高考物理一轮复习第七章第2节机械波课件

第2节机械波定义①__________在介质中的传播形成机械波产生条件(1)②____________；(2)③____________形成原因介质中的质点受波源或邻近质点的驱动做④________振动分类横波振动方向与传播方向⑤________的波，如绳波纵波振动方向与传播方向⑥_______________的波，如声波一、机械波机械振动有波源有介质受迫垂直在同一直线上波长λ在波动中，振动相位总是________的两个相邻质点间的距离频率f与________的振动频率相等波速v波在介质中的传播速度波速与波长和频率的关系：v＝________二、机械波的描述相同波源λf

三、波的图像

1.坐标轴的意义：横坐标表示在波的传播方向上各质点的____________，纵坐标表示某一时刻各质点偏离平衡位置的位移. 2.图像的物理意义：某一时刻介质中各质点相对___________的位移.平衡位置平衡位置四、波的特性图7-2-1

1.波的叠加.

观察两列波的叠加过程可知：几列波相遇时，每列波都能够保持各自的状态继续传播而不_________，只是在重叠的区域里，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_________________.互相干扰位移的矢量和类型波的干涉波的衍射条件两列波的频率必须______；两个波源的相位差必须保持不变明显条件：障碍物或孔的______比波长小或相差不多现象形成加强区和减弱区相互隔开的稳定的___________波能够________障碍物或孔继续向前传播相同尺寸干涉图样绕过2.波的干涉和衍射.

3.多普勒效应. (1)定义：由于波源和观察者之间有__________，使观察者接收到的波的频率发生变化的现象. (2)产生条件：波源和观察者之间有__________. (3)规律：当波源与观察者相互靠近时，观察者接收到的频率_______；当波源与观察者相互远离时，观察者接收到的频率降低.相对运动相对运动升高【基础自测】1.判断下列题目的正误.(1)通过波的图像可以找出任一质点在任意时刻的位移.()(2)机械波在传播过程中，各质点振动的周期、起振方向都相同.()(3)波速表示介质中质点振动的快慢.()(4)两列波在介质中叠加，一定会产生干涉现象.())(5)一切波都能发生衍射现象.(答案：(1)×

(2)√

(3)×

(4)×

(5)√2.(多选)机械波在给定的介质中传播时，下列说法正确的是(

)A.振幅越大，则波传播的速度越快B.振幅越大，则波传播的速度越慢C.波速与振幅无关D.在一个周期内，波传播的距离等于一个波长无关，A、B错误，C正确.质点振动一个周期，波传播的距离等于一个波长，D正确.答案：CD

3.在喜剧电影《功夫》中，包租婆的“狮子吼”可以将酒杯震碎.若我们用手指轻弹同样的酒杯，听到清脆的声音，并测得该声音的频率为500Hz，已知空气中的声速为340m/s，则包租婆的)

B.1.32mD.2.94m“狮子吼”声波的波长约为( A.0.68m C.1.47m

答案：A

4.(2023年上海闵行二模)如图7-2-2为某种消声管原理示意图，噪声声波到达A点时，分为两路传播，在B处汇合，如半径)合适，两路声波会互相抵消，实现消声.则( A.该消声管利用的是声波的衍射原理

B.两路声波的频率不相等

C.两路声波传播速度不相等

D.若消声成功，B处为振动减弱点图7-2-2

解析：根据干涉特点，可知两相干波源的距离差为半波长的奇数倍时，此点为振动减弱点点，便可以消除噪声，所以消声器利用了波的干涉原理，两路声波的频率和波速相等，若消声成功，B处为振动减弱点.答案：D热点1机械波与波的图像[热点归纳]1.波的周期性.(1)质点振动nT(n＝0，1，2，3，…)时，波形不变.

(2)在波的传播方向上，当两质点平衡位置间的距离为nλ(n＝1，2，3，…)时，它们的振动步调总相同.当两质点平衡位置间的项目内容图像“上下坡”法沿波的传播方向，“上坡”时质点向下振动，“下坡”时质点向上振动“同侧”法波形上某点表示传播方向和振动方向的箭头在图线同侧“微平移”法将波形沿传播方向进行微小的平移，再由对应同一x坐标的两波形曲线上的点来判断振动方向2.波的传播方向与质点振动方向的互判方法：

【典题1】(2023

年湖北卷)一列简谐横波沿x轴正向传播，波长为100cm，振幅为8cm.介质中有a和b两个质点，其平衡位置分别位于x＝－40 3cm和x＝120cm处.某时刻b质点的位移为y＝4cm，且向y轴正方向运动.从该时刻开始计时，则a质点的振动图像为()ABCD点此时的位移为y＝8sinφa＝4cm，且向下振动，即此时的波形图如图D29所示.图D29答案：A项目振动图像波的图像研究对象一个振动质点沿波传播方向的所有质点研究内容某一质点的位移随时间的变化规律某时刻所有质点的空间分布规律热点2振动图像和波的图像考向1振动图像和波的图像的综合应用[热点归纳]项目振动图像波的图像图像物理意义表示同一质点在各时刻的位移表示某时刻各质点的位移(续表)项目振动图像波的图像图像信息(1)质点振动周期(2)质点振幅(3)某一质点在各时刻的位移(4)各时刻速度、加速度的方向(1)波长、振幅(2)任意一质点在该时刻的位移(3)任意一质点在该时刻加速度的方向(4)传播方向、振动方向的互判(续表)项目振动图像波的图像图像变化随时间推移，图像延续，但已有形状不变随时间推移，图像沿传播方向平移一个完整曲线占横坐标的距离表示一个周期表示一个波长(续表)

【典题2】(2022

年广东惠州二模)图7-2-3甲为某列简谐横波在t＝0时刻的波形图，a、b、c、d是横波上的四个质点，图乙是横波上质点b的振动图像，四个质点中加速度最大的是______点，0～0.5s振动路程最大的是_______点.甲乙图7-2-3周期T＝2s，0.5s为T，a质点和b质点的路程为A＝5cm，由平均速率大于从平衡位置到最大位移的T时间的平均速率，所以解析：处于最大位移处的质点加速度最大，a点加速度最大.图乙知b在0时刻向y轴负方向振动，由图甲和波的平移法知波向x轴正方向传播，所以0时刻c点振动方向向下，在0～0.5s时间内向平衡位置移动，经过平衡位置后向负最大位移处移动，小于从平衡位置到最大位移的T时间的平均速率，所以路程小于路程大于5cm，而d点0时刻向上振动，在0～0.5s时间内向正最大位移处移动，再从正最大位移处向平衡位置靠近，平均速率5cm，所以路程最大的是c点.答案：ac考向2波的多解问题[热点归纳]1.造成波的问题多解的主要因素：(1)周期性.①时间周期性：时间间隔Δt与周期T的关系不明确.②空间周期性：波传播距离Δx与波长λ的关系不明确.(2)双向性.①传播方向双向性：波的传播方向不确定.②振动方向双向性：质点振动方向不确定.如：a.质点达到最大位移处，则有正向和负向最大位移两种可能.b.质点由平衡位置开始振动，则起振方向有向上、向下(或向左、向右)两种可能.c.只告诉波速不指明波的传播方向，应考虑沿两个方向传播的可能，即沿x轴正方向或沿x轴负方向传播.d.只给出两时刻的波形，则有多次重复出现的可能.(3)波形的隐含性形成多解.

在波动问题中，往往只给出完整波形的一部分或几个特殊点，而其余信息均处于隐含状态.这样，波形就有多种情况，形成波动问题的多解性.2.解决波的多解问题的思路.

一般采用从特殊到一般的思维方法，即找出一个周期内满足条件的关系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，…).

【典题3】一列简谐横波沿x轴的正向传播，振幅为2cm，周期为T，已知在t＝0时刻波上相距30cm的两质点a、b的位移都是1cm，但运动方向相反，其中质点a沿y轴负向运动，如图7-2-4所示，则该波波长_________(填“一定”“可能”或“不可大”“最小”或“在最大和最小之间”).图7-2-4解析：根据质点的振动方程x＝Asinωt，设质点的起振方向向上，则对于b点，有1＝2sinωt1a点振动比b点早，对于a点，有1＝2sinωt2则波长通项为λ＝

903n＋1cm(n＝0，1，2，3，…)当n＝3时，λ＝9cm.则该波波长可能为9cm.质点a到达平衡位置处，速度最大.答案：可能最大或v＝＝λf求波速.方法技巧波的多解问题的一般解题步骤(1)根据初、末两时刻的波形确定传播距离与波长的关系通式.(2)根据题设条件判断是唯一解还是多解.(3)根据波速公式v＝Δx

Δt

λT热点3波的干涉与衍射、多普勒效应[热点归纳]1.波的干涉现象中加强点、减弱点的两种判断方法.(1)公式法.某质点的振动是加强还是减弱，取决于该点到两相干波源的距离之差Δr.①当两波源振动步调一致时：a.若Δr＝nλ(n＝0，1，2，…)，则振动加强.②当两波源振动步调相反时：b.若Δr＝nλ(n＝0，1，2，…)，则振动减弱.(2)现象法.

在某时刻波的干涉的波形上，波峰与波峰(或波谷与波谷)的交点，一定是加强点，而波峰与波谷的交点一定是减弱点，各加强点或减弱点各自连接而成以两波源为中心向外辐射的连线，形成加强线和减弱线，两种线互相间隔，加强点与减弱点之间各质点的振幅介于加强点与减弱点的振幅之间.2.发生明显衍射的条件.(1)若障碍物的尺寸与波长差不多或比波长小，则发生明显衍射.(2)波的衍射是不需要条件的，没达到上述条件的衍射只是不明显.3.多普勒效应.(1)产生条件：波源与观察者之间有相对运动.(2)现象：两者相互靠近时，感觉波的频率升高.两者相互远离时，感觉波的频率降低.考向1对波的干涉的理解

【典题4】(2022

年广东深圳二模)如图7-2-5甲是两列水波相遇后形成的稳定干涉图样，形成该图样需要满足的条件是两个波源的________(填“频率”或“振幅”)一定相同，图乙表示振幅均为A的两列相干波叠加，实线表示波峰，虚线表示波谷，OM连线的中点为振动________(填“加强”或“减弱”)点，此时O处质点相对平衡位置的位移大小为__________.图7-2-5

解析：两列水波相遇后形成的稳定干涉图样时，两个波源的频率一定相同.因O点和M点都是振动加强点，则OM连线的中点为振动加强点，此时O处质点处于波谷与波谷相遇点，则相对平衡位置的位移大小为2A.答案：频率加强2A思路导引两列频率相同的同种性质的波相遇，峰峰相遇，振动加强为新的波峰，谷谷相遇，振动加强为新的波谷，图中OM连线上任一点均加强，振幅相同，但位移不同，各点位移均为单独一列波中对应质点位移的2倍.

考向2对波的衍射条件的理解

【典题5】(2023年江苏淮安调研)如图

7-2-6所示，P为桥墩，A为靠近桥墩浮在水面的叶片，波源S连续振动，形成水波，此时叶片A静止不动.为使水波能