是指当波源和观察者之间有相对运动时，观察者接收到波频率发生改变现象，波源本身频率不会改变，B正确；声波和观察者之间相对远离时观察者接收到波频率变低，反之变高，音调由频率决定，故C错误，D正确；在电磁波传输中也有这一现象，故A错误。答案BD36/52【方法总结】波衍射和波干涉比较内容定义现象可观察到现象条件相同点波衍射波能够绕过障碍物继续传输现象波能偏离直线而传到直线传输以外空间缝、孔或障碍物尺寸跟波长相差不多或者小于波长衍射和干涉是波特有现象波干涉频率相同两列波叠加，使一些区域振动加强，一些区域振动减弱，而且加强和减弱区域相间分布现象振动强弱相间区域，一些区域总是加强，一些区域总是减弱两列波频率相同、相位差恒定37/52[针对训练]1.如图所表示是两个完全相同波源在介质中形成波相叠加而发生干涉示意图，实线表示波峰，虚线表示波谷，则以下说法正确是(

)A.A点为振动加强点，经过半个周期，这一点振动减弱B.B点为振动减弱点，经过半个周期，这一点振动加强C.C点为振动加强点，经过半个周期，这一点振动仍加强D.D点为振动减弱点，经过半个周期，这一点振动加强

38/52解析A、C连线所在区域为振动加强区域，经过任意时间，该区域依然是振动加强区域，选项A错误，C正确；B、D连线所在区域为振动减弱区域，经过任意时间，该区域依然是振动减弱区域，选项B、D错误。答案

C39/522.以下物理现象：①在春天里一次闪电过后，有时雷声轰鸣不绝；②“闻其声而不见其人”；③学生围绕振动音叉转一圈会听到忽强忽弱声音；④当正在鸣笛火车向着我们疾驶而来时，我们听到汽笛声音调变高。分别属于波(

)A.反射、衍射、干涉、多普勒效应B.折射、衍射、多普勒效应、干涉C.反射、折射、干涉、多普勒效应D.衍射、折射、干涉、多普勒效应

40/52解析在春天里一次闪电过后，有时雷声轰鸣不绝，属于声波反射；“闻其声而不见其人”属于声波衍射；学生围绕振动音叉转一圈会听到忽强忽弱声音属于声波干涉；当正在鸣笛火车向着我们疾驶而来时，我们听到汽笛声音调变高属于多普勒效应。正确选项是A。答案

A41/521.(·宁波模拟)平静湖面传输着一列水面波(横波)，在波传输方向上有相距3m甲、乙两小木块随波上下运动。测得两小木块每分钟都上下30次。甲在波谷时，乙在波峰，且两小木块之间有一个波峰，这列水面波(

)A.频率是30Hz B.波长是3mC.波速是1m/s D.周期是0.1s42/52答案C43/522.一根粗细均匀较长绳子，右侧固定。现使左侧S点上下振动，产生一列向右传输机械波，某时刻第一次形成了如图所表示波形。以下说法中正确是(

)A.该波频率逐步增大B.该波频率逐步减小C.此时S点向下运动D.S点起始振动方向是向下

44/52解析波速是由介质性质决定，与波长无关，故该波波速保持不变，由图看出，该波波长逐步增大，而波速一定，由波速v＝λf知频率逐步减小，故A错误，B正确；由波传输方向与S点振动方向关系知此时S点向上运动，故C错误；右端刚起振点振动方向与波源S起振方向相同，方向向上，D错误。答案B45/523.(多项选择)如图甲为一列简谐横