第三章机械波单元复习课件-高二上学期物理人教版(2019)选择性

第3章《机械波》单元复习

推理建模推理单元知识结构机械波横波纵波归纳反射折射干涉衍射多普勒效应1.机械波：机械振动在介质中的传播2.横波：介质中质点的振动方向与波的传播方向垂直的波3.纵波：介质中质点的振动方向与波的传播方向在同一直线上的波。4.波的周期：介质中任意一个质点完成一次全振动所需要的时间，与波源振动的周期相等，用符号T表示。5.波的频率：介质中任意一个质点完成全振动的次数与所用时间之比，与波源的频率相等，用符号f表示。基本概念和规律6.波长：振动在介质中经过一个周期T传播的距离，也是介质中运动状态完全相同的两个相邻质点间的距离，用符号λ表示。7.波速：机械波在介质中传播的速度，由介质的性质决定，用符号v

表示。8.波的反射：波在传播中遇到障碍物时发生的背离障碍物传播的现象。9.波的折射：波在传播中从一种介质进入另一种介质时发生了传播方向偏折的现象。10.波的衍射：波绕过障碍物继续传播的现象。

衍射条件：波长和障碍物尺寸相差不多或波长大于障碍物尺寸11.波的干涉：两列振动情况相同的波源产生的波在某区域相遇时，在相遇区域的某些位置质点的振幅较大，振动加强；某些位置质点的振幅较小，振动减弱；且振动加强和减弱区域相互间隔、分布稳定的现象。

(1)干涉条件 (2)加强位置或减弱位置定量计算12.多普勒效应：当波源与观察者发生相对运动时，观察者接收到的波的频率高于或低于波源频率的现象。拓展延申——波动方程考虑一条绳，视为很多质点构成。设t=0,波源“0”位于平衡位置，并向y轴正方向运动.波源振动方程为y=Asin(ωt)，A为振幅距离波源x处的质点，经过时间t0=x/v开始振动。x处质点重复波源振动，时间上延迟了t0.x处质点振动方程为y=Asin[ω(t-x/v)]=Asin(ωt-2πx/λ)654321078910xy落后于波源的相位波动方程：y=Asin[ω(t-x/v)]=Asin(ωt-2πx/λ)(1)时间t确定，即波形图，给出位于x处的质点偏离其平衡位置的位移y，将质点x的坐标代入，即可计算出该时刻质点偏离平衡位置的位移(2)位置x确定，方程即表示位于x处质点的位移y随时间t变化的振动方程1.如图所示为一列沿x轴正方向传播的横波在某时刻的波形图。此时位于x=3cm的质点经过T/4后的坐标为多少？解：波沿x轴正方向传播，x=3cm质点此时振动方向沿y轴正方向，故T/4后坐标为y=2cm。复习与巩固2.如图所示为一列沿x轴正方向传播的横波在某时刻的波形图，波源位于坐标原点O，从t=0时刻开始振动。波速为2m/s，分别画出3.5s和t=6.5s两个时刻的波形图。解:波长λ=8m,T=

λ/v=4s.此时10m处质点刚振动。经过3.5s和6.5s，振动状态传播的距离分别为7m和13m.波形如下图：3.在一根水平绷紧的弹性绳上，质点A从零时刻开始上下做简谐运动，经时间t形成的波形如图所示。若规定向上方向为质点离开平衡位置位移y的正方向，画出质点A从零时刻开始做简谐运动的振动图像。解：波向右传播，P点刚振动，利用平移法，可判断P点此时向下振动，质点A初始也向下振动，振动如图。tyO4.(2022·全国甲卷)一平面简谐横波以速度v＝2m/s沿x轴正方向传播，t＝0时刻的波形图如图所示．介质中平衡位置在坐标原点的质点A在t＝0时刻的位移y＝cm.该波的波长为________m，频率为________Hz.t＝2s时刻，质点A____________(填“向上运动”“速度为零”或“向下运动”)．40.5向下运动分析：设图示波形图方程为由x=1.5m，y=0，得到1.5ω+π/4=π解得ω=0.5π由ω=0.5π=2π/λ

解得λ=4m频率f=v/λ=0.5Hz周期T=1/f=2st=2s时A振动方向与该时刻相同，由平移法可知向下运动。5.一列横波沿x轴正方向传播。当平衡位置位于x1=10m的质点A位于波峰时，平衡位置位于x2=140m的质点B位于波谷;在A、B之间有6个波峰，振源的振动周期为0.2s。这列波的波速为多大?质点B从波谷开始经多少时间位于波峰?解：如图，6.5λ=x2-x1得λ=20mv=λ/T=100m/s经t=0.5T+nT=(0.2n+0.1)sB位于波峰。AB6．(多选)波源S在t＝0时刻从平衡位置开始向上运动，形成向左右两侧传播的简谐横波，S、a、b、c、d、e和a′、b′、c′是沿波传播方向上的间距为1m的9个质点，t＝0时刻均静止于平衡位置，如图所示，当t＝0.1s时质点S第一次到达最高点，当t＝0.4s时质点d开始起振．则以下说法正确的是(

)

A．该波的波速为10m/sB．t＝0.4s这一时刻质点a的速度最大C．t＝0.4s这一时刻质点c的加速度最大D．t＝0.5s这一时刻质点c′已经振动了0.2sACD7.(多选)一列向右传播的横波在t＝0时的波形如图所示，A、B两质点间距为8m，B、C两质点平衡位置的间距为3m，当t＝1s时，质点C恰好通过平衡位置，该波的波速可能为(

)

A.1/3m/sB．1m/sC．13m/s D．17m/sBCD分析：8.图中的a是一列正弦波在某时刻的波形曲线，b是0.2s后它的波形曲线。试求这列波可能的传播速度。解：λ=4m.波向右传播，0.2s=T/4+nTn=0，1，…得T=0.8/(4n+1)sv=λ/T=(20n+5)m/s波向左传播，0.2s=3T/4+nT得T=0.8/(4n+3)sv=λ/T=(20n+15)m/s9.（2020北京卷）一列简谐横波某时刻波形如图甲所示．由该时刻开始计时，质点L的振动情况如图乙所示．下列说法正确的是(

)A．该横波沿x轴负方向传播B．该时刻质点N向y轴负方向运动C．质点L经半个周期将沿x轴正方向移动D．该时刻质点K与M的速度、加速度都相同B10.(多选)简谐横波在均匀介质中沿直线传播，P、Q是传播方向上相距10m的两个质点，波先传到质点P，当波传到质点Q开始计时，P、Q两个质点的振动图像如图所示.下列说法正确的是(

)

A．质点Q开始振动的方向沿y轴正方向B．该波从质点P传到Q的时间可能为8sC．该波的传播速度大小可能为1m/sD．该波的波长可能为7.5mAC分析：11.在学校运动场上50m直跑道的两端，分别安装了由同一信号发生器带动的两个相同的扬声器。两个扬声器连续发出波长为5m的声波。一同学从该跑道的中点出发，向某一端点缓慢行进10m。求在此过程中他听到扬声器声音由强变弱的次数?解：建立一维坐标系，扬声器坐标分别为-25m和25m.某点坐标为x，0m≤x≤10m.到两扬声器距离差值为∆r=(25+x)-(25-x)=2x加强位置满足：2x=nλn=0，1，2，…n=0，x=0；n=1，x=2.5m；n=2，x=5m；n=3，x=7.5m；n=4，x=10m.可以看出，相邻加强点的间距为0.5λ。减弱点满足：2x=(2n+1)·0.5λn=0，1，2，…n=0,x=1.25m；n=1,x=3.75m；

n=2,x=6.25m；n=3,x=8.75m；n=4,x=11.25m.减弱点位于两加强点中间。-25O10

25x/m010图中红色点表示加强位置，蓝色点表示减弱位置，故听到的由强变弱的次数为4次。12.(多选)两个振动情况完全一样的波源S1和S2相距6m，它们