江苏省高考物理大一轮复习第十三章（选修3-4）2机械波课件.ppt

第十三章选修3 4 第2讲机械波 机械振动 介质 振动方向 传播方向 波谷 同一直线 疏部 纵波 各个质点 某个时刻 4 正弦波 波的图象是 的机械波 5 描述机械波的物理量 1 波长 振动相位 的两个 质点间的距离 波在一个周期里传播的距离等于 波长 2 波速v 波的传播速度 在同一种均匀介质中机械波的传播是 的 而传播速度由 决定 与波源无关 3 频率f 波的频率始终等于 的振动频率 4 三者之间的关系 v 6 波的衍射 波 继续向前传播的现象 只有 或 跟波长相差不多 或者 时 才能观察到明显的衍射现象 正弦曲线 总是相同 相邻 一个 匀速 介质 波源 f 绕过障碍物 缝 孔的宽度 障碍物的尺寸 比波长更小 7 波的干涉 频率 的两列波叠加 使某些区域的振动 使某些区域的振动 并且振动加强和振动减弱的区域 的现象 8 多普勒效应 由于波源和观察者之间有 运动 使观察者感到频率 的现象 波源与观察者相对静止时 观察者观测到的频率 波源振动的频率 波源与观察者相互靠近 观察者观测到的频率 波源振动的频率 波源与观察者相互远离 观察者观测到的频率 波源振动的频率 相同 始终加强 始终减弱 始终相互间隔 相对 发生变化 等于 大于 小于 1 后一质点落后 重复前一质点的振动 2 介质中各质点的起振方向都与振源的起振方向相同 只不过离波源近的质点先起振 离波源较远的质点起振得要迟一些 3 各质点的振动周期 频率和波源的振动周期 频率相同 4 介质质点的运动是在各自的平衡位置附近的简谐运动 是变加速运动 质点并不随波迁移 5 波是传递振动形式 能量和信息的一种方式 机械波传播的特点 典题演示1 2015 新课标 卷 平衡位置位于原点O的波源发出简谐横波在均匀介质中沿水平x轴传播 P Q为x轴上的两个点 均位于x轴正向 P与O的距离为35cm 此距离介于一倍波长与二倍波长之间 已知波源自t 0时由平衡位置开始向上振动 周期T 1s 振幅A 5cm 当波传到P点时 波源恰好处于波峰位置 此后再经过5s 平衡位置在Q处的质点第一次处于波峰位置 求 1 P Q之间的距离 答案 133cm 2 从t 0开始到平衡位置在Q处的质点第一次处于波峰位置时 波源在振动过程中通过的路程 答案 125cm 能够根据波的传播方向判断介质中质点的振动方向 反之也要能够由介质中质点的振动方向来判断波的传播方向 判断方法采用 1 带动法 由波的形成传播原理可知 后振动的质点总是重复先振动质点的运动 且波总是由前面先振动的点向后面振动的点传播的 即前带动后 波的传播方向和质点的振动方向的判定 典题演示2 2015 福建卷 简谐横波在同一均匀介质中沿x轴正方向传播 波速为v 若某时刻在波的传播方向上 位于平衡位置的两质点a b相距为s a b之间只存在一个波谷 则从该时刻起 下列四幅波形中质点a最早到达波谷的是 D 振动图象与波的图象的比较 典题演示3 2016 苏北四市三模 如图甲所示 一列简谐横波沿x轴正方向传播 t 0 2s时刚好传播到x1 4m处 波源在坐标原点 其振动图象如图乙所示 则这列波的波速为 m s 从图甲所示时刻起 再经 s x2 42m处的质点P第一次处于波峰 20 2 波的图象多解问题分析 2 一般规律总结由于波动问题多解性的出现 导致了求解波动问题的复杂性 最容易失误的往往就是漏解 鉴于以上原因 在解决波的问题时 一定要考虑其所有可能性 尤其是对题设条件模糊 没有明确说明的物理量 一定要设法考虑其所有的可能性 1 说质点达到最大位移时 则有正方向和负方向最大位移两种可能 2 质点由平衡位置开始振动 则有起振方向相反的两种可能 3 只给出两时刻的波形 则有多次重复出现的可能等 总之 波的问题要建立多解意识 只要有了多解意识 再加上对题意的仔细分析 一定能得出全部的解 典题演示4 2016 南通 泰州 扬州 淮安二模 如图所示 在xOy平面内有一列沿x轴正方向传播的简谐横波 频率为2 5Hz 在t 0时 xP 2m的P点位于平衡位置 速度沿 y方向 xQ 6m的Q点位于平衡位置下方最大位移处 求 1 质点P第一次有 y方向最大加速度需经过的时间t 答案 0 1s 2 波的传播速度v 波的干涉 衍射 多普勒效应的分析 典题演示5 2016 盐城三模 如图所示 装有多普勒测速仪的汽车测速监视器安装在公路旁 它向行驶中的车辆发射已知频率的超声波 并接收被车辆反射回来的反射波 当某汽车向测速监视器靠近时 被该汽车反射回来的反射波与测速监视器发出的超声波相比 A 频率不变 波速变小B 波速不变 频率变小C 频率不变 波速变大D 波速不变 频率变大 解析 波的传播速度只与介质有关 当波源靠近观察者时 观察者接收到的频率变大 D项正确 D 1 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声表示声波的速度 v v声 f表示接收器接收到的频率 若f增大 则 A v增大 v声增大B v增大 v声不变C v不变 v声增大D v减小 v声不变 解析 由于声波的速度由介质决定 故v声不变 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 v增大 故B正确 B B AD 4 2016 淮安5月模拟 一列简谐横波 沿x轴正方向传播 t 0时刻的波形图如图甲所示 图乙是图甲中某质点的振动图象 则该波的波速为 m s 图乙表示图甲中 填 A B C 或 D 质点的振动图象 10 B 5 2016 南京三模 空间中存在一列向右传播的简谐横波 波速为2m s 在t 0时刻的波形如图甲所示 则x 2 0m处质点的位移 时间 yt 关系表达式为 cm 请在图乙中画出该简谐横波t1