2012届高三物理总复习 11.2机械波课件 鲁科版

1、第二节机械波,一、机械波 1机械波的产生 (1)定义：机械振动在_中的传播过程，叫做机械波 (2)产生条件：_和_ (3)产生过程：沿波的传播方向上各质点的振动都受它前一个质点的带动而做_振动，对简谐波而言各质点振动的_和_都相同，各质点只在自己的_附近振动,介质,波源,介质,受迫,振幅,周期,平衡位置,2波的分类 (1)横波：质点的振动方向与_相互垂直的波，凸起部分叫波峰，_部分叫波谷 (2)纵波：质点的振动方向与波的传播方向在_ _上，质点分布密的叫_，质点分布疏的叫_ 3描述机械波的物理量 (1)波长：在波动中，振动相位_的两个相邻质点间的距离 在横波中，两个相邻的_ (或波谷)间的距离

2、等于波长,波的传播方向,凹陷,一直线,同,密部,疏部,总是相同,波峰,密部,波长,波源,不变,vf,介质,二、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_ (或余弦)曲线 2物理意义：某一时刻介质中_相对平衡位置的位移 三、波特有的现象 1波的干涉 (1)产生稳定干涉的条件：频率相同的两列同性质的波相遇,平衡位置,位移,正弦,各质点,(2)现象：两列波相遇时，某些区域振动总是_，某些区域振动总是_，且加强区和减弱区互相间隔 (3)对两个完全相同的波源产生的干涉来说，

3、凡到两波源的路程差为一个波长_时，振动加强；凡到两波源的路程差为半个波长的_时，振动减弱 2波的衍射 (1)产生明显衍射现象的条件：障碍物或孔(缝)的尺寸跟波长_，或者比波长_ (2)现象：波绕过障碍物继续传播,加强,减弱,整数倍,奇数倍,差不多,更小,课堂互动讲练,一、振动和波的联系与区别 1两者的联系 (1)振动是波动的起因，波动是振动在介质中的传播 (2)没有振动一定没有波动，但没有波动不一定没有振动 2两者的区别 (1)从研究对象看：振动是一个质点或一个物体在某一平衡位置附近往复运动；而波动是介质中大量质点依次发生振动而形成的“集体运动”,(2)从运动原因看：振动是由于质点所受回复力的

4、作用引起的；而波动是由于介质中相邻质点的带动作用而形成的 (3)从能量的变化看：振动系统的动能和势能相互转换，如果是简谐运动，在动能与势能相互转换过程中总的机械能保持不变；而波在传播过程中，由振源带动它相邻的质点运动，即振源将机械能传递给它的相邻质点，这个质点再将能量传递给下一个质点，因此说波的传播过程也是一个能量传播过程，当波源停止振动，不再向外传递能量时，各个质点的振动也会相继停下来,3振动图象和波动图象的比较,即时应用,2质点振动方向与波传播方向的互判,(3)波形的隐含性形成多解 在波动问题中，往往只给出完整波形的一部分，或给出几个特殊点，而其余信息均处于隐含状态这样，波形就有多种情况，

5、形成波动问题的多解性,即时应用,A若质点a向下运动，则波是从左向右传播的 B若质点b向上运动，则波是从左向右传播的 C若波从右向左传播，则质点a、c向下运动 D若波从右向左传播，则质点b、d向上运动,三、波的干涉、衍射及多普勒效应 1波的干涉与波的衍射的比较,名师点睛：(1)加强区振动加强只是振幅变大，并不是质点一直处于位移最大值 (2)只有符合干涉条件的两列波相遇时才能产生干涉现象 (3)任何波都能发生衍射现象，而发生明显的衍射需要一定的条件,3.(2011年福州阶段检测)a为声源，发出声波，b为接收者，接收a发出的声波a、b若运动，只限于沿两者连线方向上下列说法中正确的是() Aa静止，b

6、向a运动，则b收到的声频比a发出的高 Ba、b向同一方向运动，则b收到的声频一定比a发出的高 Ca、b向同一方向运动，则b收到的声频一定比a发出的低 Da、b都向相互背离的方向运动，则b收到的声频比a发出的高,即时应用,解析：选A.波源不动观察者向波源运动时接收频率增大，故A正确，两者都动时，相对距离减小时，频率变高，相对距离增大时频率变低，故B、C、D错误,经典题型探究,波的形成及传播规律应用,图1123,【答案】见解析 【规律总结】(1)要明确波在传播过程中，波的前沿的振动方向都是波源起振时的方向，沿传播方向看后面质点重复前面质点的动作 (2)要重视将物理问题模型化，画出物理过程的草图，把

7、波动过程展现在大脑中，这有利于物理问题的解决,At0.15 s时，质点Q的加速度达到负向最大 Bt0.15 s时，质点P的运动方向沿y轴负方向 C从t0.10 s到t0.25 s，该波沿x轴正方向传播了6 m D从t0.10 s到t0.25 s，质点P通过的路程为30 cm 【思路点拨】解决此题抓住两点： (1)据乙图得到周期及Q点0.10 s时的振动情况 (2)据Q的振动情况结合甲图判断波动情况,【解析】由yt图象知，周期T0.20 s，且在t0.10 s时Q点在平衡位置沿y轴负方向运动，可以推断波沿x轴负方向传播，所以C错；从t0.10 s到t0.15 s时，t0.05 sT/4，质点Q从

8、图甲所示的位置振动T/4到达负最大位移处，又加速度方向与位移方向相反，大小与位移的大小成正比，所以此时Q的加速度达到正向最大，而P点从图甲所示位置运动T/4时正在由正最大位移处向平衡位置运动途中，速度沿y轴负方向，所以B对，A错；振动的质点在t1T内，质点运动的路程为4A；,tT/2，质点运动的路程为2A；但tT/4时，质点运动的路程不一定是1A；t3T/4时，质点运动的路程也不一定是3A.本题中从t0.10 s到t0.25 s内，t0.15 s3T/4，P点的起始位置既不是平衡位置，又不是最大位移处，所以在3T/4时间内的路程不是30 cm. 【答案】B 【规律总结】解答此类问题，可以从振动

9、图象上得到周期、振幅、质点振动方向等信息再从波动图象上得到波长、波速等信息然后两方面相结合，根据简谐运动和波的传播规律解答,(1)这列波可能的波速； (2)若波速为280 m/s，那么波的传播方向向左还是向右？ 【思路点拨】若波向右传播，则0.05 s应向右传播多少，若波向左传播，则向左传播多少，还需要考虑波传播的周期性吗？若波速为280 m/s，你能否算出0.05 s时间内向前传播的距离，换算为波长，你能知道向左传播还是向右传播吗？,解题样板,【答案】见解题样板 【规律总结】机械波传播过程中在时间和空间上的周期性、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问题多解的原因，解题时

10、常出现漏解,(2)如图11211所示，表示两列同频率相干水波在t0时刻的叠加情况，图中实线表示波峰，虚线表示波谷已知两列波的振幅均为2 cm，波速为2 m/s，波长为0.4 m，E点在B、D连线和A、C连线的交点，下列说法正确的是(),图11211,(3)如图11212所示是观察水波衍射的实验装置AC和BD是两块挡板，AB是一个孔，O是波源，图中已画出波源所在区域波的传播情况，每两条相邻波纹(图中曲线)之间距离表示一个波长，则波经过孔之后的传播情况，下列描述错误的是() A此时能明显观察到波的衍射现象 B挡板前后波纹间距离相等 C如果将孔AB扩大，有可能观察不到明显的衍射现象 D如果孔的大小不变，使波源频率增大，能更明显观察到衍射现象,(2)图中B、D均为振动加强的点，E位于B、D的中线上，故E也是振动加强点，而A、C两点为波峰与波谷相遇，故是振动减弱点图中所示时刻，B点偏离平衡位置4 cm，而D点偏离平衡位置4 cm，故二者竖直高度差为8 cm，再过0.05 s，两列波的波峰恰在E点相遇，故E点偏离平衡位置的距离将达到4 cm.故答案为A.,(3)由图可见两波纹间距与AB孔的大小接近，所以水波通过AB孔会发生明显的衍射由于衍射后水波的频率不变，波速不变，因此水波的波长也不变A、B选项正确AB孔