人教版選修34 波的干涉、衍射、多普勒效應(yīng)、聲波 課件（20張）.ppt

第七章 機(jī)械振動(dòng)和機(jī)械波 第5講波的干涉 衍射現(xiàn)象 多普勒效應(yīng) 聲波 重點(diǎn)難點(diǎn)詮釋 04 典型例題剖析 09 適時(shí)仿真訓(xùn)練 12 目錄 重點(diǎn)難點(diǎn)詮釋 跟蹤練習(xí)1兩列沿相反方向傳播的振幅和波長(zhǎng)都相同的半波 如圖 甲 所示 在相遇的某一時(shí)刻兩列波 消失 如圖 乙 此時(shí)圖中a b質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向是 a a向上 b向下b a向下 b向上c a b都靜止d a b都向上 答案 b 解析 兩列波在相遇的某一時(shí)刻兩列波 消失 了 是因?yàn)閮闪胁ǚ謩e引起各質(zhì)點(diǎn)的位移矢量和為零 但兩列波分別引起各質(zhì)點(diǎn)總的振動(dòng)速度的矢量和不為零 對(duì)于a點(diǎn) 波1使其振動(dòng)的速度為零 波2使其振動(dòng)的速度也向下 故a點(diǎn)的振動(dòng)合速度應(yīng)向下 而對(duì)于b點(diǎn) 波1使其振動(dòng)的速度方向向上 波2使其振動(dòng)的速度為零 故b點(diǎn)的振動(dòng)合速度應(yīng)向上 所以b選項(xiàng)正確 跟蹤練習(xí)2兩固定的相同聲源發(fā)出的波長(zhǎng)相等的聲波疊加 如果某時(shí)刻疊加區(qū)域里p點(diǎn)是兩列波的波谷相遇 那么在以后的時(shí)間里 p點(diǎn)的振動(dòng) a 有時(shí)加強(qiáng) 有時(shí)減弱b 經(jīng)周期的奇數(shù)倍時(shí)加強(qiáng)c 始終加強(qiáng)d 始終減弱 答案 c 解析 由題意可知p點(diǎn)是振動(dòng)加強(qiáng)點(diǎn) 即兩個(gè)相干波源策動(dòng)下p點(diǎn)振動(dòng)總是增強(qiáng) 雖然位移有時(shí)為零 但最大位移等于兩振源振幅之和 正確選項(xiàng)為c 重點(diǎn)難點(diǎn)詮釋 答案 ac 跟蹤練習(xí)3如圖所示 s為波源 m n是兩塊擋板 其中m板固定 n板可左右移動(dòng) 兩板中間有一狹縫 此時(shí)觀察不到a點(diǎn)振動(dòng) 為了使a點(diǎn)能發(fā)生振動(dòng) 可采用的方法是 a 減小波源的頻率b 增大波源的頻率c 將n板向左移d 將n板向右移 重點(diǎn)難點(diǎn)詮釋 答案 b 跟蹤練習(xí)4頻率一定的聲源在空氣中向著靜止的接收器勻速運(yùn)動(dòng) 以u(píng)表示聲源的速度 v表示聲波的速度 u v v表示接收器接收到的頻率 若u增大 則 a v增大 v增大b v增大 v不變c v不變 v增大d v減少 v不變 重點(diǎn)難點(diǎn)詮釋 重點(diǎn)難點(diǎn)詮釋 答案 能 跟蹤練習(xí)5如果聲源 聽(tīng)者和障礙物都在同一直線上 聲源位于聽(tīng)者和障礙物之間 離聽(tīng)者12m 離障礙物34m 已知聲音在空氣中的傳播速度340m s 聽(tīng)者是否能把原來(lái)的聲音和回聲區(qū)分開(kāi)來(lái) 解析 人耳能分清間隔大小0 1s的兩個(gè)聲音 圖中s為聲源 a為聽(tīng)者 o為障礙物 當(dāng)聲波直接傳到人耳時(shí) 經(jīng)歷時(shí)間t1 當(dāng)聲波傳到障礙物反射到人耳時(shí) 經(jīng)歷時(shí)間 直接傳到人耳的聲音與回聲之間的時(shí)間差 t t2 t 即 t 0 2s t 0 1s 人耳可以區(qū)分 典型例題剖析 例2如圖甲所示 一根彈性繩 o a b為繩上三點(diǎn) oa 2m ob 5m t 0時(shí)刻o點(diǎn)和b點(diǎn)同時(shí)開(kāi)始向上振動(dòng)且振動(dòng)圖象相同 如圖乙所示 取向上為正方向 振動(dòng)在繩上傳播的速度為5m s 則下列說(shuō)法正確的是 a t 0 6s時(shí)刻 質(zhì)點(diǎn)a速度為負(fù)向最大b t 0 7s時(shí)刻 質(zhì)點(diǎn)a速度為零 位移為 2a0c t 0 7s時(shí)刻 質(zhì)點(diǎn)a速度為零 位移也為零d 0 0 8s時(shí)間內(nèi) 質(zhì)點(diǎn)a通過(guò)的路程為2a0 典型例題剖析 解析 由圖可知 波的周期t 0 4s o b兩波源產(chǎn)生的波同時(shí)向中間a傳播 波源o的振動(dòng)傳到a點(diǎn)所需時(shí)間to 0 4s 且a點(diǎn)開(kāi)始振動(dòng)時(shí)的方向向上 波源b的振動(dòng)傳到a點(diǎn)所需時(shí)間tb 0 6s 且a點(diǎn)開(kāi)始振動(dòng)時(shí)的方向也向上 此時(shí)波源o在a點(diǎn)引起的振動(dòng)已振動(dòng)了半個(gè)周期 a點(diǎn)剛好回到平衡位置向下振動(dòng) 此后a點(diǎn)因參與兩個(gè)反步調(diào)的振動(dòng)而處于靜止 故選項(xiàng)ab錯(cuò)而c對(duì) 在0 0 8s時(shí)間內(nèi) 質(zhì)點(diǎn)a振動(dòng)了半個(gè)周期通過(guò)的路程為2a0 選項(xiàng)d對(duì) 答案 cd 波的干涉 衍射 波的干涉 衍射 典型例題剖析 例3如圖所示 兩東西向放置的相干聲源s1和s2相距25m 在s1和s2中垂線上正北方距離s1和s2連線12m處有一點(diǎn)a 某人站在a處聽(tīng)到聲音很響 此人自a向正西方走 聽(tīng)到聲音逐漸減弱 走到距離a3 5m的b處 完全聽(tīng)不到聲音 求聲波的波長(zhǎng) 解析 a為振動(dòng)加強(qiáng)點(diǎn) 波程差為d 0 b為振動(dòng)減弱點(diǎn) 波程差為d 由計(jì)算得s2b s1b 5m 所以 10m 答案 cd 波的干涉 衍射 波的干涉 衍射 課堂要點(diǎn)小結(jié) 1 波的衍射 下列關(guān)于波的衍射的說(shuō)法正確的是 a 衍射是一切波特有的現(xiàn)象b 對(duì)同一列波 縫 孔或障礙物越小 衍射現(xiàn)象越明顯c 只有橫波才能發(fā)生衍射現(xiàn)象 縱波不能發(fā)生衍射現(xiàn)象d 聲波容易發(fā)生衍射現(xiàn)象是由于聲波波長(zhǎng)較長(zhǎng) 1 2 3 自我檢測(cè) 4 解析衍射是一切波特有的現(xiàn)象 所以選項(xiàng)a正確 c錯(cuò)誤 發(fā)生明顯的衍射現(xiàn)象是有條件的 只有縫 孔的寬度或障礙物的尺寸跟波長(zhǎng)差不多或比波長(zhǎng)小時(shí) 才能觀察到明顯的衍射現(xiàn)象 所以選項(xiàng)b正確 聲波的波長(zhǎng)在1 7cm到17m之間 一般常見(jiàn)的障礙物或孔的大小可與之相比 正是由于聲波波長(zhǎng)較長(zhǎng) 因此聲波容易發(fā)生衍射現(xiàn)象 所以選項(xiàng)d正確 答案abd 1 2 3 4 1 2 3 2 波的干涉 圖8表示兩個(gè)相干波源s1 s2產(chǎn)生的波在同一種均勻介質(zhì)中相遇 圖中實(shí)線表示某時(shí)刻的波峰 虛線表示的是該時(shí)刻的波谷 下列說(shuō)法正確的是 a a c兩點(diǎn)的振動(dòng)加強(qiáng) b d兩點(diǎn)的振動(dòng)減弱b e f兩點(diǎn)的振動(dòng)介于加強(qiáng)點(diǎn)和減弱點(diǎn)之間c 經(jīng)適當(dāng)?shù)臅r(shí)間后 加強(qiáng)點(diǎn)和減弱點(diǎn)的位置互換d 經(jīng)半個(gè)周期后 原來(lái)位于波峰的點(diǎn)將位于波谷 原來(lái)位于波谷的點(diǎn)將位于波峰 4 圖8 1 2 3 解析波的干涉示意圖表示某一時(shí)刻兩列相干波疊加的情況 形成干涉圖樣的所有介質(zhì)質(zhì)點(diǎn)都在不停地振動(dòng)著 其位移的大小和方向都在不停地變化著 但要注意 對(duì)于穩(wěn)定的干涉 振動(dòng)加強(qiáng)和減弱的區(qū)域的空間位置是不變的 a點(diǎn)是波谷和波谷相遇的點(diǎn) c點(diǎn)是波峰和波峰相遇的點(diǎn) 都是振動(dòng)加強(qiáng)的點(diǎn) 4 1 2 3 而b d兩點(diǎn)都是波峰和波谷相遇的點(diǎn) 是振動(dòng)減弱的點(diǎn) a正確 e位于加強(qiáng)點(diǎn)的連線上 仍為加強(qiáng)點(diǎn) f位于減弱點(diǎn)的連線上 仍為減弱點(diǎn) b錯(cuò)誤 相干波源疊加產(chǎn)生的干涉是穩(wěn)定的 不會(huì)隨時(shí)間變化 c錯(cuò)誤 因形成干涉圖樣的介質(zhì)質(zhì)點(diǎn)不停地做周期性振動(dòng) 經(jīng)半個(gè)周期步調(diào)相反 d正確 答案ad 4 1 2 3 3 波的干涉和衍射 利用發(fā)波水槽得到的水面波形如圖9a b所示 則 a 圖a b均顯示了波的干涉現(xiàn)象b 圖a b均顯示了波的衍射現(xiàn)象c 圖a顯示了波的干涉現(xiàn)象 圖b顯示了波的衍射現(xiàn)象d 圖a顯示了波的衍射現(xiàn)象 圖b顯示了波的干涉現(xiàn)象 4 圖9 1 2 3 解析由波的干涉和衍射概念知 圖a是一列波的傳播 顯示了波的衍射現(xiàn)象 圖b是兩列波的傳播 顯示了波的干涉現(xiàn)象 答案d 4 1 2 3 4 4 多普勒效應(yīng) 關(guān)于多普勒效應(yīng) 以下說(shuō)法中正確的是 a 發(fā)生多普勒效應(yīng)時(shí) 波源的頻率發(fā)生了變化b 發(fā)生多普勒效應(yīng)時(shí) 觀察者接收到的頻率發(fā)生了變化c 多普勒效應(yīng)是在波源與觀察者之間有相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí)產(chǎn)生