高考物理一輪復(fù)習(xí) 第2課時(shí) 機(jī)械波課件（選修3-4）.ppt

1、第2課時(shí)機(jī)械波,知識(shí)點(diǎn)一、機(jī)械波橫波和縱波 1機(jī)械波的形成條件 (1)有發(fā)生機(jī)械振動(dòng)的波源。 (2)有傳播介質(zhì)，如空氣、水等。,2傳播特點(diǎn) (1)機(jī)械波傳播的只是振動(dòng)的 和 ，質(zhì)點(diǎn)只在各自的平衡位置附近做簡諧運(yùn)動(dòng)，并不隨波 。 (2)介質(zhì)中各質(zhì)點(diǎn)的振幅相同，振動(dòng)周期和頻率都與 振動(dòng)周期和頻率相同。 (3)一個(gè)周期內(nèi)，質(zhì)點(diǎn)完成一次全振動(dòng)，通過的路程為 ，位移為 。,形式,能量,遷移,波源的,4A,零,3機(jī)械波的分類 (1)橫波：質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向與波的傳播方向相互 的波，有 (凸部)和 (凹部)。 (2)縱波：質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向與波的傳播方向在 上的波，有 和 。,波峰,波谷,垂直,同一直線,密部,疏部

2、,知識(shí)點(diǎn)二、橫波的圖象波速、波長和頻率的關(guān)系 1橫波的圖象 (1)坐標(biāo)軸：橫軸表示各質(zhì)點(diǎn)的 ，縱軸表示該時(shí)刻各質(zhì)點(diǎn)的 。 (2)意義：表示在波的傳播方向上，某時(shí)刻各質(zhì)點(diǎn)離開 的位移。 (3)圖象：,平衡位置,位移,平衡位置,相同,介質(zhì),振動(dòng)頻率,f,知識(shí)點(diǎn)三、波的干涉和衍射多普勒效應(yīng) 1波的干涉和衍射,2.多普勒效應(yīng) (1)條件：聲源和觀察者之間有 。 (2)現(xiàn)象：觀察者感到 發(fā)生變化。 (3)實(shí)質(zhì)：聲源頻率 ，觀察者接收到的頻率 。,相對(duì)運(yùn)動(dòng),頻率,不變,變化,思維深化 判斷正誤，正確的畫“”，錯(cuò)誤的畫“”。 (1)在機(jī)械波傳播過程中，介質(zhì)中的質(zhì)點(diǎn)隨波的傳播而遷移。 () (2)周期或頻率，

3、只取決于波源，而與v、無直接關(guān)系。 () (3)波速v取決于介質(zhì)的性質(zhì)，它與T、無直接關(guān)系。只要介質(zhì)不變，v就不變；如果介質(zhì)變了，v也一定變。 () 答案(1)(2)(3),題 組 自 測 題組一波的傳播特點(diǎn) 1(多選)關(guān)于波的形成和傳播，下列說法正確的是 () A質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向與波的傳播方向平行時(shí)，形成的波是縱波 B質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向與波的傳播方向垂直時(shí)，形成的波是橫波 C波在傳播過程中，介質(zhì)中的質(zhì)點(diǎn)隨波一起遷移 D波可以傳遞振動(dòng)形式和能量 答案ABD,2(多選)一振動(dòng)周期為T、振幅為A、位于x0點(diǎn)的波源從平衡位置沿y軸正向開始做簡諧振動(dòng)。該波源產(chǎn)生的一維簡諧橫波沿x軸正向傳播，波速為v，傳播過

4、程中無能量損失。一段時(shí)間后，該振動(dòng)傳播至某質(zhì)點(diǎn)P，關(guān)于質(zhì)點(diǎn)P振動(dòng)的說法正確的是 () A周期一定為T B速度的最大值一定為v C開始振動(dòng)的方向沿y軸向上或向下取決于它離波源的距離 D若P點(diǎn)與波源距離svT，則質(zhì)點(diǎn)P的位移與波源的相同,解析波在傳播過程中周期不變，故A正確；質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)速度與波傳播的速度是兩個(gè)概念，故B錯(cuò)誤：介質(zhì)中所有質(zhì)點(diǎn)開始振動(dòng)的方向都與波源的起振方向相同，故C錯(cuò)誤；若P點(diǎn)與波源距離svT，則質(zhì)點(diǎn)P與波源之間的距離為一個(gè)波長，故質(zhì)點(diǎn)P與波源的位移總是相同的，D正確。 答案AD,題組二波的圖象 3(多選)沿x軸正向傳播的一列簡諧橫波在t0時(shí)刻的波形如圖1所示，P為介質(zhì)中的一個(gè)質(zhì)點(diǎn)，

5、該波的傳播速度為2.5 m/s，則t0.8 s時(shí) () A質(zhì)點(diǎn)P相對(duì)平衡位置的位移為正值 B質(zhì)點(diǎn)P的速度方向與相對(duì)平衡位置的位移方向相同 C質(zhì)點(diǎn)P的速度方向與加速度的方向相同 D質(zhì)點(diǎn)P的加速度方向與相對(duì)平衡位置的位移方向相反,圖1,4如圖2所示為某一介質(zhì)中的甲、乙兩個(gè)質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)的位移隨時(shí)間變化的圖象，在t5 s時(shí)，兩質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向_(選填“相同”或“相反”)。由于兩質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)，在介質(zhì)中形成了兩列機(jī)械波，兩列波的波長之比甲乙_。,圖2,解析在t5 s時(shí)，兩質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向相同。由某一介質(zhì)中的甲、乙兩個(gè)質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)的位移隨時(shí)間變化的圖象可知，兩列波的周期之比為12832，兩列波的波長之比甲乙32。 答案相

6、同32,題組三波的干涉、衍射、多普勒效應(yīng) 5.在同一地點(diǎn)有兩個(gè)靜止的聲源，發(fā)出的聲波1和聲波2在同一空間的空氣中沿同一方向傳播，如圖3所示為某時(shí)刻這兩列波的圖象，則下列說法中正確的是 (),圖3,A聲波1的速度比聲波2的速度大 B相對(duì)于同一障礙物，聲波2比聲波1更容易發(fā)生衍射現(xiàn)象 C這兩列波在傳播過程中，不會(huì)產(chǎn)生穩(wěn)定的干涉圖樣 D在這兩列波傳播的方向上運(yùn)動(dòng)的觀察者，聽到的這兩列波的頻率均與從聲源發(fā)出時(shí)的頻率相同,解析這兩列波在同一介質(zhì)中傳播具有相同的傳播速度，故A錯(cuò)誤；由題圖可知，聲波1的波長比聲波2的波長長，相對(duì)于同一障礙物，聲波1比聲波2更易發(fā)生衍射現(xiàn)象，故B錯(cuò)誤；由于這兩列波的頻率不同，

7、所以相遇時(shí)不會(huì)產(chǎn)生穩(wěn)定的干涉圖樣，故C正確；根據(jù)多普勒效應(yīng)可知，D錯(cuò)誤。 答案C,6下列物理現(xiàn)象： 在春天里一次閃電過后，有時(shí)雷聲轟鳴不絕；“聞其聲而不見其人”；學(xué)生圍繞振動(dòng)的音叉轉(zhuǎn)一圈會(huì)聽到忽強(qiáng)忽弱的聲音；當(dāng)正在鳴笛的火車向著我們疾駛而來時(shí)，我們聽到汽笛聲的音調(diào)變高。 分別屬于波的 () A反射、衍射、干涉、多普勒效應(yīng) B折射、衍射、多普勒效應(yīng)、干涉 C反射、折射、干涉、多普勒效應(yīng) D衍射、折射、干涉、多普勒效應(yīng),解析在春天里一次閃電過后，有時(shí)雷聲轟鳴不絕，屬于聲波的反射；“聞其聲而不見其人”屬于聲波的衍射；學(xué)生圍繞振動(dòng)的音叉轉(zhuǎn)一圈會(huì)聽到忽強(qiáng)忽弱的聲音屬于聲波的干涉；當(dāng)正在鳴笛的火車向著我們

8、疾駛而來時(shí)，我們聽到汽笛聲的音調(diào)變高屬于多普勒效應(yīng)。正確選項(xiàng)是A。 答案A,考點(diǎn)一波動(dòng)圖象與波速公式的應(yīng)用 1波動(dòng)圖象的信息(如圖4所示) (1)直接讀取振幅A和波長，以及該時(shí)刻各質(zhì)點(diǎn)的位移。 (2)確定某時(shí)刻各質(zhì)點(diǎn)加速度的方向，并能比較其大小。 (3)結(jié)合波的傳播方向可確定各質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向或由各質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向確定波的傳播方向。,圖4,【例1】一列沿x軸正方向傳播的簡諧機(jī)械橫波，波速為4 m/s。某時(shí)刻波形如圖5所示，下列說法正確的是 () A這列波的振幅為4 cm B這列波的周期為1 s C此時(shí)x4 m處質(zhì)點(diǎn)沿y軸負(fù)方向運(yùn)動(dòng) D此時(shí)x4 m處質(zhì)點(diǎn)的加速度為0,圖5,波的傳播方向與質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)方向

9、的互判方法,【變式訓(xùn)練】 1(2014天津卷，5)平衡位置處于坐標(biāo)原點(diǎn)的波源S在y軸上振動(dòng)，產(chǎn)生頻率為50 Hz的簡諧橫波向x軸正、負(fù)兩個(gè)方向傳播，波速均為100 m/s。平衡位置在x軸上的P、Q兩個(gè)質(zhì)點(diǎn)隨波源振動(dòng)著， P、Q的x軸坐標(biāo)分別為xP3.5 m、xQ3 m。當(dāng)S位移為負(fù)且向y方向運(yùn)動(dòng)時(shí)，P、Q兩質(zhì)點(diǎn)的 () A位移方向相同、速度方向相反 B位移方向相同、速度方向相同 C位移方向相反、速度方向相反 D位移方向相反、速度方向相同,考點(diǎn)二振動(dòng)圖象和波的圖象的關(guān)聯(lián)分析 求解波動(dòng)圖象與振動(dòng)圖象綜合類問題可采用“一分、一看、二找”的方法 (1)分清振動(dòng)圖象與波動(dòng)圖象。此問題最簡單，只要看清橫坐

10、標(biāo)即可，橫坐標(biāo)為x則為波動(dòng)圖象，橫坐標(biāo)為t則為振動(dòng)圖象。 (2)看清橫、縱坐標(biāo)的單位。尤其要注意單位前的數(shù)量級(jí)。 (3)找準(zhǔn)波動(dòng)圖象對(duì)應(yīng)的時(shí)刻。 (4)找準(zhǔn)振動(dòng)圖象對(duì)應(yīng)的質(zhì)點(diǎn)。,【例2】(多選)如圖6(a)為一列簡諧橫波在t2 s時(shí)的波形圖，圖(b)為媒質(zhì)中平衡位置在 x1.5 m處的質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)圖象，P是平衡位置為x2 m的質(zhì)點(diǎn)。下列說法正確的是_。(填正確答案標(biāo)號(hào)),圖6,A波速為0.5 m/s B波的傳播方向向右 C02 s時(shí)間內(nèi)，P運(yùn)動(dòng)的路程為8 cm D02 s時(shí)間內(nèi)，P向y軸正方向運(yùn)動(dòng),答案AC,圖象問題的易錯(cuò)點(diǎn)： (1)不理解振動(dòng)圖象與波的圖象的區(qū)別。 (2)誤將振動(dòng)圖象看做波的圖

11、象或?qū)⒉ǖ膱D象看做振動(dòng)圖象。 (3)不知道波傳播過程中任意質(zhì)點(diǎn)的起振方向與波源的起振方向相同。 (4)不會(huì)區(qū)分波的傳播位移和質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)位移。 (5)誤認(rèn)為質(zhì)點(diǎn)隨波遷移。,【變式訓(xùn)練】 2(多選)圖7(a)為一列簡諧橫波在t0.10 s時(shí)刻的波形圖，P是平衡位置在x1.0 m處的質(zhì)點(diǎn)，Q是平衡位置在x4.0 m處的質(zhì)點(diǎn)；圖(b)為質(zhì)點(diǎn)Q的振動(dòng)圖象。下列說法正確的是_。(填正確答案標(biāo)號(hào)),圖7,A在t0.10 s時(shí)，質(zhì)點(diǎn)Q向y軸正方向運(yùn)動(dòng) B在t0.25 s時(shí)，質(zhì)點(diǎn)P的加速度方向與y軸正方向相同 C從t0.10 s到t0.25 s，該波沿x軸負(fù)方向傳播了6 m D從t0.10 s到t0.25 s，

12、質(zhì)點(diǎn)P通過的路程為30 cm,答案BC,考點(diǎn)三波的多解問題 造成波動(dòng)問題多解的主要因素有 1周期性 (1)時(shí)間周期性：時(shí)間間隔t與周期T的關(guān)系不明確。 (2)空間周期性：波傳播距離x與波長的關(guān)系不明確。 2雙向性 (1)傳播方向雙向性：波的傳播方向不確定。 (2)振動(dòng)方向雙向性：質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)方向不確定。,3波形的隱含性形成多解 在波動(dòng)問題中，往往只給出完整波形的一部分，或給出幾個(gè)特殊點(diǎn)，而其余信息均處于隱含狀態(tài)。這樣，波形就有多種情況，形成波動(dòng)問題的多解性。,【例3】(2014四川卷，5)如圖8所示，甲為t1 s時(shí)某橫波的波形圖象，乙為該波傳播方向上某一質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)圖象，距該質(zhì)點(diǎn)x0.5 m處質(zhì)點(diǎn)的

13、振動(dòng)圖象可能是 (),圖8,解析 法一：若波沿x方向傳播，則t0 時(shí)的波形圖如圖(a)虛線所示，則質(zhì) 點(diǎn)P的振動(dòng)圖象為題中乙圖所示。距 P點(diǎn)0.5 m的質(zhì)點(diǎn)的位移y0，且向 下運(yùn)動(dòng)，或y0，且向上運(yùn)動(dòng)；若波沿x方向傳播，則t0時(shí)的波形圖如圖(a)虛線所示，則質(zhì)點(diǎn)Q的振動(dòng)圖象為題中乙圖所示。距Q點(diǎn)0.5 m的質(zhì)點(diǎn)的位移y0，且向上運(yùn)動(dòng)，或y0，且向下運(yùn)動(dòng)。所以選項(xiàng)A正確。,圖(a),圖(b)圖(c),答案A,【變式訓(xùn)練】 3(多選)(2014長春三模)一列簡諧橫波沿x軸正方向傳播，t時(shí)刻波形圖如圖9中的實(shí)線所示，此時(shí)波剛好傳到P點(diǎn)，t0.6 s時(shí)刻的波形如圖中的虛線所示，a、b、c、P、Q是介質(zhì)

14、中的質(zhì)點(diǎn)，則下列說法正確的是(),圖9,A這列波的波速可能為50 m/s B質(zhì)點(diǎn)a在這段時(shí)間內(nèi)通過的路程一定小于30 cm C質(zhì)點(diǎn)c在這段時(shí)間內(nèi)通過的路程可能為60 cm D若周期T0.8 s，則在t0.5 s時(shí)刻，質(zhì)點(diǎn)b、P的位移相同,答案ACD,2.多普勒效應(yīng)的成因分析 (1)接收頻率：觀察者接收到的頻率等于觀察者在單位時(shí)間內(nèi)接收到的完全波的個(gè)數(shù)。 (2)當(dāng)波源與觀察者相互靠近時(shí)，觀察者接收到的頻率變大，當(dāng)波源與觀察者相互遠(yuǎn)離時(shí)，觀察者接收到的頻率變小。,【例4】(多選)(2014全國大綱卷，18)兩列振動(dòng)方向相同、振幅分別為A1和A2的相干簡諧橫波相遇。下列說法正確的是 () A波峰與波

15、谷相遇處質(zhì)點(diǎn)的振幅為|A1A2| B波峰與波峰相遇處質(zhì)點(diǎn)離開平衡位置的位移始終為A1A2 C波峰與波谷相遇處質(zhì)點(diǎn)的位移總是小于波峰與波峰相遇處質(zhì)點(diǎn)的位移 D波峰與波峰相遇處質(zhì)點(diǎn)的振幅一定大于波峰與波谷相遇處質(zhì)點(diǎn)的振幅,解析波峰與波谷相遇時(shí)，振幅相消，故實(shí)際振幅為|A1A2|，故選項(xiàng)A正確；波峰與波峰相遇處，質(zhì)點(diǎn)的振幅最大，合振幅為A1A2，但此處質(zhì)點(diǎn)仍處于振動(dòng)狀態(tài)中，其位移隨時(shí)間按正弦規(guī)律變化，故選項(xiàng)B錯(cuò)誤；振動(dòng)減弱點(diǎn)和加強(qiáng)點(diǎn)的位移隨時(shí)間按正弦規(guī)律變化，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；波峰與波峰相遇時(shí)振動(dòng)加強(qiáng)，波峰與波谷相遇時(shí)振動(dòng)減弱，加強(qiáng)點(diǎn)的振幅大于減弱點(diǎn)的振幅，故選項(xiàng)D正確。 答案AD,【變式訓(xùn)練】 4(多選

16、)(2014鹽城二模)如圖10所示，一小型漁港的防波堤兩端MN相距約60 m，在防波堤后A、B兩處有兩只小船進(jìn)港躲避風(fēng)浪。某次海嘯引起的波浪沿垂直于防波堤的方向向防波堤傳播，則下列說法中正確的是 (),圖10,A假設(shè)波浪的波長約為10 m，則A、B兩處小船基本上不受波浪影響 B假設(shè)波浪的波長約為10 m，則A、B兩處小船明顯受到波浪影響 C假設(shè)波浪的波長約為50 m，則A、B兩處小船基本上不受波浪影響 D假設(shè)波浪的波長約為50 m，則A、B兩處小船明顯受到波浪影響,解析根據(jù)題意，A、B兩處小船明顯受到波浪影響的原因是水波發(fā)生了明顯的衍射現(xiàn)象，波浪能傳播到A、B兩處。由于只有當(dāng)障礙物或縫隙的尺寸比波長小或跟波長差不多的時(shí)候，才會(huì)發(fā)生明顯的衍射現(xiàn)象，故A、D正確，B、C錯(cuò)誤。 答案AD,5如圖11所示，在公路的十字路口東側(cè)路邊，甲以速度v1向東行走，在路口北側(cè)，乙