人教版物理选修3-4第十二章机械波章末总结

第十二章,章末总结,内容索引,知识网络,题型探究,知识网络,机械波,机械波的形成,形成：机械振动在中的传播条件：波源(振源)、介质，二者缺一不可特点：传播振动形式、传递能量和信息，质点随波迁移波与振动的关系：有机械振动有机械波；有机械波必有机械振动分类：按机械波传播方向与质点振动方向的关系分为和_,介质,不,不一定,横波,纵波,机械波,描述波的物理量,波长频率f(周期T)波速v关系：v或v_,f,机械波,波的图象,形成：前面的质点带动后面的质点，将传播出去物理意义：横坐标表示波的传播方向上各质点的位置，纵坐标表示某一时刻各质点平衡位置的位移,振动图象与波的图象,从波的图象获得的信息,振动形式,平衡,偏离,相同点：纵坐标表示位移不同点：横坐标表示的意义不同,波长各质点的位移大小和方向各质点的振幅波的传播方向和各质点的振动方向互判,机械波,波的一些现象,衍射：波可以绕过障碍物继续传播的现象叠加原理：几列波相遇时保持各自的振动状态，各质点的位移等于这几列波单独传播时引起的位移的_干涉：频率的两列波叠加，使某些区域的振动，某些区域的振动的现象多普勒效应：是由波源与观察者(距离变化)产生的，一切波都能发生多普勒效应反射和折射,矢量和,相同,加强,减弱,相对运动,题型探究,一、对波的图象的理解,从波的图象中可以看出：(1)波长；(2)振幅A；(3)该时刻各质点偏离平衡位置的位移情况；(4)如果波的传播方向已知，可判断各质点在该时刻的振动方向以及下一时刻的波形；(5)如果波的传播速度大小已知，可利用图象所得的相关信息进一步求得各质点振动的周期和频率：.,A.此波一定沿x轴正方向传播B.x1.0m处的质点做简谐运动的周期为0.20sC.t0时刻x1.5m处的质点具有最大速度D.再经1.0s，x1.5m处的质点通过的路程为10m,例1一列沿x轴传播的简谐横波，波速为10m/s，在t0时刻的波形图线如图1所示，此时x1.0m处的质点正在向y轴负方向运动，则,解析,答案,图1,解析此时x1.0m处的质点正在向y轴负方向运动，知该波向x轴负方向传播.故A错误；在波的传播方向上，各点的周期是相等的，由题图知波长是2.0m，则：T0.20s.故B正确；t0时刻x1.5m处的质点处在负方向的最大位移处，所以速度是0.故C错误；再经1.0s，经历了n5个周期，质点在一个周期内的路程等于4个振幅，x1.5m处的质点通过的路程为s54A200.02m0.4m.故D错误.,针对训练1一列简谐横波沿x轴传播，t0时的波形如图2所示，质点a与质点b相距1m，a质点正沿y轴正方向运动；t0.02s时，质点a第一次到达正向最大位移处，由此可知,解析,答案,图2,A.此波的传播速度为25m/sB.此波沿x轴正方向传播C.从t0时起，经过0.04s，质点a沿波传播方向迁移了1mD.t0.04s时，质点b处在平衡位置，速度沿y轴负方向,由a点向上运动知此波沿x轴负方向传播，B错；质点不随波迁移，C错；t0时质点b向下运动，从t0到t0.04s经过了半个周期，质点b回到平衡位置沿y轴正方向运动，D错.,波动图象与振动图象相结合是机械振动与机械波相结合的最重要的一类题型.解题时要明确两个对应关系：一是波动图象所对应的时刻是振动图象横轴上的哪个时刻，二是振动图象所对应的质点是波动图象上哪个质点.,二、波的图象与振动图象的区别和联系,例2(多选)图3甲为一列简谐横波在t0.10s时刻的波形图，P是平衡位置为x1m处的质点，Q是平衡位置为x4m处的质点，图乙为质点Q的振动图象，则下列说法正确的是,图3,A.该波的周期是0.10sB.该波的传播速度为40m/sC.该波沿x轴的负方向传播D.从t0.10s到t0.25s，质点P通过的路程为30cm,解析,答案,解析由题图乙知该波的周期是0.20s，故A错误.,t0.10s时，由题图乙知质点Q正向下运动，根据波形平移法可知该波沿x轴负方向传播，故C正确.,解析,答案,针对训练2(多选)如图4甲所示为一列横波在t0时的波动图象，图乙为该波中x2m处质点P的振动图象.下列说法正确的是,图4,A.波速为4m/sB.波沿x轴负方向传播C.再过0.5s，质点P的动能最大D.再过2.5s，质点P振动的路程为1.8cm,根据“上下坡法”，质点P向上运动，且处于下坡，所以该波是沿x轴正方向传播的，B错误；再过0.5s，质点P又回到平衡位置，所以动能最大，C正确；,波在传播过程中，由于空间周期性、时间周期性和传播方向的双向性而引起多解，解决这类问题要注意下列情况：(1)波的空间周期性：在波的传播方向上，相距为波长整数倍的质点的振动情况相同.(2)波的时间周期性：由波的传播特性可知，经过整数倍个周期，波的图象相同.(3)波的传播方向的双向性：若根据题中条件无法确定波的传播方向，在解题时要注意考虑波的传播方向可以有两个方向.,三、波动问题的多解性,例3一列简谐横波t1时刻的波形如图5中实线所示，t2时刻的波形如图中虚线所示，已知tt2t10.5s.问：(1)这列波的传播速度是多少？,解析,答案,图5,答案若波向右传播，v右(16n4)m/s(n0,1，2)；若波向左传播，v左(16n12)m/s(n0,1,2),(2)若波向左传播，且3Tt4T，波速是多大？,解析,答案,答案60m/s,解析因波向左传播，且3Tt4T，则必有3s4，故n3，v左(16n12)m/s60m/s.,(3)若波速等于68m/s，则波向哪个方向传播？,答案向右,解析因波速v68m/s，所以svt680.5m34m(4)，故波向右传播.,针对训练3如图6所示实线是一列简谐横波在t10时刻的波形，虚线是这列波在t20.5s时刻的波形，这列波的周期T符合：3Tt2t14T，问：,答案,图6,(1)若波向右传播，波速多大？,答案54m/s,解析,解析由题目中波形图知8m，波向右传播时，传播距离x满足,由于3Tt2t14T，因此k取3,解得v54m/s.,(2)若波向左传播，波速多大？,答案,答案58m/s