2017高考物理總復(fù)習(xí)-機械振動與機械波-光-電磁波-相對論-第一章-機械振動-機械波-第二節(jié)-機械波課件

1、第二節(jié)　機械波,波源,介質(zhì),振動形式,隨波遷移,相同,平衡位置,位移,平衡位置,λf,1．判斷下列說法的正誤。(1)在機械波的傳播中，各質(zhì)點隨波的傳播而遷移。( )(2)機械波在傳播過程中，各個質(zhì)點振動的周期、振幅都相等。( )(3)機械波在一個周期內(nèi)傳播的距離等于一個波長。( ),［自我檢測］,×,√,√,(4)兩列波在介質(zhì)中疊加，一定產(chǎn)生干涉現(xiàn)象。( )(5

2、)一切波都能發(fā)生衍射現(xiàn)象。( )(6)多普勒效應(yīng)說明波源的頻率發(fā)生變化。( ),×,×,√,2．(2016·佛山模擬) “隔墻有耳”現(xiàn)象是指隔著墻，也能聽到墻另一側(cè)傳來的聲音，因為聲波A．發(fā)生了干涉，聽者處于振動加強處B．發(fā)生了干涉，聽者處于振動減弱處C．波長較短，無法發(fā)生明顯衍射D．波長較長，發(fā)生了明顯衍射答案　D,3．介質(zhì)中有一列簡諧機械波傳播，對于其中某個振動質(zhì)點A．它的振

3、動速度等于波的傳播速度B．它的振動方向一定垂直于波的傳播方向C．它在一個周期內(nèi)走過的路程等于一個波長D．它的振動頻率等于波源的振動頻率答案　D,4．如圖1－2－1所示，向左勻速運動的小車發(fā)出頻率為f的聲波，車左側(cè)A處的靜止的人感受到的聲波的頻率為f1，車右側(cè)B處的靜止的人感受到的聲波的頻率為f2，則圖1－2－1,A．f1fC．f1>f，f2>f D．f1>f，f2<f答案　D,考點一　波的

4、圖象與波速公式1．波的圖象反映了在某時刻介質(zhì)中的各質(zhì)點離開平衡位置的位移情況，圖象的橫軸表示各質(zhì)點的平衡位置，縱軸表示該時刻各質(zhì)點的位移，如圖1－2－2所示。,圖1－2－2圖象的應(yīng)用：(1)直接讀取振幅A和波長λ，以及該時刻各質(zhì)點的位移。(2)確定某時刻各質(zhì)點加速度的方向，并能比較其大小。,考向1　質(zhì)點振動方向與波的傳播方向的關(guān)系[例1]　 (2015·北京理綜)周期為2.0 s的簡諧橫波沿x軸傳播，該波在某時刻的圖

5、象如圖1－2－3所示，此時質(zhì)點P沿y軸負方向運動。則該波圖1－2－3,A．沿x軸正方向傳播，波速v＝20 m/sB．沿x軸正方向傳播，波速v＝10 m/sC．沿x軸負方向傳播，波速v＝20 m/sD．沿x軸負方向傳播，波速v＝10 m/s,[答案]　B,規(guī)律總結(jié)波的傳播方向與質(zhì)點振動方向的互判方法,考向2　波形判斷與波速公式的應(yīng)用[例2]　 (2015·福建理綜)簡諧橫波在同一均勻介質(zhì)中沿x軸正方向傳播，

6、波速為v。若某時刻在波的傳播方向上，位于平衡位置的兩質(zhì)點a、b相距為s，a、b之間只存在一個波谷，則從該時刻起，下列四幅波形圖中質(zhì)點a最早到達波谷的是,[答案]　D,考向3　波的多解問題[例3]　如圖1－2－4實線是某時刻的波形圖象，虛線是經(jīng)過0.2 s時的波形圖象。求：圖1－2－4,(1)波傳播的可能距離；(2)可能的周期；(3)若波速是35 m/s，波的傳播方向；(4)若0.2 s小于一個周期時，傳播的距離、周

7、期、波速。,[答案]　見解析,規(guī)律總結(jié)波的多解問題的處理方法1．造成波動問題多解的主要因素(1)周期性：①時間周期性：時間間隔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)點振動方向不確定。如：a.質(zhì)點達到最大位移處，則有正向和負向最大位移兩種可能。b．質(zhì)點由平衡位置開始振動，則起振方向有向上、向下(或向左、向右)兩

8、種可能。,c．只告訴波速不指明波的傳播方向，應(yīng)考慮沿兩個方向傳播的可能，即沿x軸正方向或沿x軸負方向傳播。d．只給出兩時刻的波形，則有多次重復(fù)出現(xiàn)的可能。解決此類問題時，往往采用從特殊到一般的思維方法，即找到一個周期內(nèi)滿足條件的特例，在此基礎(chǔ)上，如知時間關(guān)系，則加nT；如知空間關(guān)系，則加nλ。,考點二　振動圖象與波的圖象的綜合應(yīng)用1．兩種圖象的比較,考向　利用圖象求解波動和振動問題[例4]　 (多選)(2014·課標(biāo)Ⅱ

9、)圖1－2－5甲為一列簡諧橫波在t＝0.10 s時刻的波形圖，P是平衡位置在x＝1.0 m處的質(zhì)點，Q是平衡位置在x＝4.0 m處的質(zhì)點；圖乙為質(zhì)點Q的振動圖象。下列說法正確的是________。,圖1－2－5,A．在t＝0.10 s時，質(zhì)點Q向y軸正方向運動B．在t＝0.25 s時，質(zhì)點P的加速度方向與y軸正方向相同C．在t＝0.10 s到t＝0.25 s時，該波沿x軸負方向傳播了6 mD．從t＝0.10 s到t＝0.25 s，

10、質(zhì)點P通過的路程為30 cmE．質(zhì)點Q簡諧運動的表達式為y＝0.10sin 10πt(國際單位制),[答案]　BCE,規(guī)律總結(jié)“一分、一看、二找”巧解波動圖象與振動圖象綜合類問題(1)分清振動圖象與波動圖象，只要看清橫坐標(biāo)即可，橫坐標(biāo)為x則為波動圖象，橫坐標(biāo)為t則為振動圖象。(2)看清橫、縱坐標(biāo)的單位。尤其要注意單位前的數(shù)量級。(3)找準(zhǔn)波動圖象對應(yīng)的時刻。(4)找準(zhǔn)振動圖象對應(yīng)的質(zhì)點。,考點三　波的干涉、衍射、多普勒效應(yīng)

11、1．波的干涉中振動加強點和減弱點的判斷某質(zhì)點的振動是加強還是減弱，取決于該點到兩相干波源的距離之差Δr。(1)當(dāng)兩波源振動步調(diào)一致時若Δr＝nλ(n＝0，1，2，…)，則振動加強；若Δr＝(2n＋1)(n＝0，1，2，…)，則振動減弱。,考向1　由公式計算波的干涉 [例5]　 (2016·南京模擬)波源S1和S2振動方向相同，頻率均為4 Hz，分別置于均勻介質(zhì)中x軸上的O、A兩點處，OA＝2 m，如圖1－2－6所示。

12、兩波源產(chǎn)生的簡諧橫波沿x軸相向傳播，波速為4 m/s。已知兩波源振動的初始相位相同。求：,圖1－2－6(1)簡諧橫波的波長；(2)OA間合振動振幅最小的點的位置。,[答案]　(1)1 m　(2)0.25 m，0.75 m，1.25 m，1.75 m,[特別提醒]　在穩(wěn)定的干涉現(xiàn)象中，振動加強點始終是加強的，減弱點始終是減弱的。振動加強點以兩列波振幅之和為振幅不停振動，振動減弱點以兩列波振幅之差為振幅振動。振動減弱點的位移可能在某個瞬

13、時比振動加強點的位移還要大。,考向2　由圖象判斷波的干涉[例6]　如圖1－2－7表示兩個相干波源S1、S2產(chǎn)生的波在同一種均勻介質(zhì)中相遇。圖中實線表示波峰，虛線表示波谷，c和f分別為ae和bd的中點，則：,圖1－2－7(1)在a、b、c、d、e、f六點中，振動加強的點是________。振動減弱的點是________。(2)若兩振源S1和S2振幅相同，此時刻位移為零的點是________。(3)畫出此時刻a、c、e連線上，以a為

14、起點的一列完整波形，標(biāo)出e點。,[解析]　(1)a、e兩點分別是波谷與波谷、波峰與波峰相交的點，故此兩點為振動加強點；c處在a、e連線上，且從運動的角度分析a點的振動形式恰沿該線傳播，故c點是振動加強點。同理b、d是減弱點，f也是減弱點。(2)因為S1、S2振幅相同，振動最強區(qū)的振幅為2A，最弱區(qū)的振幅為零，該時刻a、e的中點c正處在平衡位置，所以位移為零的是b、c、d、f。,(3)題圖中對應(yīng)時刻a處在兩波谷的交點上，即此刻a在波谷，

15、同理e在波峰，故a、e中點c在平衡位置，所以所對應(yīng)的波形如圖。[答案]　(1)a、c、e　b、d、f　(2)b、c、d、f　(3)見解析圖,1． (2015·四川理綜)平靜湖面?zhèn)鞑ブ涣兴娌?橫波)，在波的傳播方向上有相距3 m的甲、乙兩小木塊隨波上下運動，測得兩小木塊每分鐘都上下30次，甲在波谷時，乙在波峰。且兩木塊之間有一個波峰。這列水面波,［隨堂鞏固］,A．頻率是30 HzB．波長是3 mC．波速是1 m/sD

16、．周期是0.1 s,答案　C,2． (2015·天津理綜)圖1－2－8甲為一列簡諧橫波在某一時刻的波形圖，a、b兩質(zhì)點的橫坐標(biāo)分別為xa＝2 m和xb＝6 m，圖乙為質(zhì)點b從該時刻開始計時的振動圖象。下列說法正確的是,圖1－2－8A．該波沿＋x方向傳播，波速為1 m/sB．質(zhì)點a經(jīng)4 s振動的路程為4 mC．此時刻質(zhì)點a的速度沿＋y方向D．質(zhì)點a在t＝2 s時速度為零,解析　t＝0時，b質(zhì)點向＋y方向運動，根據(jù)“下坡上

17、”可判定波沿－x方向傳播，A錯誤；a總是與b的振動方向相反，t＝0時，a向－y方向運動，C錯誤；經(jīng)過4 s，a回到平衡位置，路程為1 m，B錯誤；t＝2 s時，a處于波谷，速度為零，D正確。答案　D,3． (多選)(2015·海南單科)一列沿x軸正方向傳播的簡諧橫波在t＝0時刻的波形如圖1－2－9所示，質(zhì)點P的x坐標(biāo)為3 m。已知任意振動質(zhì)點連續(xù)2次經(jīng)過平衡位置的時間間隔為0.4 s。下列說法正確的是,圖1－2－9,A．波速

18、為4 m/sB．波的頻率為1.25 HzC．x坐標(biāo)為15 m的質(zhì)點在t＝0.6 s時恰好位于波谷D．x坐標(biāo)為22 m的質(zhì)點在t＝0.2 s時恰好位于波峰E．當(dāng)質(zhì)點P位于波峰時，x坐標(biāo)為17 m的質(zhì)點恰好位于波谷,答案　BDE,4． (2015·江蘇單科)一漁船向魚群發(fā)出超聲波，若魚群正向漁船靠近，則被魚群反射回來的超聲波與發(fā)出的超聲波相比A．波速變大 B．波速不變C．頻率變高 D．頻率不變,(2)用2

19、×106 Hz的超聲波檢查膽結(jié)石，該超聲波在結(jié)石和膽汁中的波速分別為2 250 m/s和1 500 m/s，則該超聲波在結(jié)石中的波長是膽汁中的________倍。用超聲波檢查膽結(jié)石是因為超聲波的波長較短，遇到結(jié)石時________(選填“容易”或“不容易”)發(fā)生衍射。,解析　(1)超聲波的波速由介質(zhì)決定，介質(zhì)不變，則波速不變，B項正確；當(dāng)魚群向漁船靠近時，由于多普勒效應(yīng)，被魚群反射回來的超聲波頻率高于波源發(fā)出的頻率，C正確。,