高考物理复习第十三章选修2机械波

第十三章选修3－4第2讲机械波1/412/413/41机械振动介质振动方向传输方向波谷同一直线疏部纵波各个质点某个时刻4/414.正弦波：波图象是__________机械波．5.描述机械波物理量：(1)波长λ：振动相位__________两个________质点间距离．波在一个周期里传输距离等于________波长．(2)波速v：波传输速度，在同一个均匀介质中机械波传输是________，而传输速度由________决定，与波源无关．(3)频率f：波频率一直等于________振动频率．(4)三者之间关系：v＝_____.6.波衍射：波___________继续向前传输现象．只有_____________或______________跟波长相差不多，或者___________时，才能观察到显著衍射现象．正弦曲线总是相同相邻一个匀速介质波源λf绕过障碍物缝、孔宽度障碍物尺寸比波长更小5/417.波干涉：频率________两列波叠加，使一些区域振动__________，使一些区域振动__________，而且振动加强和振动减弱区域______________现象．8.多普勒效应：因为波源和观察者之间有________运动，使观察者感到频率_________现象；波源与观察者相对静止时，观察者观察到频率________波源振动频率；波源与观察者相互靠近，观察者观察到频率________波源振动频率．波源与观察者相互远离，观察者观察到频率________波源振动频率．相同一直加强一直减弱一直相互间隔相对发生改变等于大于小于6/417/411.后一质点落后、重复前一质点振动．2.介质中各质点起振方向都与振源起振方向相同，只不过离波源近质点先起振，离波源较远质点起振得要迟一些．3.各质点振动周期、频率和波源振动周期、频率相同．4.介质质点运动是在各自平衡位置附近简谐运动，是变加速运动，质点并不随波迁移．5.波是传递振动形式、能量和信息一个方式．机械波传输特点8/41典题演示1(·新课标Ⅱ卷)平衡位置位于原点O波源发出简谐横波在均匀介质中沿水平x轴传输，P、Q为x轴上两个点(均位于x轴正向)，P与O距离为35cm，此距离介于一倍波长与二倍波长之间，已知波源自t＝0时由平衡位置开始向上振动，周期T＝1s，振幅A＝5cm.当波传到P点时，波源恰好处于波峰位置；今后再经过5s，平衡位置在Q处质点第一次处于波峰位置，求：(1)P、Q之间距离．【答案】133cm(2)从t＝0开始到平衡位置在Q处质点第一次处于波峰位置时，波源在振动过程中经过旅程．【答案】125cm9/4110/41能够依据波传输方向判断介质中质点振动方向，反之也要能够由介质中质点振动方向来判断波传输方向．判断方法采取：1.带动法．由波形成传输原理可知，后振动质点总是重复先振动质点运动，且波总是由前面先振动点向后面振动点传输，即前带动后．波传输方向和质点振动方向判定11/4112/4113/4114/41典题演示2(·福建卷)简谐横波在同一均匀介质中沿x轴正方向传输，波速为v.若某时刻在波传输方向上，位于平衡位置两质点a、b相距为s，a、b之间只存在一个波谷，则从该时刻起，以下四幅波形中质点a最早抵达波谷是()D15/4116/41振动图象与波图象比较17/41振动图象波图象物理意义表示同一质点在各时刻位移表示某时刻各质点位移图象信息(1)质点振动周期(2)质点振幅(3)某一质点在各时刻位移(4)各时刻速度、加速度方向(1)波长、振幅(2)全部质点在该时刻位移(3)全部质点在该时刻加速度方向(4)传输方向、振动方向互判图象改变随时间推移，图象延续，但已经有形状不变随时间推移，波形沿传输方向平移一完整曲线占横坐标距离表示一个周期表示一个波长18/41典题演示3(·苏北四市三模)如图甲所表示，一列简谐横波沿x轴正方向传输，t＝0.2s时刚好传输到x1＝4m处．波源在坐标原点，其振动图象如图乙所表示，则这列波波速为________m/s.从图甲所表示时刻起，再经________s，x2＝42m处质点P第一次处于波峰．20219/4120/41波图象多解问题分析21/412.普通规律总结因为波动问题多解性出现，造成了求解波动问题复杂性，最轻易失误往往就是漏解．鉴于以上原因，在处理波问题时，一定要考虑其全部可能性，尤其是对题设条件含糊、没有明确说明物理量，一定要设法考虑其全部可能性．(1)说质点到达最大位移时，则有正方向和负方向最大位移两种可能．(2)质点由平衡位置开始振动，则有起振方向相反两种可能．(3)只给出两时刻波形，则有屡次重复出现可能等．总之，波问题要建立多解意识，只要有了多解意识，再加上对题意仔细分析，一定能得出全部解．22/41典题演示4(·南通、泰州、扬州、淮安二模)如图所表示，在xOy平面内有一列沿x轴正方向传输简谐横波，频率为2.5Hz.在t＝0时，xP＝2mP点位于平衡位置，速度沿－y方向；xQ＝6mQ点位于平衡位置下方最大位移处．求：(1)质点P第一次有＋y方向最大加速度需经过时间t.【答案】0.1s(2)波传输速度v.23/4124/41波干涉、衍射、多普勒效应分析25/4126/4127/4128/41典题演示5(·盐城三模)如图所表示，装有多普勒测速仪汽车测速监视器安装在公路旁，它向行驶中车辆发射已知频率超声波，并接收被车辆反射回来反射波．当某汽车向测速监视器靠近时，被该汽车反射回来反射波与测速监视器发出超声波相比()A.频率不变，波速变小 B.波速不变，频率变小C.频率不变，波速变大 D.波速不变，频率变大【解析】波传输速度只与介质相关，当波源靠近观察者时，观察者接收到频率变大，D项正确．D29/4130/411.频率一定声源在空气中向着静止接收器匀速运动．以v表示声源速度，v声表示声波速度(v<v声)，f表示接收器接收到频率．若f增大，则()A.v增大，v声增大 B.v增大，v声不变C.v不变，v声增大 D.v减小，v声不变【解析】因为声波速度由介质决定，故v声不变．据多普勒效应可知，当声源靠近接收器时接收到频率变高，v增大．故B正确．B31/41B32/4133/41AD34/4135/414.(·淮安5月模拟)一列简谐横波，沿x轴正方向传输．t＝0时刻波形图如图甲所表示，图乙是图甲中某质点振动图象．则该波波速为________m/s；图乙表示图甲中________(填“A”“B”“C”或“D”质点振动图象．10B36/4137/415.(·南京三模)空间中存在一列向右传输简谐横波，波速为2m/s，在t＝0时刻波形如图甲所表示，则x＝2.0m处质点位移—时间(yt)关系表示式为_____________________________cm.请在图乙中画出该简谐横波t1＝0.25s时刻波形