《第三章 机械波》课件

第三章机械波本章小结构建知识网络机械波机械波机械波归纳专题小结专题1由波的传播方向确定质点振动方向的方法1．上下坡法沿波的传播方向看，“上坡”的质点向下运动，“下坡”的质点向上运动，简称“上坡下，下坡上”，如图甲所示．2．微平移法原理：波向前传播，波形也向前平移．方法：作出经微小时间Δt后的波形，就知道了各质点经过Δt时间到达的位置，此刻质点振动方向也就知道了，如图乙所示．3．同侧法在波的图像上的某一点，沿竖直方向画出一个箭头表示质点运动方向，并在同一点沿水平方向画一个箭头表示波的传播方向，那么这两个箭头总是在曲线的同侧，如图丙所示．若波向右传播，则P向下运动．4．带动法原理：先振动的质点带动邻近的后振动质点．方法：在图像上靠近P点另找先振动的一点P′，若P′在P上方，则P向上运动，若P′在P下方，则P向下运动，如图丁所示．例1在坐标原点的波源产生一列沿x轴正方向传播的简谐横波，波速v＝200m/s，已知t＝0时，波刚好传播到x＝40m处，如图所示．在x＝400m处有一接收器(图中未画出)，则下列说法正确的是 (

)A．波源开始振动时方向沿y轴正方向B．从t＝0开始经0.15s，x＝40m的质点运动的路程为0.6mC．接收器在t＝2s时才能接收到此波D．若波源向x轴正方向运动，接收器接收到波的频率可能是9Hz答案：B专题2振动图像与波的图像问题的区别与联系1．由波的图像确定振动图像给出波的图像，附加波的传播方向便可粗略画出任一质点的振动图像(周期T未知)．如果能再给出波速便可准确确定出任一质点的振动图像．2．由振动图像确定波的图像给出振动图像和波的传播方向，便可画出任一时刻的波形图；或是给出两个质点的振动图像，加上两质点平衡位置的间距和波源方位，便可画出多种情况下的波形图．例2如图甲为一列简谐横波在t＝2s时的波动图像，图乙为该波中x＝2m处质点P的振动图像．下列说法不正确的是(

)A．该波的波速大小为1m/sB．该波沿x轴负方向传播C．t＝1s时，质点P的速度最小，加速度最大D．在0～2s内，质点P的速度和加速度的方向均未发生改变答案：D专题3波的衍射、干涉问题的分析1．波的衍射条件理解波的衍射现象中要明确“障碍物或孔的尺寸比波长小或与波长相差不多”是发生明显衍射的条件，不是衍射能否发生的条件．衍射是无条件发生的，不过在不满足以上条件时衍射现象不明显．2．波的干涉的实质(1)在稳定的干涉现象中，振动加强区和振动减弱区的空间位置是固定不变的．振动加强区内质点的振幅等于两列波的振幅之和，振动减弱区内的质点的振幅等于两列波的振幅之差．振动加强区和振动减弱区是交替出现的．(2)振动加强和减弱指的是质点振动剧烈程度的差异也就是振幅大小的区别，振动加强点的振幅大，振动减弱点的振幅小(特殊情况下振幅可以为零，即质点不振动)．但它们的位移都随时间变化，某一时刻振动加强点的位移不一定大于振动减弱点的位移．3．振动加强点和减弱点的判断方法(1)振幅判断法：正确理解加强点和减弱点．不能认为加强点的位移始终最大，减弱点的位移始终最小，而应该是振幅增大的点为加强点，其实这些点也在振动，位移可为零；振幅减小的点为减弱点．(3)现象判断法：若某点总是波峰与波峰(或波谷与波谷)相遇，则该点为加强点；若总是波峰与波谷相遇，则为减弱点．例3如图所示，在水平面上有两个完全相同的振源S1和S2，在S1和S2连线的中垂线上有a、b、c三点．已知在某一时刻两列波的波峰在a点相遇，波谷在c点相遇，b为a、c连线的中点，如图所示，下列结论中正确的是

(

)A．a、c两点是振动加强点，b点是振动减弱点B．a点是振动加强点，c点是振动减弱点，b点振动情况不确定C．a、b、c三点的振幅都为零D．a、c连线上所有点都为振动加强点解析：两个完全相同的振源S1和S2，a、b、c三点在连线的中垂线上，则a、b、c到两个波源的距离都相等，路程差都为零，三点的振动都加强，但振动加强点也仍在周期性振动，故振幅并非都为零．故A、B、C错误，D正确．答案：D典练素养提升1．[物理观念]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．增大障碍物的长度D．波源靠近障碍物运动【答案】B

2．[物理观念]两列频率相同的简谐横波振幅分别为A1＝4cm、A2＝3cm，它们在某时刻的干涉图样如图所示，以波源S1、S2为圆心的两组同心圆弧分别表示同一时刻两列波的波峰(实线)和波谷(虚线)，下列说法正确的是

(

)A．质点A的振幅是1cmB．质点C是振动减弱点C．质点B此刻振动的速度为0D．再过半个周期，质点D是振动加强点【答案】C

【解析】两列频率相同的相干水波相遇时发生稳定的干涉，A是波峰与波峰相遇点，是振动加强的，所以A点的振幅为A＝A1＋A2＝4cm＋3cm＝7cm，故A错误；两列频率相同的相干水波相遇时发生稳定的干涉，C点是波谷与波谷相遇点，是振动加强点，故B错误；B点是波峰与波谷相遇点，是振动减弱的，所以质点B此刻振动的速度为0，故C正确；质点D是振动减弱点，再过半个周期，仍是减弱点，故D错误．3．[科学思维]一列简谐横波某时刻的波形如图，比较介质中的三个质点a、b、c，则

(

)A．此刻a的加速度最大B．此刻b的速度最小C．若波沿x轴正方向传播，此刻b向y轴负方向运动D．若波沿x轴负方向传播，a比c先回到平衡位置【答案】A

【解析】由波动图像可知，此时质点a位于波峰处，根据质点振动特点可知，质点a的加速度最大，A正确；此时质点b位于平衡位置，所以速度为最大，B错误；若波沿x轴正方向传播，由“同侧法”可知，质点b向y轴正方向运动，C错误；若波沿x轴负方向传播，由“同侧法”可知，a质点沿y轴负方向运动，c质点沿y轴正方向运动，所以质点c比质点a先回到平衡位置，D错误．4．[科学思维](多选)图甲为一列简谐横波在某一时刻的波形图，图乙为质点P以此时刻为计时起点的振动图像．从该时刻起 (

)A．经过0.1s时，质点Q的运动方向沿y轴负方向B．经过0.15s，质点P沿x轴的正方向前进了3mC．经过0.25s时，质点Q的加速度大于质点P的加速度D．经过0.35s时，质点Q运动的路程大于质点P运动的路程【答案】AD

5．如图甲，在xOy平面内有两个沿z方向做简谐振动的点波源S1(0,4)和S2(0，－2)．两波源的振动图线分别如图乙、丙所示．两列波的波速均为1.00m/s.两列波从波源传播到点A(8，－2)的路程差为______m，两列波引起B(4,1)处质点的振动相互______(填“加强”或“减弱”)，C(0,0.5)处质点的振动相互______(填“加强”或“减弱”)．【答案】2减弱加强【解析】由几何关系可知两波源到A点的距离分别为AS1＝10m，AS2＝8m，所以两波的路程差为2m；同理可得，BS1－BS2＝0，为波长的整数倍，由振动图象知两振源振动方向相反，故B点振动减弱；两波源到C点的路程差Δx＝CS1－CS2＝1m，波长λ＝vT＝2m，所以C点振动加强．6．[科学思维]两列简谐波沿x轴相向而行，波速均为v＝0.4m/s，振幅均为A＝2cm.两波源分别位于A、B处，t＝0时的波形如图所示．M、N两质点的横坐标分别为x1＝0.40m和x2＝0