高中物理第12章机械波章末小结课件新人教版选修3-4

1、成才之路成才之路 物理物理路漫漫其修远兮路漫漫其修远兮 吾将上下而求索吾将上下而求索人教版人教版 选修选修3-4 机械波机械波第十二章第十二章章章 末末 小小 结结第十二章第十二章规律方法规律方法2触及高考触及高考3考题探析考题探析4临场练兵临场练兵5知识结构知识结构1知识结构知识结构规律方法规律方法一、波的图象理解及应用一、波的图象理解及应用1图象的物理意义图象的物理意义波的图象是表示波的传播方向上的各质点在某一时刻对平波的图象是表示波的传播方向上的各质点在某一时刻对平衡位置的位移情况的图象。衡位置的位移情况的图象。2由图象获取的信息由图象获取的信息应用波动图象解题时，关键要理解波的形成和传

2、播过程、应用波动图象解题时，关键要理解波的形成和传播过程、波的传播方向的双向性、波动图象的重复性。要明确由波的图波的传播方向的双向性、波动图象的重复性。要明确由波的图象可获取的以下信息：象可获取的以下信息：(1)该时刻各质点的位移。该时刻各质点的位移。(2)质点振动的振幅质点振动的振幅A。(3)波长波长。(4)若知道波速若知道波速v的方向，可知各质点的运动方向。如图的方向，可知各质点的运动方向。如图中，设波速向右，则中，设波速向右，则1、4质点沿质点沿y方向运动，方向运动，2、3质点沿质点沿y方向运动。方向运动。(8)若已知波速若已知波速v的大小和方向，可画出后一时刻的波形的大小和方向，可画出

3、后一时刻的波形图：波在均匀介质中做匀速运动，在时间图：波在均匀介质中做匀速运动，在时间t内各质点的运动形内各质点的运动形式沿波速方向传播式沿波速方向传播xvt，即把原波形图沿波的传播方向平，即把原波形图沿波的传播方向平移移t，每过一个周期，每过一个周期T，波向前传播一个波长，波向前传播一个波长的距离，波形复的距离，波形复原一次。原一次。At0.9s，Q点第一次出现波峰点第一次出现波峰Bt1.2s，Q点第一次出现波峰点第一次出现波峰C振源起振方向一定向上振源起振方向一定向上D质点质点Q位于波峰时，质点位于波峰时，质点P位于波谷位于波谷答案：答案：ACD二、振动图象与波动图象相联系的问题二、振动图

4、象与波动图象相联系的问题1振动图象与波动图象的互换振动图象与波动图象的互换(1)由振动图象定出振幅、周期及某时刻该质点的振动方由振动图象定出振幅、周期及某时刻该质点的振动方向，结合波的传播方向从而可定出某时刻介质中各个质点在该向，结合波的传播方向从而可定出某时刻介质中各个质点在该时刻的位置，便可作出该时刻的波动图象。时刻的位置，便可作出该时刻的波动图象。(2)由波动图象定振动图象。由波动图象定振动图象。从波动图象定出振幅、该时刻某质点的位置及振动方向，从波动图象定出振幅、该时刻某质点的位置及振动方向，再结合波的传播方向定出各个时刻该质点的位置，便可求出该再结合波的传播方向定出各个时刻该质点的位

5、置，便可求出该质点的振动图象。质点的振动图象。2解决两种图象结合的问题的基本思路解决两种图象结合的问题的基本思路(1)首先识别哪一个是波动图象，哪一个是振动图象，两者首先识别哪一个是波动图象，哪一个是振动图象，两者间的联系纽带是周期与振幅。间的联系纽带是周期与振幅。(2)再从振动图象中找出某一质点在波动图象中的那一时刻再从振动图象中找出某一质点在波动图象中的那一时刻的振动方向，然后再确定波的传播方向及其他问题。的振动方向，然后再确定波的传播方向及其他问题。三、波动问题的周期性及多解性三、波动问题的周期性及多解性机械波在传播过程中在时间和空间上的周期性、传播方向机械波在传播过程中在时间和空间上的

6、周期性、传播方向上的双向性、质点振动方向的不确定性等都是形成波动习题多上的双向性、质点振动方向的不确定性等都是形成波动习题多解的原因。解的原因。1波动图象的周期性形成多解波动图象的周期性形成多解机械波在一个周期内不同时刻图象的形状是不同的，但在机械波在一个周期内不同时刻图象的形状是不同的，但在相隔时间为周期整数倍的不同时刻图象的形状则是相同的，机相隔时间为周期整数倍的不同时刻图象的形状则是相同的，机械波的这种周期性必然导致波的传播距离、时间和速度等物理械波的这种周期性必然导致波的传播距离、时间和速度等物理量有多值与之对应，即这三个物理量可分别表示为：量有多值与之对应，即这三个物理量可分别表示为

7、：snstnTtvs/ /t t( (nns s)/ )/(nTt)，其中，其中n0,1,2，2.波的传播方向的双向性形成多解波的传播方向的双向性形成多解在一维条件下，机械波既可以向在一维条件下，机械波既可以向x轴正方向传播，又可以轴正方向传播，又可以向向x轴负方向传播，这就是波传播的双向性。轴负方向传播，这就是波传播的双向性。3波形的隐含性形成多解波形的隐含性形成多解许多波动习题往往只给出完整波形的一部分，或给出了几许多波动习题往往只给出完整波形的一部分，或给出了几个特殊点，而其余部分处于隐含状态。这样，一道习题就有多个特殊点，而其余部分处于隐含状态。这样，一道习题就有多个图形与之对应，从而

8、形成多解。个图形与之对应，从而形成多解。A质点质点Q比质点比质点N先回到平衡位置先回到平衡位置B在在t11.0s这一时刻，波在这一时刻，波在P、Q之间的各点，运动方之间的各点，运动方向一定竖直向上向一定竖直向上C此波的频率可能是此波的频率可能是3Hz或或5HzD此波的波速最小值为此波的波速最小值为4m/s点评：点评：质点回到平衡位置的时间不能以质点离开平衡位置质点回到平衡位置的时间不能以质点离开平衡位置的位移为依据，应该先判断质点的振动方向。才能确定质点回的位移为依据，应该先判断质点的振动方向。才能确定质点回到平衡位置的时间长短。到平衡位置的时间长短。触及高考触及高考本专题在新课标地区属于选考

9、内容，因而出大型的综合题本专题在新课标地区属于选考内容，因而出大型的综合题目的可能性不大，但作为板块目的可能性不大，但作为板块34中的内容，出题的可能性较中的内容，出题的可能性较大，其中命题频率最高的知识点是波的图象、频率、波长、波大，其中命题频率最高的知识点是波的图象、频率、波长、波速的关系。试题信息容量大，一道题往往考查多个概念和规速的关系。试题信息容量大，一道题往往考查多个概念和规律，特别是通过波的图象综合考查理解能力、推理能力和空间律，特别是通过波的图象综合考查理解能力、推理能力和空间想象能力。想象能力。考题探析考题探析A在在t0.10s时，质点时，质点Q向向y轴正方向运动轴正方向运动

10、B在在t0.25s 时，质点时，质点P的加速度方向与的加速度方向与y轴正方向相同轴正方向相同C从从t0.10s到到t0.25s，该波沿，该波沿x轴负方向传播了轴负方向传播了6mD从从t0.10s到到t0.25s，质点，质点P通过的路程为通过的路程为30cmE质点质点Q简谐运动的表达式为简谐运动的表达式为y0.10sin10t(国际单位国际单位制制)点评：点评：P质点通过的路程易错为质点通过的路程易错为30cm，由于，由于P质点在质点在t0.10s到到t0.25s时间内，有两次经过最大位移点，只有一次经时间内，有两次经过最大位移点，只有一次经过平衡位置，在平衡位置的振动速度比在最大位移附近平均速

11、过平衡位置，在平衡位置的振动速度比在最大位移附近平均速度大，同样时间内的路程比最大位移附近大。度大，同样时间内的路程比最大位移附近大。解析：解析：由甲、乙两图知，该质点为由甲、乙两图知，该质点为x1.75m处，距离该质处，距离该质点点x0.5m处的质点为处的质点为x11.25m或或x22.25m，在，在t1s时时x1处处在在x轴下方并向上振动，轴下方并向上振动，x2处在处在x轴上方并向下振动，在所给出轴上方并向下振动，在所给出的四个图中，符合以上条件的只有的四个图中，符合以上条件的只有A图，故选图，故选A。答案：答案：A点评：点评：解有关振动图象和波动图象题目时要特别注意对应解有关振动图象和波

12、动图象题目时要特别注意对应关系，本题中根据题意可得知关系，本题中根据题意可得知A图是图是x22.25m质点的振动图质点的振动图象。象。临场练兵临场练兵1(2014大纲全国卷，大纲全国卷，18)两列振动方向相同、振幅分别两列振动方向相同、振幅分别为为A1和和A2的相干简谐横波相遇。下列说法正确的是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波峰与波谷相遇处质点的位移总是小于波峰与波峰相遇

13、处质点的位移遇处质点的位移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遇处质点的振幅答案：答案：AD解析：解析：本题考查波的干涉，解题的关键要明确振幅和振动本题考查波的干涉，解题的关键要明确振幅和振动位移的区别，振动加强点的振幅为位移的区别，振动加强点的振幅为A1A2，减弱点的振幅为，减弱点的振幅为|A1A2|，但质点始终振动，因此所有质点的位移可以为零，但质点始终振动，因此所有质点的位移可以为零，A、D正确。本题的易错点是认为振动加强点的位移始终等于振正确。本题的易错点是认为振动加强点的位移始终等于振幅。幅。2(2014北京理综

14、，北京理综，17)一简谐机械波沿一简谐机械波沿x轴正方向传轴正方向传播，波长为播，波长为，周期为，周期为T。t0时刻的波形如图时刻的波形如图1所示，所示，a、b是是波上的两个质点。图波上的两个质点。图2是波上某一质点的振动图象。下列说法是波上某一质点的振动图象。下列说法中正确的是中正确的是()At0时质点时质点a的速度比质点的速度比质点b的大的大Bt0时质点时质点a的加速度比质点的加速度比质点b的小的小C图图2可以表示质点可以表示质点a的振动的振动D图图2可以表示质点可以表示质点b的振动的振动答案：答案：D解析：解析：该题考查波动图象和振动图象的关系，解题的关键该题考查波动图象和振动图象的关系

15、，解题的关键要明确波的传播方向与质点振动方向的关系。要明确波的传播方向与质点振动方向的关系。t0时刻时刻a在波在波峰，速度为零，加速度最大，峰，速度为零，加速度最大，b在平衡位置，加速度为零，速在平衡位置，加速度为零，速度最大，度最大，A、B错。根据错。根据“上下坡上下坡”法可以判断，法可以判断，t0时刻时刻b点点在平衡位置且向下运动，在平衡位置且向下运动，C错错D对。对。3(2014安徽理综，安徽理综，16)一简谐横波沿一简谐横波沿x轴正向传播，图轴正向传播，图1是是t0时刻的波形图，图时刻的波形图，图2是介质中某质点的振动图象，则该是介质中某质点的振动图象，则该质点的质点的x坐标值合理的是

16、坐标值合理的是()A0.5mB1.5mC2.5mD3.5m答案：答案：C解析：解析：本题考查波动图象与质点振动图象的关系，要明确本题考查波动图象与质点振动图象的关系，要明确波的传播方向与质点振动方向的关系，顺着波的传播方向看波的传播方向与质点振动方向的关系，顺着波的传播方向看“上坡下上坡下”“”“下坡上下坡上”根据振动图象中根据振动图象中t0时刻质点所处的位时刻质点所处的位置和振动方向，可以判断置和振动方向，可以判断C选项正确。选项正确。4(2014山东理综，山东理综，38)一列简谐横波沿直线传播。以波一列简谐横波沿直线传播。以波源源O由平衡位置开始振动为计时零点，质点由平衡位置开始振动为计时零点，质点A的振动图象如图的振动图象如图所示，已知所示，已知O、A的平衡位置相距的平衡位置相距0.9m。以下判断正确的是。以下判断正确的是_。(双选，填正确答案标号双选，填正确答案标号)A波长为波长为1.2mB波源起振方向沿波源起振方向沿y轴正方向轴正方向C波速大小为波速大小为0.4m/sD质点质点A的动能在的动能在t4s时最大时最大答案：答案：AB5(2014新课