高考物理复习部分基础课2机械波市赛课公开课一等奖省名师获奖课件

基础课2机械波1/60知识点一、机械波横波和纵波1．机械波形成条件 (1)有发生机械振动波源。 (2)有传输介质，如空气、水等。2．传输特点 (1)机械波传输只是振动_____和_____，质点只在各自平衡位置附近做简谐运动，并不随波______。 (2)介质中各质点振幅相同，振动周期和频率都与_______振动周期和频率相同。 (3)一个周期内，质点完成一次全振动，经过旅程为____，位移为____。形式能量迁移波源4A零2/603．机械波分类 (1)横波：质点振动方向与波传输方向相互______波，有_______

(凸部)和_______

(凹部)。

(2)纵波：质点振动方向与波传输方向在__________上波，有_______和______。垂直波峰波谷同一直线密部疏部3/60知识点二、横波图象波速、波长和频率关系1．横波图象 (1)坐标轴：横轴表示各质点__________，纵轴表示该时刻各质点_______。 (2)意义：表示在波传输方向上，某时刻各质点离开___________位移。 (3)图象：平衡位置位移平衡位置4/602．波长、波速、频率及其关系 (1)波长λ

在波动中，振动相位总是______两个相邻质点间距离。 (2)波速v：

波在介质中传输速度，由______本身性质决定。 (3)频率f：

由波源决定，等于波源___________。 (4)波长、波速和频率关系： ①v＝______；②v＝

。相同介质振动频率λf5/60知识点三、波干涉和衍射现象多普勒效应1．波干涉和衍射

波干涉波衍射条件两列波频率必须______显著条件：障碍物或孔____比波长小或相差不多现象形成加强区和减弱区相互隔开稳定__________波能够___________或孔继续向前传输相同尺寸干涉图样绕过障碍物6/602.多普勒效应 (1)条件：声源和观察者之间有___________。 (2)现象：观察者感到_______发生改变。 (3)实质：声源频率_______，观察者接收到频率_______。相对运动频率不变改变7/60[思索判断](1)在机械波传输过程中，介质中质点随波传输而迁移。(

)(2)周期或频率，只取决于波源，而与v、λ无直接关系。(

)(3)波速v取决于介质性质，它与T、λ无直接关系。只要介质不变，v就不变；假如介质变了，v也一定变。(

)(4)两列波在介质中叠加，一定产生干涉现象。(

)(5)一切波都能发生衍射现象。(

)(6)多普勒效应说明波源频率发生改变。(

)答案(1)×

(2)√

(3)√

(4)×

(5)√

(6)×8/60机械波传输与图象1．波动图象信息(如图1所表示)图1(1)直接读取振幅A和波长λ，以及该时刻各质点位移。(2)确定某时刻各质点加速度方向，并能比较其大小。(3)结合波传输方向可确定各质点振动方向或由各质点振动方向确定波传输方向。9/6010/601．[机械波传输](多项选择)如图2，a、b、c、d是均匀媒质中x轴上四个质点，相邻两点间距依次为2m、4m和6m。一列简谐横波以2m/s波速沿x轴正向传输，在t＝0时刻抵达质点a处，质点a由平衡位置开始竖直向下运动，t＝3s时a第一次抵达最高点。以下说法正确是(

)图211/60A．在t＝6s时刻波恰好传到质点d处B．在t＝5s时刻质点c恰好抵达最高点

C．质点b开始振动后，其振动周期为4sD．在4s<t＜6s时间间隔内质点c向上运动E．当质点d向下运动时，质点b一定向上运动12/60答案ACD13/602．[判断波传输方向或质点振动方向](·山西四校联考)(多项选择)如图3所表示是沿x轴传输一列简谐横波，实线是在t＝0时刻波形图，虚线是在t＝0.2s时刻波形图。已知该波波速是0.8m/s，则以下说法正确是(

)图314/60A．这列波周期是0.15sB．这列波是沿x轴负方向传输C．t＝0时，x＝4cm处质点速度沿y轴正方向D．0～0.2s内，x＝4cm处质点振动方向改变了3次E．t＝0.2s时，x＝4cm处质点加速度方向沿y轴负方向答案ABD15/603．[波速公式应用](·河北唐山统考)一列沿－x方向传输简谐横波，在t＝0时刻波形如图4所表示，质点振动振幅为10cm。P、Q两点坐标分别为(－1，0)和(－9，0)，已知t＝0.7s时，P点第二次出现波峰。图416/60(1)这列波传输速度多大？(2)从t＝0时刻起，经过多长时间Q点第一次出现波峰？(3)当Q点第一次出现波峰时，P点经过旅程为多少？17/60答案

(1)10m/s

(2)1.1s

(3)0.9m18/60波传输方向与质点振动方向互判方法方法技巧

内容图象“上下坡”法沿波传输方向，“上坡”时质点向下振动，“下坡”时质点向上振动19/60“同侧”法波形图上某点表示传输方向和振动方向箭头在图线同侧“微平移”法将波形沿传输方向进行微小平移，再由对应同一x坐标两波形曲线上点来判断振动方向20/60振动图象和波图象关联分析求解波动图象与振动图象综合类问题可采取“一分、一看、二找”方法21/601．[已知振动图象确定波图象](福建理综)在均匀介质中，一列沿x轴正向传输横波，其波源O在第一个周期内振动图象如图5所表示，则该波在第一个周期末波形图是(

)图522/60解析由振动图象可知波源开始振动方向沿y轴负方向，则一个周期末开始振动质点，其振动方向也是沿y轴负方向，所以A、C错误；由振动图象可知，后半个周期振动振幅较大，依据波传输特点，B错误，D正确。答案D23/602．[已知波图象确定振动图象]如图6所表示，甲为t＝1s时某横波波形图象，乙为该波传输方向上某一质点振动图象，距该质点Δx＝0.5m处质点振动图象可能是(

)图624/6025/60答案A26/603．[两种图象综合应用](多项选择)图7(a)为一列简谐横波在t＝0.10s时刻波形图，P是平衡位置在x＝1.0m处质点，Q是平衡位置在x＝4.0m处质点；图(b)为质点Q振动图象。以下说法正确是(

)图727/60A．在t＝0.10s时，质点Q向y轴正方向运动B．在t＝0.25s时，质点P加速度方向与y轴正方向相同C．从t＝0.10s到t＝0.25s，该波沿x轴负方向传输了6mD．从t＝0.10s到t＝0.25s，质点P经过旅程为30cmE．质点Q简谐运动表示式为y＝0.10sin(10πt)(国际单位制)28/6029/60答案BCE30/60波多解问题造成波动问题多解主要原因有1．周期性 (1)时间周期性：时间间隔Δt与周期T关系不明确。 (2)空间周期性：波传输距离Δx与波长λ关系不明确。2．双向性 (1)传输方向双向性：波传输方向不确定。 (2)振动方向双向性：质点振动方向不确定。31/603.波形隐含性形成多解

在波动问题中，往往只给出完整波形一部分，或给出几个特殊点，而其余信息均处于隐含状态。这么，波形就有各种情况，形成波动问题多解性。32/60【典例】

[·全国卷Ⅰ，34(2)]甲、乙两列简谐横波在同一介质中分别沿x轴正向和负向传输，波速均为v＝25cm/s。两列波在t＝0时波形曲线如图8所表示。求：图833/60(ⅰ)t＝0时，介质中偏离平衡位置位移为16cm全部质点x坐标；(ⅱ)从t＝0开始，介质中最早出现偏离平衡位置位移为－16cm质点时间。解析(ⅰ)两列波振幅均为8cm，故偏离平衡位置位移为16cm质点应为两列波波峰相遇处质点。依据波形图可知，甲、乙波长分别为λ乙＝60cm，λ甲＝50cm则甲、乙两列波波峰坐标分别为x甲＝(50＋k1×50)cm

(k1＝0，±1，±2，±3，…)x乙＝(50＋k2×60)cm

(k2＝0，±1，±2，±3，…)34/60答案

(ⅰ)x＝(50＋300n)cm

(n＝0，±1，±2，±3，…)

(ⅱ)0.1s35/60方法技巧36/601．[周期性造成多解问题](·吉林长春三模)(多项选择)一列简谐横波沿x轴正方向传输，t时刻波形图如图9中实线所表示，此时波刚好传到P点，t＋0.6s时刻波形如图中虚线所表示，a、b、c、P、Q是介质中质点，则以下说法正确是(

)图937/60A．这列波波速可能为50m/sB．质点a在这段时间内经过旅程一定小于30cmC．质点c在这段时间内经过旅程可能为60cmD．若周期T＝0.8s，则在t＋0.5s时刻，质点b、P位移相同E．若周期T＝0.8s，从t＋0.4s时刻开始计时，则质点c振动方程为x＝0.1sinπt(m)38/6039/60答案

ACD40/602．[双向性造成多解问题](·衡水模拟)在一列沿水平直线传输简谐横波上有相距4mA、B两点，如图10甲、乙分别是A、B两质点振动图象，已知该波波长大于2m，求这列波可能波速。图1041/6042/60答案看法析43/60波干涉、衍射、多普勒效应44/602．多普勒效应成因分析 (1)接收频率：观察者接收到频率等于观察者在单位时间内接收到完全波个数。 (2)当波源与观察者相互靠近时，观察者接收到频率变大，当波源与观察者相互远离时，观察者接收到频率变小。45/601．[波干涉现象](多项选择)如图11所表示，实线与虚线分别表示振幅、频率均相同两列简谐横波波峰和波谷，此刻，M是波峰与波峰相遇点。设这两列波振幅均为A，则以下说法正确是(

)图1146/60A．此时刻位于O处质点正处于平衡位置B．P、N两处质点一直处于平衡位置C．伴随时间推移，M处质点将向O处移动D．从此时刻起，经过四分之一周期，M处质点抵达平衡位置，此时位移为零E．O、M连线中点是振动加强点，其振幅为2A47/60解析此时刻位于O处质点正处于波谷与波谷相遇点，不在平衡位置，选项A错误；P、N两处质点处于波峰和波谷相遇点，两列波在这两处位移一直相反，合位移为0，选项B正确；质点并不随波迁移，选项C错误；从此时刻起，经过四分之一周期，两列波在M点振动均到达平衡位置，合位移为零，选项D正确；O、M连线中点是振动加强区点，其振幅为2A，选项E正确。答案BDE48/602．[多普勒效应]如图12所表示，向左匀速运动小车发出频率为f声波，车左侧A处静止人感受到声波频率为f1，车右侧B处静止人感受到声波频率为f2，则(

)图12A．f1＜f，f2＜f B．f1＜f，f2＞f C．f1＞f，f2＞f D．f1＞f，f2＜f49/60解析波源朝向观察者运动时，观察频率大于波源频率，波源远离观察者运动时，观察频率小于波源频率，D正确。答案

D50/603．[波干涉、衍射](多项选择)一列简谐横波，某时刻波形图如图13甲所表示，从该时刻计时，波上质点A振动图象如图乙所表示，则(

)图1351/60A．若此波传输过程中碰到频率为1.25Hz同类波，一定会发生干涉，产生稳定干涉图样B．若此波传输过程中碰到波长为20m同类波，一定会发生干涉，产生稳定干涉图样C．若此波传输过程中碰到障碍物尺寸为2000m，可能发生显著衍射现象D．该波传输速度为2.5m/sE．该波传输速度为25m/s52/60答案

ABE53/601．(·全国卷Ⅰ，34)某同学漂浮在海面上，即使水面波正平稳地以1.8m/s速率向着海滩传输，但他并不向海滩靠近。该同学发觉从第1个波峰到第10个波峰经过身下时间间隔为15s。以下说法正确是________。(填正确答案标号)A．水面波是一个机械波B．该水面波频率为6HzC．该水面波波长为3mD．水面波没有将该同学推向岸边，是因为波传输时能量不会传递出去E．水面波没有将该同学推向岸边，是因为波传输时振动质点并不随波迁移54/60答案ACE55/602．(·全国卷Ⅲ，34