高考物理大一轮复习 12.2机械波课件 新人教版.ppt

考点一波动图象与波速公式的应用 考点二波动图象和振动图象的综合 考点三机械波的多解问题 考点 第十二章机械振动机械波光电磁波与相对论 高三物理一轮复习 第2节机械波 考点四波的干涉 衍射 多普勒效应 1 振动和波关系的理解 多选 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 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 选项d错误 解析 答案 基础自测 ab 2 波动图象的理解 多选 一列简谐横波在t 0时刻的波形图如右图所示 介质中x 2m处的质点p沿y轴方向做简谐运动的表达式为y 10sin5 t cm 关于这列简谐波 下列说法正确的是 基础自测 解析 答案 cd a 周期为4 0sb 振幅为20cmc 传播方向沿x轴正向d 传播速度为10m s t 0时刻p点开始向上振动 所以机械波沿x轴正向传播 c正确 基础自测 解析 3 波的干涉和衍射现象的理解 2015 湖北黄冈七市联考 多选 关于波的干涉 衍射等现象 下列说法正确的是 a 有的波只能发生干涉现象 有的波只能发生衍射现象b 产生干涉现象的必要条件之一 就是两列波的频率相等 干涉 衍射是波共有的特性 所以a错误 干涉需要满足两波频率相同 波源性质相同的条件 b正确 当满足d 时 可产生明显的衍射现象 c正确 在干涉图样中 位移随时间时刻发生变化 d错误 在多普勒效应中 观测者与波源相互靠近时 接收到的波的频率大于波源的振动频率 e正确 基础自测 解析 答案 bce c 能观察到明显的衍射现象的条件是障碍物的尺寸与波长比较相差不多或比波长更小d 在干涉图样中 振动加强区域的质点 其位移始终保持最大 振动减弱区域的质点 其位移始终保持最小e 当观测者靠近波源时 接收到的波的频率会大于波源的振动频率 基础自测 4 波动图象和振动图象的应用 2014 高考安徽卷 一简谐横波沿x轴正向传播 图甲是t 0时刻的波形图 图乙是介质中某质点的振动图象 则该质点的x坐标值合理的是 a 0 5mb 1 5mc 2 5md 3 5m 由图乙可知 t 0时 质点位于y轴负半轴部分 a d错误 t 0时 质点向y轴负方向运动 而该简谐波沿x轴正方向运动 由 上下坡法 可知 b错误 c正确 基础自测 解析 答案 图片显 隐 c 一 机械波1 机械波的形成条件 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 3 机械波的分类 教材梳理 垂直 波源 介质 能量 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 教材梳理 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 四 波的衍射1 定义 波可以绕过障碍物继续传播的现象 2 发生明显衍射的条件 只有缝 孔的宽度或障碍物的尺寸跟波长 或者 时 才会发生明显的衍射现象 教材梳理 平衡位置 位移 平衡位置 相差不多 小于波长 五 波的干涉1 波的叠加原理 几列波相遇时能保持各自的运动状态 继续传播 在它们重叠的区域里 介质的质点同时参与这几列波引起的振动 质点的位移等于这几列波单独传播时引起的位移的矢量和 2 波的干涉 1 定义 频率相同的两列波叠加时 某些区域的振动 某些区域的振动 这种现象叫波的干涉 2 条件 两列波的频率相同 教材梳理 加强 减弱 3 干涉和衍射是波特有的现象 波同时还可以发生反射 折射 六 多普勒效应由于波源与观察者互相 或者互相 时 接收到的波的 与波源频率不相等的现象 教材梳理 靠近 远离 频率 1 波的图象反映了在某时刻介质中的各质点离开平衡位置的位移情况 图象的横轴表示各质点的平衡位置 纵轴表示该时刻各质点的位移 如右图所示 图象的应用 1 直接读取振幅a和波长 以及该时刻各质点的位移 2 确定某时刻各质点加速度的方向 并能比较其大小 考点一波动图象与波速公式的应用 考点阐释 3 结合波的传播方向可确定各质点的振动方向或由各质点的振动方向确定波的传播方向 考点阐释 考点一波动图象与波速公式的应用 1 2014 高考山东卷 多选 一列简谐横波沿直线传播 以波源o由平衡位置开始振动为计时零点 质点a的振动图象如图所示 已知o a的平衡位置相距0 9m 以下判断正确的是 题组设计 解析 答案 考点一波动图象与波速公式的应用 ab a 波长为1 2mb 波源起振方向沿y轴正方向c 波速大小为0 4m sd 质点a的动能在t 4s时最大 长 vt 1 2m a正确 振源的起振方向与t 3s时质点a的振动方向相同 沿y轴正方向 b正确 质点a在t 4s时位移最大 动能为零 d错误 题组设计 解析 考点一波动图象与波速公式的应用 2 2015 河南六市一联 某波源s发出一列简谐横波 波源s的振动图象如图所示 在波的传播方向上有a b两点 它们到s的距离分别为45m和55m 测得a b两点开始振动的时间间隔为1 0s 由此可知 题组设计 解析 考点一波动图象与波速公式的应用 1 波长 m 2 当b点离开平衡位置的位移为 6cm时 a点离开平衡位置的位移是 cm 2 由图知a点离开平衡位置的位移是 6cm 1 20 2 6 题组设计 解析 答案 考点一波动图象与波速公式的应用 判断波的传播方向与质点的振动方向的三种常见方法 1 上下坡法 沿波的传播方向 上坡时质点向下振动 下坡时质点向上振动 如图甲所示 2 同侧法 波形图上某点表示传播方向和振动方向的箭头在图线同侧 如图乙所示 规律总结 考点一波动图象与波速公式的应用 规律总结 考点一波动图象与波速公式的应用 振动图象与波动图象的比较 考点二波动图象和振动图象的综合 考点阐释 考点阐释 考点二波动图象和振动图象的综合 1 2014 高考四川卷 如图所示 甲为t 1s时某横波的波形图象 乙为该波传播方向上某一质点的振动图象 距该质点 x 0 5m处质点的振动图象可能是 题组设计 解析 答案 考点二波动图象和振动图象的综合 a 2 2014 高考新课标 卷 多选 图甲为一列简谐横波在t 0 10s时刻的波形图 p是平衡位置在x 1 0m处的质点 q是平衡位置在x 4 0m处的质点 图乙为质点q的振动图象 下列说法正确的是 由题图乙可知 在t 0 10s时 质点q向y轴负方向运动 a错误 结合题图甲 乙可知 波沿x轴负方向传播 t 0 25s时p处于y轴的负方向 则其加速度沿y轴的正方向 b正确 由图甲知波长 8m 由图乙知周期t 0 2s 则波传播的速度 题组设计 解析 答案 bce 考点二波动图象和振动图象的综合 a 在t 0 10s时 质点q向y轴正方向运动b 在t 0 25s时 质点p的加速度方向与y轴正方向相同c 从t 0 10s到t 0 25s 该波沿x轴负方向传播了6md 从t 0 10s到t 0 25s 质点p通过的路程为30cme 质点q简谐运动的表达式为y 0 10sin10 t 国际单位制 题组设计 解析 考点二波动图象和振动图象的综合 一分 一看 二找 巧解波的图象与振动图象综合类问题 1 分清振动图象与波的图象 只要看清横坐标即可 横坐标为x则为波的图象 横坐标为t则为振动图象 2 看清横 纵坐标的单位 尤其要注意单位前的数量级 3 找准波的图象对应的时刻 4 找准振动图象对应的质点 规律总结 考点二波动图象和振动图象的综合 1 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 考点三机械波的多解问题 考点阐释 2 解决波的多解问题的思路一般采用从特殊到一般的思维方法 即找出一个周期内满足条件的关系 t或 x 若此关系为时间 则t nt t n 0 1 2 若此关系为距离 则x n x n 0 1 2 考点阐释 考点三机械波的多解问题 1 2013 高考重庆卷 一列简谐横波沿直线传播 某时刻该列波上正好经过平衡位置的两质点相距6m 且这两质点之间的波峰只有一个 则该简谐波可能的波长为 a 4m 6m和8mb 6m 8m和12mc 4m 6m和12md 4m 8m和12m 题组设计 解析 答案 c 考点三机械波的多解问题 2 2013 高考天津卷 多选 一列简谐横波沿直线传播 该直线上平衡位置相距9m的a b两质点的振动图象如图所示 下图中描述该波的图象可能正确的是 题组设计 解析 答案 ac 考点三机械波的多解问题 题组设计 解析 考点三机械波的多解问题 求解波的多解问题的一般步骤 1 根据初 末两时刻的波形图确定传播距离与波长的关系通式 2 根据题设条件判断是唯一解还是多解 规律总结 考点三机械波的多解问题 1 波的干涉中振动加强点和减弱点的判断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 1 当两波源振动步调一致时若 r n n 0 1 2 则振动加强 考点四波的干涉 衍射 多普勒效应 考点阐释 2 波的衍射现象是指波能绕过障碍物继续传播的现象 产生明显衍射现象的条件是缝 孔的宽度或障碍物的尺寸跟波长相差不大或者小于波长 3 多普勒效应的成因分析 2 当波源与观察者相互靠近时 观察者接收到的频率变大 当波源与观察者相互远离时 观察者接收到的频率变小 考点阐释 考点四波的干涉 衍射 多普勒效应 题组一波的干涉现象1 如右图所示为两列相干水波在t 0时刻的叠加情况 其中实线表示波峰 虚线表示波谷 若两列波的振幅均保持5cm不变 波速和波长分别为1m s和0 5m c点是bd连线的中点 则下列说法正确的是 a b c d点振动始终加强 选项a b错误 t 0时刻 a b两点的竖直高度差为20cm 选项c错误 波动周期t v 0 5s 在t 0至t 0 25s的时间内 b点通过的路程为20cm 选项d正确 题组设计 解析 答案 d 考点四波的干涉 衍射 多普勒效应 a a d点振动始终加强 b点振动始终减弱b c点始终保持静止不动c t 0时刻 a b两点的竖直高度差为10cmd 在t 0至t 0 25s的时间内 b点通过的路程为20cm 题组设计 考点四波的干涉 衍射 多普勒效应 题组二波的衍射现象2 如右图所示为观察水面波衍射的实验装置 ac和bd是两块挡板 ab是一个小孔 o是波源 图中已画出波源所在区域波的传播情况 每两条相邻波纹 图中曲线 之间的距离表示一个波长 则对波经过孔后的传播情况 下列描述不正确的是 由题图可以看出 孔ab尺寸与波长相差不大 因只有缝 孔的宽度或障碍物的尺寸跟波长相差不多 或者比波长更小时 才能观察到明显的衍射现象 a c正确 题组设计 解析 答案 d 考点四波的干涉 衍射 多普勒效应 a 此时能明显观察到波的衍射现象b 挡板前后波纹间距相等c 如果将孔ab扩大 有可能观察不到明显的衍射现象d 如果孔的大小不变 使波源频率增大 能更明显地观察到衍射现象 题组设计 解析 考点四波的干涉 衍射 多普勒效应 题组三多普勒效应的理解3 a为声源 发出声波 b为接收者 接收a发出的声波 若a b运动 且只限于沿两者连线方向上 则下列说法正确的是 a a静止 b向a运动 则b接收到的声频比a发出的高b a b向同一方向运动 则b接收到的声频一定比a发出的高c a b向同一方向运动 则b接收到的声频一定比a发出的低d a b都向相互背离的方向运动 则b接收到的声频比a发出的高 根据多普勒效应知 当声源与接收者相向运动时 接收者接收到的声频增大 a正确 a b向同一方向运动 但速度的大小未知 声源与接收者之间的距离是增大还是减小不能确定 b c错误 a b都向相互背离的方向运动 接收者接收到的声频减小 d错误 题组设计 解析 答案 a 考点四波的干涉 衍射 多普勒效应 本节课的