第十二章第二节.ppt

第二节机械波,第十二章机械振动与机械波光电磁波与相对论,一、机械波1形成条件(1)有发生机械振动的_(2)有传播_，如空气、水等2传播特点(1)传播振动形式、传递_、传递信息(2)质点不随波迁移,波源,介质,能量,垂直,1.关于振动和波的关系，下列说法中正确的是()A振动是波的成因，波是振动的传播B振动是单个质点呈现的运动现象，波是许多质点联合起来呈现的运动现象C波在传播过程中，介质中的质点随波一起迁移D波源停止振动时，波立即停止传播,AB,二、描述机械波的物理量1波长：在波动中振动相位总是_的两个相邻质点间的距离用“”表示2频率f：在波动中，介质中各质点的振动频率都是相同的，都等于_的振动频率,介质,相同,波源,2.介质中有一列简谐机械波传播，对于其中某个振动质点()A它的振动速度等于波的传播速度B它的振动方向一定垂直于波的传播方向C它在一个周期内走过的路程等于一个波长D它的振动频率等于波源的振动频率,D,三、机械波的图象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,平衡位置,位移,平衡位置,3.如图所示是一列简谐波在t0时刻的波形图，介质中的质点P沿y轴方向做简谐运动的表达式为y10sin5tcm.关于这列简谐波，下列说法中正确的是()A这列简谐波的振幅为20cmB这列简谐波的周期为5.0sC这列简谐波在该介质中的传播速度为25cm/sD这列简谐波沿x轴正向传播,D,四、波的衍射和干涉1波的衍射定义：波可以绕过障碍物继续传播的现象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_时，才会发生明显的衍射现象3波的叠加原理：几列波相遇时能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,相差不多,小于波长,4波的干涉(1)定义：频率相同的两列波叠加时，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5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,4.(2015湖北黄冈联考)关于波的干涉、衍射等现象，下列说法正确的是()A有的波只能发生干涉现象，有的波只能发生衍射现象B产生干涉现象的必要条件之一，就是两列波的频率相等C能观察到明显的衍射现象的条件是障碍物的尺寸与波长比较相差不多或比波长更小D在干涉图样中，振动加强区域的质点，其位移始终保持最大；振动减弱区域的质点，其位移始终保持最小,BC,五、多普勒效应由于波源与观察者互相_或者互相_时，接收到的波的_与波源频率不相等的现象,靠近,远离,频率,5.(2015江西盟校联考)下列关于多普勒效应的说法中，正确的是()A观察者远离波源运动时，接收到的频率增大B观察者靠近波源运动时，接收到的频率增大C观察者减速远离波源时，接收到的频率越来越小D多普勒效应是机械波所特有的现象,B,考点一波动图象与波速公式的应用,考点二振动图象与波动图象的综合应用,考点三波的干涉、衍射、多普勒效应,考点一波动图象与波速公式的应用1波的图象反映了在某时刻介质中的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,(2014高考山东卷)一列简谐横波沿直线传播，以波源O由平衡位置开始振动为计时零点，质点A的振动图象如图所示已知O、A的平衡位置相距0.9m以下判断正确的是()A波长为1.2mB波源起振方向沿y轴正方向C波速大小为0.4m/sD质点A的动能在t4s时最大,AB,方法总结波的传播方向与质点的振动方向的互判方法,沿波的传播方向，上坡时质点向下振动，下坡时质点向上振动,波形图上某点表示传播方向和振动方向的箭头在图线同侧,将波形图沿传播方向进行微小平移，再由x轴上某一位置的两波形曲线上的点来判定,1.(2013高考北京卷)一列沿x轴正方向传播的简谐机械横波，波速为4m/s.某时刻波形如图所示，下列说法正确的是()A这列波的振幅为4cmB这列波的周期为1sC此时x4m处质点沿y轴负方向运动D此时x4m处质点的加速度为0,D,考点二振动图象与波动图象的综合应用,一振动质点,沿波传播方向的所有质点,一质点的位移随时间的变化规律,某时刻所有质点的空间分布规律,表示同一质点在各时刻的位移,表示某时刻各质点的位移,随时间推移，图象延续，但已有形状不变,随时间推移，波形沿传播方向平移,表示一个周期,表示一个波长,(1)质点振动周期(2)质点振幅(3)某一质点在各时刻的位移(4)各时刻速度、加速度的方向,(1)波长、振幅(2)任意一质点在该时刻的位移(3)任意一质点在该时刻的加速度方向(4)传播方向、振动方向的互判,(2014高考新课标全国卷)图甲为一列简谐横波在t2s时的波形图，图乙为媒质中平衡位置在x1.5m处的质点的振动图象，P是平衡位置为x2m的质点下列说法正确的是()A波速为0.5m/sB波的传播方向向右C02s时间内，P运动的路程为8cmD02s时间内，P向y轴正方向运动E当t7s时，P恰好回到平衡位置,ACE,方法总结解决振动图象与波动图象的综合问题的注意点(1)分清振动图象与波动图象(2)找准波动图象对应的时刻(3)找准振动图象描述的质点,2.(2014高考四川卷)如图所示，甲为t1s时某横波的波形图象，乙为该波传播方向上某一质点的振动图象，距该质点x0.5m处质点的振动图象可能是(),A,考点三波的干涉、衍射、多普勒效应,2波的衍射现象是指波能绕过障碍物继续传播的现象，产生明显衍射现象的条件是缝、孔的宽度或障碍物的尺寸跟波长相差不大或者小于波长,(2014高考大纲全国卷)两列振动方向相同、振幅分别为A1和A2的相干简谐横波相遇下列说法正确的是()A波峰与波谷相遇处质点的振幅为|A1A2|B波峰与波峰相遇处质点离开平衡位置的位移始终为A1A2C波峰与波谷相遇处质点的位移总是小于波峰与波峰相遇处质点的位移D波峰与波峰相遇处质点的振幅一定大于波峰与波谷相遇处质点的振幅,AD,解析波峰与波谷相遇时，振幅相消，故实际振幅为|A1A2|，故选项A正确；波峰与波峰相遇处，质点的振幅最大，合振幅为A1A2，但此处质点仍处于振动状态中，其位移随时间按正弦规律变化，故选项B错误；振动减弱点和加强点的位移都随时间按正弦规律变化，选项C错误；波峰与波峰相遇时振动加强，波峰与波谷相遇时振动减弱，加强点的振幅大于减弱点的振幅，故选项D正确,3.(原创题)如图所示，当波源和障碍物都静止不动时，波源发出的波在障碍物处不能发生明显衍射下列措施可能使波发生较为明显衍射的是()A增大波源的振动频率B减小波源的振动频率C波源靠近障碍物运动D以上说法均不可行,B,方法技巧波的多解问题的处理方法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,(10分)(2015长安一中质检)实线和虚线分别是沿x轴传播的一列简谐横波在t10和t20.06s时刻的波形图已知在t0时刻，x1.5m处的质点向y轴正方向运动(1)判断该波的传播方向；(2)求该波的最小频率；(3)若3T0.06s4T，求该波的波速大小,答案(1)向右传播(2)12.5Hz(3)75m/s,4.如图，一列沿x轴正方向传播的简谐横波，振幅为2cm，波速