人教版选修34 波的干涉、衍射、多普勒效应、声波 课件（20张）.ppt

第七章 机械振动和机械波 第5讲波的干涉 衍射现象 多普勒效应 声波 重点难点诠释 04 典型例题剖析 09 适时仿真训练 12 目录 重点难点诠释 跟踪练习1两列沿相反方向传播的振幅和波长都相同的半波 如图 甲 所示 在相遇的某一时刻两列波 消失 如图 乙 此时图中a b质点的振动方向是 a a向上 b向下b a向下 b向上c a b都静止d a b都向上 答案 b 解析 两列波在相遇的某一时刻两列波 消失 了 是因为两列波分别引起各质点的位移矢量和为零 但两列波分别引起各质点总的振动速度的矢量和不为零 对于a点 波1使其振动的速度为零 波2使其振动的速度也向下 故a点的振动合速度应向下 而对于b点 波1使其振动的速度方向向上 波2使其振动的速度为零 故b点的振动合速度应向上 所以b选项正确 跟踪练习2两固定的相同声源发出的波长相等的声波叠加 如果某时刻叠加区域里p点是两列波的波谷相遇 那么在以后的时间里 p点的振动 a 有时加强 有时减弱b 经周期的奇数倍时加强c 始终加强d 始终减弱 答案 c 解析 由题意可知p点是振动加强点 即两个相干波源策动下p点振动总是增强 虽然位移有时为零 但最大位移等于两振源振幅之和 正确选项为c 重点难点诠释 答案 ac 跟踪练习3如图所示 s为波源 m n是两块挡板 其中m板固定 n板可左右移动 两板中间有一狭缝 此时观察不到a点振动 为了使a点能发生振动 可采用的方法是 a 减小波源的频率b 增大波源的频率c 将n板向左移d 将n板向右移 重点难点诠释 答案 b 跟踪练习4频率一定的声源在空气中向着静止的接收器匀速运动 以u表示声源的速度 v表示声波的速度 u v v表示接收器接收到的频率 若u增大 则 a v增大 v增大b v增大 v不变c v不变 v增大d v减少 v不变 重点难点诠释 重点难点诠释 答案 能 跟踪练习5如果声源 听者和障碍物都在同一直线上 声源位于听者和障碍物之间 离听者12m 离障碍物34m 已知声音在空气中的传播速度340m s 听者是否能把原来的声音和回声区分开来 解析 人耳能分清间隔大小0 1s的两个声音 图中s为声源 a为听者 o为障碍物 当声波直接传到人耳时 经历时间t1 当声波传到障碍物反射到人耳时 经历时间 直接传到人耳的声音与回声之间的时间差 t t2 t 即 t 0 2s t 0 1s 人耳可以区分 典型例题剖析 例2如图甲所示 一根弹性绳 o a b为绳上三点 oa 2m ob 5m t 0时刻o点和b点同时开始向上振动且振动图象相同 如图乙所示 取向上为正方向 振动在绳上传播的速度为5m s 则下列说法正确的是 a t 0 6s时刻 质点a速度为负向最大b t 0 7s时刻 质点a速度为零 位移为 2a0c t 0 7s时刻 质点a速度为零 位移也为零d 0 0 8s时间内 质点a通过的路程为2a0 典型例题剖析 解析 由图可知 波的周期t 0 4s o b两波源产生的波同时向中间a传播 波源o的振动传到a点所需时间to 0 4s 且a点开始振动时的方向向上 波源b的振动传到a点所需时间tb 0 6s 且a点开始振动时的方向也向上 此时波源o在a点引起的振动已振动了半个周期 a点刚好回到平衡位置向下振动 此后a点因参与两个反步调的振动而处于静止 故选项ab错而c对 在0 0 8s时间内 质点a振动了半个周期通过的路程为2a0 选项d对 答案 cd 波的干涉 衍射 波的干涉 衍射 典型例题剖析 例3如图所示 两东西向放置的相干声源s1和s2相距25m 在s1和s2中垂线上正北方距离s1和s2连线12m处有一点a 某人站在a处听到声音很响 此人自a向正西方走 听到声音逐渐减弱 走到距离a3 5m的b处 完全听不到声音 求声波的波长 解析 a为振动加强点 波程差为d 0 b为振动减弱点 波程差为d 由计算得s2b s1b 5m 所以 10m 答案 cd 波的干涉 衍射 波的干涉 衍射 课堂要点小结 1 波的衍射 下列关于波的衍射的说法正确的是 a 衍射是一切波特有的现象b 对同一列波 缝 孔或障碍物越小 衍射现象越明显c 只有横波才能发生衍射现象 纵波不能发生衍射现象d 声波容易发生衍射现象是由于声波波长较长 1 2 3 自我检测 4 解析衍射是一切波特有的现象 所以选项a正确 c错误 发生明显的衍射现象是有条件的 只有缝 孔的宽度或障碍物的尺寸跟波长差不多或比波长小时 才能观察到明显的衍射现象 所以选项b正确 声波的波长在1 7cm到17m之间 一般常见的障碍物或孔的大小可与之相比 正是由于声波波长较长 因此声波容易发生衍射现象 所以选项d正确 答案abd 1 2 3 4 1 2 3 2 波的干涉 图8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 图中实线表示某时刻的波峰 虚线表示的是该时刻的波谷 下列说法正确的是 a a c两点的振动加强 b d两点的振动减弱b e f两点的振动介于加强点和减弱点之间c 经适当的时间后 加强点和减弱点的位置互换d 经半个周期后 原来位于波峰的点将位于波谷 原来位于波谷的点将位于波峰 4 图8 1 2 3 解析波的干涉示意图表示某一时刻两列相干波叠加的情况 形成干涉图样的所有介质质点都在不停地振动着 其位移的大小和方向都在不停地变化着 但要注意 对于稳定的干涉 振动加强和减弱的区域的空间位置是不变的 a点是波谷和波谷相遇的点 c点是波峰和波峰相遇的点 都是振动加强的点 4 1 2 3 而b d两点都是波峰和波谷相遇的点 是振动减弱的点 a正确 e位于加强点的连线上 仍为加强点 f位于减弱点的连线上 仍为减弱点 b错误 相干波源叠加产生的干涉是稳定的 不会随时间变化 c错误 因形成干涉图样的介质质点不停地做周期性振动 经半个周期步调相反 d正确 答案ad 4 1 2 3 3 波的干涉和衍射 利用发波水槽得到的水面波形如图9a b所示 则 a 图a b均显示了波的干涉现象b 图a b均显示了波的衍射现象c 图a显示了波的干涉现象 图b显示了波的衍射现象d 图a显示了波的衍射现象 图b显示了波的干涉现象 4 图9 1 2 3 解析由波的干涉和衍射概念知 图a是一列波的传播 显示了波的衍射现象 图b是两列波的传播 显示了波的干涉现象 答案d 4 1 2 3 4 4 多普勒效应 关于多普勒效应 以下说法中正确的是 a 发生多普勒效应时 波源的频率发生了变化b 发生多普勒效应时 观察者接收到的频率发生了变化c 多普勒效应是在波源与观察者之间有相对运动时产生