【名師面對面】2016高考物理大一輪復(fù)習(xí)-第2講-機(jī)械波課件選修3-4

1、選修3－4,選考部分,第2講　機(jī)械波,一、機(jī)械波的形成、傳播與描述1．定義：機(jī)械振動在______中傳播，形成機(jī)械波．2．形成條件(1)有________．(2)有介質(zhì)，如空氣、水、繩子等．3．傳播特點(diǎn)(1)傳播波源的振動形式、能量和信息．(2)質(zhì)點(diǎn)不隨波遷移．,介質(zhì),波源,(3)介質(zhì)中各質(zhì)點(diǎn)振動頻率、振幅、起振方向等都與波源_____．4．機(jī)械波的分類,相同,相同,無關(guān),【跟蹤訓(xùn)練】1．(多選)下列說法中正確的是(　

2、　)A．在水平方向傳播的波為橫波B．在機(jī)械波中各質(zhì)點(diǎn)隨波的傳播而遷移C．機(jī)械波在傳播過程中，各個(gè)質(zhì)點(diǎn)振動的周期、振幅都相等D．機(jī)械波在一個(gè)周期內(nèi)傳播的距離就是一個(gè)波長E．波速表示介質(zhì)中質(zhì)點(diǎn)振動的快慢【答案】CD,【解析】振動方向與傳播方向垂直的波為橫波，A錯；在機(jī)械波中各質(zhì)點(diǎn)在平衡位置附近振動，并不隨波的傳播發(fā)生遷移，B錯；機(jī)械波在傳播過程中，各質(zhì)點(diǎn)都重復(fù)波源的振動，它們的振幅、周期都相等，C對；機(jī)械波在一個(gè)周期內(nèi)向遠(yuǎn)處傳播

3、的距離為一個(gè)完整的波形，其距離為一個(gè)波長，D對；波速表示振動在介質(zhì)中傳播的快慢，與質(zhì)點(diǎn)振動的快慢無關(guān)，E錯．,二、簡諧橫波的圖象1．坐標(biāo)軸的意義橫坐標(biāo)x表示在波的傳播方向上各個(gè)質(zhì)點(diǎn)的________，縱坐標(biāo)y表示該時(shí)刻各個(gè)質(zhì)點(diǎn)偏離平衡位置的_____．2．圖象特點(diǎn)簡諧波的波形曲線是______(或余弦)曲線．圖12－2－1,,平衡位置,位移,正弦,3．橫波圖象的應(yīng)用(1)直接讀取波動中質(zhì)點(diǎn)的振幅A和波長λ，以及任意一

4、質(zhì)點(diǎn)此刻的位移、加速度方向．(2)若已知波的傳播方向，可知介質(zhì)質(zhì)點(diǎn)的__________，反之亦然．(3)若知波速v，可求此時(shí)刻以后某一時(shí)刻的波形圖，方法是把波形圖平移Δx＝vΔt的距離．,振動方向,A．質(zhì)點(diǎn)P的振動周期為0.25 sB．經(jīng)過任意時(shí)間，質(zhì)點(diǎn)Q和P的振動情況總是相同的C．經(jīng)過Δt＝0.4 s，質(zhì)點(diǎn)P向右移動0.8 mD．經(jīng)過Δt＝0.4 s，質(zhì)點(diǎn)P將在平衡位置，它通過的路程為0.2 m【答案】B,三、波的特有現(xiàn)

5、象1．波的干涉和衍射,相同,干涉圖像,波長,2.多普勒效應(yīng)(1)條件：聲源和觀察者之間有________．(2)現(xiàn)象：觀察者感到波的頻率發(fā)生變化．(3)實(shí)質(zhì)：聲源頻率不變，觀察者接收到的頻率變化．(4)規(guī)律：當(dāng)波源與觀察者二者相互接近，觀察者接收到的頻率______；二者遠(yuǎn)離時(shí)，觀察者接收到的頻率_____．,相對運(yùn)動,變大,變小,【跟蹤訓(xùn)練】3．(多選)(2015年湖北模擬)關(guān)于波的干涉，衍射等現(xiàn)象，下列說法正確的是(　　

6、)A．有的波只能發(fā)生干涉現(xiàn)象，有的波只能發(fā)生衍射現(xiàn)象B．產(chǎn)生干涉現(xiàn)象的必要條件之一，就是兩列波的頻率相等C．能觀察到明顯的衍射現(xiàn)象的條件是障礙物的尺寸與波長比較相差不多或比波長更小D．在干涉圖樣中，振動加強(qiáng)區(qū)域的質(zhì)點(diǎn)，其位移始終保持最大；振動減弱區(qū)域的質(zhì)點(diǎn)，其位移始終保持最小E．當(dāng)觀測者靠近波源時(shí)，接收到的波的頻率會大于波源的振動頻率,【答案】BCE【解析】干涉、衍射是波共有的特性，所以A錯誤．干涉具備兩波頻率相同、波源性質(zhì)

7、相同的條件，B正確；當(dāng)滿足d≤λ時(shí)產(chǎn)生明顯的衍射現(xiàn)象，C正確．在干涉圖樣中，位移隨時(shí)間時(shí)刻發(fā)生變化，加強(qiáng)和減弱的是振幅，D錯誤．在多普勒效應(yīng)中，觀測者與波源相對靠近時(shí)，接收到的波的頻率大于波源的振動頻率，相對遠(yuǎn)離時(shí)，接收到的頻率變小，選項(xiàng)E正確．,波的圖象和傳播,(3)各質(zhì)點(diǎn)的起振方向與波源的起振方向相同．(4)質(zhì)點(diǎn)振動nT(波傳播nλ)時(shí)，波形不變．(5)若知波速v，可求此時(shí)刻以后某一時(shí)刻的波形圖，即把波形圖平移Δx＝vΔt的距離

8、．,2．波的傳播方向與質(zhì)點(diǎn)的振動方向的判斷方法,(多選)(2015年云南調(diào)研)在坐標(biāo)原點(diǎn)的波源產(chǎn)生一列沿x軸正方向傳播的簡諧橫波，波速v＝10 m/s，已知在t＝0時(shí)刻的波形如圖12－2－3所示，此時(shí)波剛好傳播到x＝5 m處．下列說法中正確的是(　　)A．這列波的波長為4 mB．這列波的振幅為20 cmC．這列波的頻率為2.5 HzD．波源起振方向沿y軸正方向E．再經(jīng)過0.2 s的時(shí)間，質(zhì)點(diǎn)a到達(dá)質(zhì)點(diǎn)b現(xiàn)在所處的位置,(多選)

9、(2011年海南卷)一列簡諧橫波在t＝0時(shí)的波形圖如圖12－2－4所示．介質(zhì)中x＝2 m處的質(zhì)點(diǎn)P沿y軸方向做簡諧運(yùn)動的表達(dá)式為y＝10 sin(5πt) cm.關(guān)于這列簡諧波，下列說法正確的是(　　)A．周期為4.0 s 　B．振幅為20 cmC．傳播方向沿x軸正向 　D．傳播速度為10 m/s,【答案】CD,【答案】C【解析】根據(jù)題意可知，波沿x軸正、負(fù)兩方向傳播，波形圖關(guān)于y軸對稱，A、B兩項(xiàng)錯誤，在t＝0.6

10、s＝1.5 T時(shí)，波沿x軸正、負(fù)方向傳播了1.5λ，由波源的起振方向沿y軸正方向可知，此時(shí)離坐標(biāo)原點(diǎn)1.5λ處的質(zhì)點(diǎn)的振動方向也為沿y軸正方向，C項(xiàng)正確．,振動圖象與波的圖象比較,振動圖象和波動圖象的綜合運(yùn)用,(2014年全國卷)圖12－2－5甲為一列簡諧橫波在t＝2 s時(shí)的波形圖，圖12－2－5乙為媒質(zhì)中平衡位置在x＝1.5 m處的質(zhì)點(diǎn)的振動圖象，P是平衡位置為x＝2 m的質(zhì)點(diǎn)．下列說法正確的是________．,A．波速為為0.5

11、m/sB．波的傳播方向向右C．0～2 s時(shí)間內(nèi)，P運(yùn)動的路程為8 cmD．0～2 s時(shí)間內(nèi)，P向y軸正方向運(yùn)動E．當(dāng)t＝7 s時(shí)，P恰好回到平衡位置,(1)從該時(shí)刻開始計(jì)時(shí)，畫出x＝7.5×10－3m處質(zhì)點(diǎn)做簡諧運(yùn)動的振動圖象(至少一個(gè)周期)．(2)現(xiàn)測得超聲波信號從漁船到魚群往返一次所用的時(shí)間為4 s，求魚群與漁船間的距離(忽略船和魚群的運(yùn)動)．【答案】(1)圖見解析　(2)3 000 m,,造成波動問題多解的常

12、見因素(1)周期性：①時(shí)間周期性：時(shí)間間隔Δt與周期T的關(guān)系不明確．②空間周期性：波傳播距離Δx與波長λ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振動方向雙向性：質(zhì)點(diǎn)振動方向不確定．(3)兩質(zhì)點(diǎn)空間關(guān)系不確定：在波的傳播方向上兩質(zhì)點(diǎn)間的距離不確定，或者所處的位置不確定．,波的多解問題,,波的干涉和衍射,2．干涉現(xiàn)象務(wù)必注意以下幾點(diǎn)(1)振動加強(qiáng)和減弱區(qū)域不變；(2)加強(qiáng)和減弱的是振幅，而不是位

13、移；(3)干涉現(xiàn)象出現(xiàn)是有條件的3．發(fā)生明顯衍射的條件(1)若障礙物的尺寸與波長差不多或比波長小，則發(fā)生明顯衍射；(2)波的衍射是不需要條件的，沒達(dá)到上述條件的只是不明顯．,A．A點(diǎn)為振動加強(qiáng)點(diǎn)，經(jīng)過半個(gè)周期，這一點(diǎn)振動減弱B．B點(diǎn)為振動減弱點(diǎn)，經(jīng)過半個(gè)周期，這一點(diǎn)振動加強(qiáng)C．C點(diǎn)為振動加強(qiáng)點(diǎn)，經(jīng)過半個(gè)周期，這一點(diǎn)振動仍加強(qiáng)D．D點(diǎn)為振動減弱點(diǎn)，經(jīng)過半個(gè)周期，這一點(diǎn)振動加強(qiáng)E．若這兩列波遇到尺寸為該波波長的障礙物，這兩列