高二物理人教选修34课件12.6机械波

1、,第十二章,机械波,学案6 章末总结,专题整合,自我检测,网络构建,网络构建,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：传播的振动形式、能量和信息，质点 随波迁移 波与质点振动的关系：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,描述波的物理量,波长 频率f(周期T) 波速v 关系：v 或v,f,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

2、象与 波的图象,相同点：纵坐标表示位移 不同点：横坐标表示的意义不同,从波的图象 获得的信息,各质点的位移大小和方向 各质点的振幅 确定波的传播方向或各质点的振动方向,振动形式,平衡,偏离,波的 一些 现象,衍射：波绕过障碍物的现象 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,一、对波的图象的理解,专题整合,从波的图象中可以看出： 1.波长； 2.振幅

3、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： .,例1某波源S发出一列简谐横波，波源S的振动图象如图1所示.在波的传播方向上有A、B两点，它们到S的距离分别为45 m和55 m.测得A、B两点开始振动的时间间隔为1.0 s.由此可知：,图1,(1)波长_ m； (2)当B点离开平衡位置的位移为6 cm时，A点离开平衡位置的位移是_ cm.,解析(1)由题意可知波速v 10 m/s，周期T2.0 s，波长20 m，A、B相差半个

4、波长，振动情况完全相反，故B点位移为6 cm时，A点位移为6 cm.,20,6,二、波的图象与振动图象的区别和联系,面对波的图象和振动图象问题时可按如下步骤来分析： 1.先看两轴：由两轴确定图象种类. 2.读取直接信息：从振动图象上可直接读取周期和振幅；从波的图象上可直接读取波长和振幅. 3.读取间接信息：利用振动图象可确定某一质点在某一时刻的振动方向；利用波的图象可进行波传播方向与某一质点振动方向的互判.,4.利用波速关系式：波长、波速、周期、频率间一定满足v f.,例2图2甲为一列简谐横波在t0.1 s时刻的波形图，P是平衡位置为x1 m处的质点，Q是平衡位置为x4 m处的质点，图乙为质点

5、Q的振动图象，则() A.横波的波长是8 m B.横波的频率是0.2 Hz C.质点P随波迁移的速度大小为40 m/s D.t0.1 s时质点P正沿y轴正方向运动,图2,解析由波的图象可知，横波的波长是8 m，选项A正确； 由质点Q的振动图象可知，横波的周期为0.2 s，频率是5 Hz，选项B错误； 质点P围绕平衡位置振动，不随波迁移，选项C错误； 根据质点Q的振动图象，t0.1 s时刻，质点Q正沿y轴负方向运动，说明波沿x轴负方向传播.t0.1 s时质点P正沿y轴正方向运动，选项D正确. 答案AD,三、波动问题的多解性,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，

6、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.,例3一列简谐横波t1时刻的波形如图3中实线所示，t2时刻的波形如图中虚线所示，已知tt2t10.5 s.问：,图3,(1)这列波的传播速度是多少？,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

7、是多大？,解析因波向左传播，且3Tt4T，则必有3s4，故n3，v左(16n12) m/s60 m/s.,答案60 m/s,(3)若波速等于68 m/s，则波向哪个方向传播？,解析因波速v68 m/s，所以svt680.5 m34 m(4 )，故波向右传播.,答案向右,四、波的干涉和衍射,振动情况完全相同的两波源产生的波叠加时，某点到两波源的波程差为x，当x2k (k0，1,2，)时为振动加强点，当x(2k1) (k0,1,2，)时为振动减弱点.若步调相反，则上述结论相反.,例4如图4所示为两列相干水波的叠加情况， 图中实线表示波峰，虚线表示波谷，两列波的 振幅均为5 cm，且图示范围内振幅不

8、变，波速 和波长分别为1 m/s和1 m，则图示时刻C、D点是振动_(填“加强”或“减弱”)点，A、B两质点的竖直高度差为_ cm.,图4,解析如题图所示时刻C、D点是波峰与波谷的交点，是振动的减弱点；A、B两质点分别是波峰与波峰的交点和波谷与波谷的交点，均是振动加强点，它们的振幅均是10 cm，图示时刻A、B两质点的竖直高度差为20 cm. 答案减弱20,自我检测,1,2,3,自我检测,1.(波的干涉和衍射)下列物理现象中：(1)在春天 里一次闪电过后，有时雷声轰鸣不绝；(2)“闻其声而不见其人”；(3)学生围绕振动的音叉转一圈会听到忽强忽弱的声音；(4)当正在鸣笛的火车向着我们急驶而来时，

9、我们听到汽笛声的音调变高. 这些物理现象分别属于波的(),1,2,3,A.反射、衍射、干涉、多普勒效应 B.折射、衍射、多普勒效应、干涉 C.反射、折射、干涉、多普勒效应 D.衍射、折射、干涉、多普勒效应,1,2,3,解析在春天里一次闪电过后，雷声轰鸣不绝，属于声波的反射；“闻其声而不见其人”属于声波的衍射；学生围绕振动的音叉转一圈会听到忽强忽弱的声音属于声波的干涉；当正在鸣笛的火车向着我们急驶而来时，我们听到汽笛声的音调变高属于多普勒效应. 答案A,1,2,3,2.(波的图象)一列简谐横波沿x轴正方向传播，t0时刻的波形如图5所示，介质中质点P、Q分别位于x2 m，x4 m处.从t0时刻开始计时，当t15 s时质点Q刚好第4次到达波峰.,图5,1,2,3,(1)求波速；,答案1 m/s,1,2,3,(2)写出质点P做简谐运动的表达式(不要求推导过程).,解析质点P做简谐运动的表达式为x0.2sin(0.5t) m.,答案x0.2sin(0.5t) m,1,2,3,3.(波动问题的多解性)在如图6所示的图象中，实线是一列简谐