【导与练】高考物理一轮复习 第11章第2单元 机械波课件 新人教

一、机械波1．产生条件：(1)

；(2)

．2．特点(1)机械波传播的只是振动的

和

，质点只在各自的平衡位置附近做受迫运动，并不随波

．(2)介质中各质点的振幅相同，振动周期和频率都与

的振动周期和频率相同．(3)各质点开始振动(即起振)的方向均

．(4)一个周期内，质点完成一次全振动，通过的路程为

，位移为

.波源介质形式能量迁移波源相同4A03．机械波的分类(1)横波：质点的振动方向与波的传播方向

的波，有

(凸起的最高处)和

(凹下的最低处)．(2)纵波：质点的振动方向与波的传播方向在

的波，有

和

．4．波长、波速、频率及其关系(1)波长在波动中，对平衡位置的

总是相等的两个相邻质点间的距离，用λ表示．(2)波速波在介质中的传播速度．由

本身的性质决定．(3)周期和频率由

决定，各个质点的振动周期(或频率)等于

的振动周期或频率．(4)波长、波速和频率的关系①公式关系：v＝

.②适用条件：对机械波、电磁波均适用．垂直波峰波谷同一条直线上密部疏部位移介质波源波源λf(1)由于质点间的弹力作用，先振动的质点要对相邻的后振动的质点做正功，后者对前者做负功，因而离波源近的质点把机械能传递给离波源远的质点．(2)横波是固体的形状发生了变化而产生弹力作用所致，横波只能通过固体传播；物体的各部分由于经常受到压缩和拉长，固体内固然要产生弹力，液体和气体也要产生弹力，所以纵波在这三种状态的介质中都能传播．二、波的图象1．坐标轴：取各质点平衡位置的连线作为x轴，表示质点分布顺序；取过波源质点的振动方向作为y轴，表示质点的

．2．意义：在波的传播方向上，介质中质点在某一时刻相对各自

的位移．3．形状：

．位移平衡位置正弦(或余弦)曲线1．如图所示，图甲为一列简谐横波在t＝20s时的波形图，图乙是这列波中P点的振动图象，那么该波的传播速度和传播方向是()A．v＝25cm/s，向左传播B．v＝50cm/s，向左传播C．v＝25cm/s，向右传播D．v＝50cm/s，向右传播解析：由P点的振动图线判断出在t＝20s时P点在平衡位置且向上振动，再由波形图判断出波是向左传播的，由题图判断出T＝2s，λ＝100cm，则v＝λ/T＝50cm/s.故选项B是正确的．答案：B2．甲、乙两列同类机械横波在同一种介质中传播，其图象如图所示，以下说法中正确的是()A．甲波的传播速度比乙波大B．甲波的传播速度比乙波小C．甲波的频率比乙波小D．甲波的频率比乙波大解析：同一类机械波在同一介质中传播，波速相等，与波长及波的频率无关，故A、B均错；从图象可读出，甲的波长小于乙的波长，即λ甲＜λ乙，而甲、乙两列波波速相等，据v＝λf知f甲＞f乙，所以D对C错．答案：D3．(2010年高考上海单科)一列简谐横波以1m/s的速率沿绳子由A向B传播，质点A、B间的水平距离x＝3m，如图甲所示．若t＝0时，质点A刚从平衡位置开始向上振动，其振动图像如图乙所示．则B点的振动图象为下面四个图中的()答案：B

4．(2012年六安模模拟)如图所示为为一列简谐谐横波的图图象，波速速为0.2m/s，以下结结论正确的的是()A．振源振振动的频率率为0.4HzB．若质点点a比质点b先回到平衡衡位置，则则波沿x轴正方向传传播C．图示时时刻质点a、b、c所受回复力力大小之比比为2∶1∶3D．经过0.5s质点a、b、c通过的路程程为75cm答案：C对波长、波波速及频率率概念的理理解1．对波长长的理解(1)在波波的传播方方向上，两两个相邻的的振动步调调总是相同同的质点间间的距离．．(2)质点点振动一个个周期，波波传播的距距离．(3)在横横波中两个个相邻的波波峰(或两两个相邻的的波谷)之之间的距离离；在纵波波中两个相相邻的密部部(或两个个相邻的疏疏部)之间间的距离．．2．对波速速的理解(1)波在在均匀介质质中匀速传传播，波速速就是指波波在介质中中的传播速速度．(2)波速速的大小完完全由介质质决定，与与波的频率率无关．(3)在同同种介质中中，纵波和和横波的传传播速度是是不同的．．[例1](2012年合肥肥模拟)下下列关于简简谐运动和和简谐机械械波的说法法正确的是是()A．弹簧振振子的周期期与振幅有有关B．横波在在介质中的的传播速度度由波源决决定C．在波传传播方向上上的某个质质点的振动动速度就是是波的传播播速度D．单位时时间内经过过媒质中一一点的完全全波的个数数就是这列列简谐波的的频率[思路点拨拨][自主解答答]弹簧振子的的周期由振振子质量和和弹簧的劲劲度系数决决定，与振振幅无关，，A项错误误；波的传传播速度由由介质决定定，与波源源无关，B项错误；；质点的振振动速度与与波速无关关，C项错错误；波传传播时每振振动一次向向前传播一一个完整的的波形，D项正确．．[答案]D1．下列关关于简谐运运动和简谐谐波的说法法，正确的的是()A．媒质中中质点振动动的周期不不一定和相相应的波的的周期相等等B．媒质中中质点振动动的速度一一定和相应应的波的波波速相等C．波的传传播方向一一定和媒质质中质点振振动的方向向一致D．横波的的波峰与波波谷在振动动方向上的的距离一定定是质点振振幅的两倍倍解析：波传播过程程中每个质质点都在前前面质点的的驱动力作作用下做受受迫振动，，A错误．．波速是波波在介质中中传播的速速度，在同同种均匀介介质中波速速是个常量量；质点振振动速度随随质点振动动所处位置置不断变化化，B、C错误．波波峰、波谷谷分别是平平衡位置上上方、下方方最大位移移处，而振振幅是振动动中偏离平平衡位置的的最大距离离，D正确确．答案：D对波动图象象的理解和和应用1．振动图图象与波动动图象的比比较2.横波的的传播方向向与质点的的振动方向向的互判方方法(1)上下下坡法沿着波的传传播速度方方向看，“上波”的质点向下下振动，“下坡”的点向上振振动，简称称“上坡下，下下坡上”．(如图所示示)(2)同侧侧法在波的图象象上的某一一点，沿y轴方向画出出一个箭头头表示质点点振动方向向，并设想想在同一点点沿x轴方向画个个箭头表示示波的传播播方向，那那么，这两两个箭头总总是在曲线线的同侧．．(如图所所示)[例2](2012年巢湖湖模拟)一一列简揩横横波，某时时刻的图象象如图甲所所示，从该该时刻开始始计时，质质点A的振动图象象如图乙所所示，则()A．波沿x轴正方向传传播B．波速是是20m/sC．经过ΔΔt＝0.4s，质点点A通过的路程程是4mD．质点P比质点Q先回到平衡衡位置[思路点拨拨]由质点A的振动图象象确定该时时刻质点A的振动方向向，从而确确实该波的的传播方向向，从波动动图象中读读出波长，，再从振动动图象中读读出周期，，即可算出出波速．[答案]C2．(2012年池池州模拟拟)一列简谐谐横波在在某一时时刻的波波形图如如图甲所所示，图图中P、Q两质点的的横坐标标分别为为x＝1.5m和和x＝4.5m．．P点的振动动图象如如图乙所所示．在下图所所示的四四幅图中中，Q点的振动动图象可可能是()答案：C波的多解解问题1．传播播方向不不确定出出现多解解波总是由由波源出出发，并并由近及及远地向向前传播播，波在在介质中中传播时时，介质质中的各各个质点点的振动动情况可可以根据据波的传传播方向向确定．．反之亦亦然，但但是，如如果题中中的已知知条件不不能确定定波的传传播方向向或者不不能确定定质点的的振动方方向，则则需要分分情况进进行讨论论，此时时就会出出现多解解现象．．2．两质质点间位位置关系系不确定定出现多多解在波的传传播方向向上，如如果两个个质点间间的距离离不确定定或相位位之间关关系不确确定，就就会形成成多解，，若不能能联想到到所有可可能的情情况，就就会出现现漏解，，做这类类题时，，应根据据题意在在两质点点间先画画出最短短的波形形图，然然后再分分别分析析．3．传播播距离与与波长关关系不确确定出现现多解在波的传传播方向向上，相相隔一个个波长的的质点振振动的步步调是完完全相同同的；但但如果题题目中没没有给定定波的传传播距离离Δx与波长λ之间的大大小关系系，就会会出现多多解现象象．4．间隔隔时间与与周期关关系不确确定出现现多解在波向前前传播的的过程中中，质点点在各自自平衡位位置附近近做简谐谐运动．．由于简简谐运动动具有周周期性而而出现多多解．即：若某某一时刻刻t各振动质质点形成成一波形形，经过过时间ΔΔt＝nT(n＝0,1,2…)，各振振动质点点将回到到原来状状态，则则t＋Δt＝t＋nT时刻的波波形与t时刻的波波形重合合．5．波的的对称性性出现多多解波源的振振动，要要带动它它左、右右相邻各各质点的的振动，，波向左左、右两两方向传传播，对对称性是是指波在在介质中中向左、、右同时时传播时时，关于于波源对对称的左左、右两两质点振振动情况况完全相相同．在处理这这类问题题时，要要始终抓抓住质点点周期性性运动及及其与波波的传播播之间的的联系，，并要灵灵活地用用周期数数来表示示波的传传播时间间，用波波长个数数来表示示波的传传播距离离，才便便于分析析、表达达和解决决问题．．在研究波波动多解解问题时时，常用用“平移法”来分析多多解性，，平移图图象时要要注意“去整留零零”的办法，，即当ΔΔx＝nλ＋x时，可采采取去整整nλ留零x的方法，，只需平平移x即可．[例3]如图图所示，，a、b是一列横横波上的的两个质质点，它它们在x轴上的距距离s＝30m，波波沿x轴正方向向传播，，当a振动到最最高点时时b恰好经过过平衡位位置；经经过3s，波波传播了了30m，并并且a经过平衡位置置，b恰好到达最高高点，则下列列说法不正确确的是()A．这列波的的速度一定是是10m/sB．这列波的的周期一定是是3sC．这列波的的波长可能是是24mD．这列波的的频率可能是是1.25Hz[答案]B3．一列简谐谐横波沿直线线传播，该直直线上的a、b两点相距4.42m，，下图中实、、虚两条曲线线分别表示平平衡位置在a、b两点处质点的的振动曲线．．从图示可知知()A．此列波的的频率一定是是1HzB．此列波的的波长一定是是0.1mC．此列波的的传播速度可可能是34m/sD．a点一定比b点距波源近答案：C1．(2011年年高考北京理理综)介质中有一列列简谐机械波波传播，对于于其中某个振振动质点()A．它的振动动速度等于波波的传播速度度B．它的振动动方向一定垂垂直于波的传传播方向C．它在一个个周期内走过过的路程等于于一个波长D．它的振动动频率等于波波源的振动频频率解析：机械波在传播播过程中，振振动质点并不不随波迁移，，只是在各自自的平衡位置置附近做简谐谐运动，选项项A、C错误误．机械波可可能是横波，，也可能是纵纵波，故振动动质点的振动动方向不一定定垂直于波的的传播方向，，选项B错误误．振动质点点的振动是由由波源的振动动引起的是受受迫振动，故故质点的振动动频率等于波波源的振动频频率，选项D正确．答案：D2．(2012年年合肥模拟)一简谐横波沿沿x轴方向传播，，已知t＝0.1s时的波形如如图甲所示，，图乙是x＝4m处的的质点的振动动图象，则下下列说法不正正确的是()A．简谐横波波是沿x轴负方向传播播B．简谐横波波的波速为10m/sC．在t＝0.5s时，x＝2m处的的质点到达平平衡位置，沿沿y轴负方向运动动D．经过0.4s，x＝2m处的的质点经过的的路程为20m解析：t＝0.1s时x＝4m处的的质点的振动动方向沿y轴正方向，所所以简谐横波波是沿x轴负方向传播播，A项正确确；根据图象象可知波长λ＝4m，周周期T＝0.4s，所以波速速为10m/s，B项项正确；在t＝0.1s时，x＝2m处的的质点在平衡衡位置，沿y轴负方向运动动，所以再过过一个周期又又回到原位置置，C项正确确；经过0.4s，x＝2m处的的质点经过的的路程为4A＝20cm，D项错误误．答案：D3.(2011年年高考四川理理综)如图为一列沿沿x轴负方向传播播的简谐横波波在t＝0时的波形形图，当Q点在t＝0时的振动动状态传到P点时，则()A．1cm<x<3cm范范围内的质点点