2014年新课标高考总复习人教物理振动与波选修3-4-1-2.ppt

一、机械波 1形成条件 (1)有发生机械振动的 (2)有传播 ，如空气、水等 2传播特点 (1)传播振动形式、传递 、传递信息 (2)质点不随波迁移,第2单元 机械波和波动图象,波源,介质,能量,3机械波的分类 (1)横波：振动方向与传播方向 (2)纵波：振动方向与传播方向在同一直线上 二、描述机械波的物理量 1波长：在波动中振动相位总是 的两个相邻质点间的距离用“”表示 2频率f：在波动中，介质中各质点的振动频率都是相同的，都等于 的振动频率 3波速v、波长和频率f、周期T的关系 机械波的速度大小由 决定，与机械波的频率无关,垂直,相同,波源,介质,三、机械波的图象 1图象：在平面直角坐标系中，用横坐标表示介质中各质点的 ，用纵坐标表示某一时刻各质点偏离平衡位置的 ，连接各位移矢量的末端，得出的曲线即为波的图象，简谐波的图象是正弦(或余弦)曲线 2物理意义：某一时刻介质中各质点相对 的位移,平衡位置,位移,平衡位置,四、波的干涉、衍射和多普勒效应 1波的干涉和衍射,2.多普勒效应,1关于振动和波的关系，下列说法中正确的是( ) A振动是波的成因，波是振动的传播 B振动是单个质点呈现的运动现象，波是许多质点联合起来呈现的运动现象 C波的传播速度就是质点振动的速度 D波源停止振动时，波立即停止传播,解析：机械波的产生条件是有波源和介质由于介质中的质点依次带动由近及远传播而形成波，所以选项A和B正确波的传播速度是波形由波源向外伸展的速度，在均匀介质中其速度大小不变；而质点振动的速度和方向都随时间周期性地发生变化选项C错误波源一旦将振动传给了介质，振动就会在介质中向远处传播；当波源停止振动时，介质仍然继续传播波源振动的运动形式，不会随波源停止振动而停止传播，即波不会停止传播选项D错误 答案：AB,2频率一定的声源在空气中向着静止的接收器匀速运动以v表示声源的速度，V 表示声波的速度(vV)，表示接收器接收到的频率若v增大，则( ) A增大，V增大 B增大，V不变 C不变，V增大 D减小，V不变 解析：由于声波的速度由介质决定，故V不变据多普勒效应可知，当声源靠近接收器时接收到的频率变高，增加故B项正确 答案：B,3一列简谐横波在t0时的波形图如图所示介质中x2 m处的质点P沿y轴方向做简谐运动的表达式为y10sin (5t) cm.关于这列简谐波，下列说法正确的是( ) A周期为4.0 s B振幅为20 cm C传播方向沿x轴正向 D传播速度为10 m/s,答案：CD,4如图所示表示两个相干波源S1、S2产生的波在同一种均匀介质中相遇图中实线表示波峰，虚线表示波谷，c和f分别为ae和bd的中点，则： (1)在a、b、c、d、e、f六点中，振动加强的点是_振动减弱的点是_ (2)若两振源S1和S2振幅相同，此时刻位移为零的点是_,解析：(1)a、e两点分别是波谷与波谷、波峰与波峰相交的点，故此两点为振动加强点；c处在a、e连线上，且从运动的角度分析a点的振动形式恰沿该线传播，故c点也是振动加强点同理b、d是减弱点，f也是减弱点 (2)因为S1、S2振幅相同，振动最强区的振幅为2A，最弱区的振幅为零，该时刻a、e的中点c正处在平衡位置，所以位移为零的是b、c、d、f. 答案：(1)ace bdf (2)bcdf,要点一 对波动和振动的理解 1波动和振动的区别与联系,2.振动图象与波的图象的对比和应用,3.质点振动方向与波传播方向的互判,例1 一列简谐横波沿x轴正方向传播，图甲是波传播到x5 m的M点时的波形图，图乙是质点N(x3 m)从此时刻开始计时的振动图象，Q是位于x10 m处的质点，则： (1)Q点开始振动时，振动方向如何？ (2)经过多长时间，Q点第一次到达波峰？ 思路点拨 解答本题应把握以下三点： (1)判断处于波前的质点的振动方向 (2)由波动图象得到波长，由振动图象得到周期,答案 (1)向下 (2)8 s,1如图所示，甲是一列横波在某一时刻的波动图象，乙是在x6 m处的质点从该时刻开始计时的振动图象，a、b是介质中两个质点，下列说法正确的是( ) A这列波沿x轴的正方向传播 B这列波的波速是2 m/s Cb比a先回到平衡位置 Da、b两质点的振幅都是10 cm,答案：BC,要点二 简谐波中常见问题的分类 1由t时刻的波形图画tt时刻的波形图 (1)平移法：先算出经时间t波传播的距离xvt，再把波形沿波的传播方向平移x.当x，即xnx时，可采取去整(n)留零(x)的方法，只需平移x即可,2波的多解问题 造成波动问题多解的主要因素有： (1)周期性 时间周期性：时间间隔t与周期T的关系不明确 空间周期性：波传播距离x与波长的关系不明确 (2)双向性 传播方向双向性：波的传播方向不确定 振动方向双向性：质点振动方向不确定 (3)波形的隐含性 在波动问题中，往往只给出完整波形的一部分，或给出几个特殊点，而其余信息均处于隐含状态这样波形就有多种情况，形成相关波动问题的多解,例2 (16分)(2013年南昌模拟)如图所示实线是一列简谐横波在t10时刻的波形，虚线是这列波在t20.5 s时刻的波形，这列波的周期T符合：3Tt2t14T，问： (1)若波速向右，波速多大？ (2)若波速向左，波速多大？ (3)若波速大小为74 m/s，波速方向如何？,(3)波速大小为74 m/s时，波在t时间内传播的距离为 xvt740.5 m37 m(45) m(1分) 所以波向左传播(1分) 答案 (1)54 m/s (2)58 m/s (3)波向左传播,2如图所示为一列简谐横波的波形图，其中实线是t11.0 s时的波形，虚线是t22.0 s时的波形，已知(t2t1)小于一个周期关于这列波，下列说法中正确的是( ) A它的振幅为10 cm，波长为8 m B它一定是向x轴正方向传播 C它的周期可能是4.0 s D它的传播速度可能是10 m/s,答案：AC,要点三 波的干涉现象及多普勒效应的分析 1波的干涉中振动加强点和减弱点的判断 (1)波的干涉原理判断法：某质点的振动是加强还是减弱，取决于该点到两相干波源的距离之差r. 当两波源振动步调一致时 若rn(n0,1,2，)，则振动加强； (2)现象法：波峰与波峰相遇，波谷与波谷相遇，振动加强；波峰与波谷相遇，振动减弱,2多普勒效应的成因分析 (2)多普勒效应的两种情况,例3 如图所示是水平面上两列频率相同的波在某时刻的叠加情况，图中实线为波峰，虚线为波谷已知两列波的振幅均为2 cm，波速为2 m/s，波长为8 cm，E点是B、D和A、C连线的交点，下列说法中正确的是( ) AA、C两处质点是振动加强的点 BB、D两处质点在该时刻的竖直高度差是4 cm CE处质点是振动加强的点 D经0.02 s，B处质点通过的路程是10 cm,自主解答 逐项分析如下：,答案 C,3两波源S1、S2在水槽中形成的波形如图所示，其中实