高考物理一轮复习 第七章第二节 机械波课件 人教版.ppt

第二节机械波 本节目录 基础梳理 自学导引 要点透析 直击高考 考点探究 讲练互动 知能演练 轻巧夺冠 技法提炼 思维升华 波源 介质 能量 垂直 相同 波源 介质 三 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 波的叠加和干涉1 波的独立传播原理两列波相遇前 相遇过程中和相遇后 各自的传播特性不发生任何变化 即各列波之间不相互干扰 平衡位置 位移 平衡位置 2 波的叠加原理几列波相遇时能够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 3 波的干涉 1 定义 频率相同的两列波叠加 使某些区域的振动 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 干涉和衍射是波特有的现象 波同时还可以发生反射 折射 加强 减弱 五 波的衍射1 定义 波可以绕过障碍物继续传播 这种现象叫做波的衍射 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 或者比波长 时 3 关于衍射的两点说明 1 衍射始终存在 只是有的衍射明显 有的衍射不明显 2 衍射和干涉都是波的特有现象 一切波都能发生 相差不多 更小 干涉和衍射 六 声波 次声波和超声波1 声波 声源的振动在 的传播 声波是纵波 是机械波的一种 2 声速 声波在空气中的传播速度约为 声速与 有关 与 无关 3 声波的分类 1 可闻声波 频率范围在 的声波 2 超声波 频率高于 hz的声波 可用于工程质量检测及疾病的诊断 3 次声波 频率低于 hz的声波 4 人耳能够把回声与原声区别开来的最小时间间隔为 介质中 340m s 介质 频率 20 20000hz 20000 20 0 1s 七 多普勒效应1 定义 由于波源和观察者之间有相对运动 使观察者感到 发生变化的现象 2 实质 波源的真实频率不发生变化 只是观察者接收到的频率发生了变化 3 说明 机械波 电磁波都能发生多普勒效应 频率 一 机械波的传播问题1 质点振动方向与波传播方向的互判 即时应用1 2012 高考安徽卷 一列简谐波沿x轴正方向传播 在t 0时波形如图所示 已知波速为10m s 则t 0 1s时正确的波形应是图中的 二 振动图象与波动图象的比较波的振动图象与波动图象虽然形状相同 但所研究的对象 意义 特点等有所不同 所以 要掌握两者的区别及在某些情况下两者的相互转换 即时应用2 2012 高考福建卷 一列简谐横波沿x轴传播 t 0时刻的波形如图甲所示 此时质点p正沿y轴负方向运动 其振动图象如图乙所示 则该波的传播方向和波速分别是 a 沿x轴负方向 60m sb 沿x轴正方向 60m sc 沿x轴负方向 30m sd 沿x轴正方向 30m s 三 波的干涉与衍射的比较 即时应用3利用发波水槽得到的水面波形如图甲 乙所示 则 a 图甲 乙均显示了波的干涉现象b 图甲 乙均显示了波的衍射现象c 图甲显示了波的干涉现象 图乙显示了波的衍射现象d 图甲显示了波的衍射现象 图乙显示了波的干涉现象解析 选d 图甲表示波通过狭缝后发生衍射 图乙现象出现稳定的振动加强和振动减弱区域 是波的干涉现象 考点1波的形成和传播 答案 abd 考点2波动图象和振动图象的综合问题 2013 东城区高三检测 如图甲表示一列简谐横波在t 20s时的波形图 图乙是该列波中的质点p的振动图象 由图甲 乙中所提供的信息可知这列波的传播速度v以及传播方向分别是 a v 25cm s 向左传播b v 50cm s 向左传播c v 25cm s 向右传播d v 50cm s 向右传播 答案 b 考点3波的多解性 2010 高考四川卷改编 一列简谐横波沿直线由a向b传播 a b相距0 45m 如图是a处质点的振动图象 当a处质点运动到波峰位置时 b处质点刚好到达平衡位置 这列波的波速可能是 a 4 5m sb 3 0m sc 1 5m sd 0 7m s 思路点拨 1 b点通过平衡位置的速度方向未知 形成多解 2 ab间的距离与波长 的关系不确定形成多解 答案 ac 总结提升 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 跟踪训练一列简谐横波沿x轴正方向传播 在x 0与x 2m的两质点振动图线分别如图中实线与虚线所示 由此可得出 a 该波的波长可能是4mb 该波的周期是5sc 波的传播速度可能是2m sd 在t 2s时刻 x 2m处的质点正向上运动 考点4波的干涉现象如图所示表示两列相干水波的叠加情况 图中的实线表示波峰 虚线表示波谷 设两列波的振幅均为5cm 且图示的范围内振幅不变 波速和波长分别为1m s和0 5m c点是be连线的中点 下列说法中不正确的是 a c e两点都保持静止不动b 图示时刻a b两点的竖直高度差为20cmc 图示时刻c点正处于平衡位置且向水面以上运动d 从图示的时刻起经0 25s b点通过的路程为20cm 思路点拨 根据波的叠加原理及振动加强和减弱的条件分析 解析 由波的干涉知识可知题图中的质点a b e的连线处波峰和波峰或波谷和波谷叠加 是加强区 过d f的连线处和过p q的连线处波峰和波谷叠加是减弱区 c e两点是振动的加强点 不可能静止不动 答案 a 范例 一列简谐横波在某一时刻的波形图如图所示 图中p q两质点的横坐标分别为x 1 5m和x 4 5m p点的振动图象如图乙所示 在下列四幅图中 q点的振动图象可能是 错因剖析错解1 错误地认为 在题图所示时刻p q两质点振动的位移相同 因此其振动图象也相同 错选a 错解2 有的同学则认为 题图所示时刻 p q两质点振动位移相同 但振动的方向相反 因此d正确 错解3 认为波沿x轴正方向传播 因此漏选c 答案 bc 真知灼见 1