高考物理总动员机械波ppt课件.pptx

12 2机械波 1 机械波的本质机械波是振动形式和能量的传播 介质中的质点并不随波迁移 简谐波中 每一个质点都以它的平衡位置为中心做简谐运动 2 机械波的波长 频率 波速 3 波的图象波的图象与振动图象的区别如下 4 波的叠加几列波能独立传播 相遇时 质点的振动位移等于各列波引起位移的矢量和 波的干涉 频率相同的两列波叠加 振动加强与振动减弱区互相间隔 波的衍射 波遇到比波长小或差不多的障碍物或孔 绕过障碍物或穿过孔时传播方向发生变化 1 波的频率由什么决定 波在不同介质中传播时频率是否变化 答案波的频率由波源决定 波在不同介质中传播时 频率不变 2 在稳定的干涉中 振动加强区域或振动减弱区域的空间位置是否变化 答案不变 1 波传到任意一点 该点的起振方向都和波源的起振方向相同 2 介质中每个质点做的都是受迫振动 所以任一质点的振动频率和周期都和波源相同 因此可以断定 波从一种介质进入另一种介质 由于介质的情况不同 它的波长和波速可以改变 但频率和周期都不会改变 波的形成与传播 例1 一简谐横波沿x轴负向传播 t时刻的波形如图所示 则该时刻 填正确答案标号 答案ADE 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 如图所示 波动图象与波速公式的应用 2 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 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 例2 多选 一列沿x轴正方向传播的简谐横波在t 0时刻的波形如图所示 质点P的x坐标为3m 已知任意振动质点连续2次经过平衡位置的时间间隔为0 4s 下列说法正确的是 A 波速为4m sB 波的频率为1 25HzC x坐标为15m的质点在t 0 6s时恰好位于波谷D x坐标为22m的质点在t 0 2s时恰好位于波峰E 当质点P位于波峰时 x坐标为17m的质点恰好位于波谷 答案BDE 首先明确波的图象是描述波的传播路径上所有质点的某个时刻的位移状态 质点振动图象是波的传播路径上某个质点所有时刻的振动变化情况 然后 依据已知条件 突破以下两个关键点 1 定位 依据已知条件明确波的图象的时刻 依据质点振动图象找出该时刻质点振动的位移及振动方向 再根据此位移及振动方向 在波的图象中找出质点 则所有问题将解决 2 定时 依据已知条件找到波的图象中对应的质点 读出位移并判断振动方向 依据位移在振动图象中确定该质点在此位移时的时刻 振动图象与波动图象的综合应用 例3 图 a 为一列简谐横波在t 2s时的波形图 图 b 为媒质中平衡位置在x 1 5m处的质点的振动图象 P是平衡位置为x 2m的质点 下列说法正确的是 填正确答案标号 A 波速为0 5m sB 波的传播方向向右C 0 2s时间内 P运动的路程为8cmD 0 2s时间内 P向y轴正方向运动E 当t 7s时 P恰好回到平衡位置 答案ACE 1 造成波动问题多解的主要因素 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 波形的隐含性形成多解 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 形成波动问题的多解性 波的多解问题 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 例4 一列简谐横波沿x轴正方向传播 t 0时刻的波形如图中实线所示 t 0 1s时刻的波形如图中虚线所示 波源不在坐标原点O P是传播介质中离坐标原点xp 2 5m处的一个质点 则以下说法正确的是 填正确答案标号 A 质点P的振幅为0 1mB 波的频率可能为7 5HzC 波的传播速度可能为50m sD 在t 0 1s时刻与P相距5