【志鴻優(yōu)化設(shè)計】(重慶專用)2014屆高考物理第一輪復(fù)習(xí)(梳理自測+理解深化+鞏固提升)第十四章機械振動

1、第二節(jié)機械波丿彳梳理自測“譏ieULam：Lizti：LE知識梳理疋HISHISHLTLI一、機械波1 .定義機械振動在_ 中傳播，形成了機械波。2產(chǎn)生條件一是要有做機械振動的物體作為_ ；二是要有能夠傳播機械振動的3.機械波的分類(1) 質(zhì)點的振動方向與波的傳播方向相互 _的波叫做橫波。在橫波中凸起的最高處叫做_，凹下的最低處叫做_。(2) 質(zhì)點的振動方向與波的傳播方向 _ 的波叫做縱波。在縱波中質(zhì)點分布最密的位置叫做_部，質(zhì)點分布最疏的位置叫做 _ 部。4.機械波的特點(1) 機械波傳播的是運動 _ ,介質(zhì)中質(zhì)點只在各自的平衡位置附近振動，并不隨波_。(2) 機械波傳播的過程就是傳遞 _的

2、過程，也是傳遞_的過程。(3) “前帶后，后跟前，運動狀態(tài)向后傳。”即各質(zhì)點都做受迫振動，起振方向由波源來決定，并且其振動頻率(周期)都等于_的振動頻率(周期)，但離波源越遠的質(zhì)點振動越滯后。5.描述機械波的物理量(1) 波長入：在波動中振動 _ 總是相同的兩個相鄰質(zhì)點間的距離。(2) 頻率f:在波動中，介質(zhì)中各質(zhì)點的振動頻率都是相同的，都等于 _ 的振動頻率。(3) 波速V、波長入和頻率f、周期T的關(guān)系。公式：v=_ =_機械波的速度大小由_ 決定，與機械波的頻率無關(guān)。二、 波的圖象1.圖象在平面直角坐標(biāo)系中，用橫坐標(biāo)表示介質(zhì)中各質(zhì)點的 _ ;用縱坐標(biāo)表示某一時刻，各質(zhì)點偏離平衡位置的 _,

3、連接各位移矢量的末端， 得出的曲線即為波的圖象，簡諧波的圖象是 _(或余弦)曲線。2.物理意義某一時刻，介質(zhì)中 _相對平衡位置的位移。三、 波的特有現(xiàn)象1.衍射(1) 定義：波可以繞過 _ 繼續(xù)傳播的現(xiàn)象。(2) 產(chǎn)生明顯衍射現(xiàn)象的條件是： _ 。2.波的疊加定義：幾列波相遇時，每列波都能夠保持各自的狀態(tài)繼續(xù)傳播而不互相 _,只是在重疊的區(qū)域里，介質(zhì)的質(zhì)點同時參與這幾列波引起的振動，質(zhì)點的位移等于這幾列波單獨傳播時引起的位移的_。3干涉(1) 定義：頻率相同的兩列波疊加，使某些區(qū)域的振動 _ ,某些區(qū)域的振動 _,這種現(xiàn)象叫做波的干涉。(2) 產(chǎn)生穩(wěn)定的干涉現(xiàn)象的兩個必要條件： _ , _。4

4、多普勒效應(yīng)由于波源和觀察者之間有相對運動，使觀察者感到波的_發(fā)生變化的現(xiàn)象，叫做多普勒效應(yīng)。當(dāng)波源與觀察者有相對運動時，如果二者相互靠近， 觀察者接收到的頻率 _ ;如果二者遠離，觀察者接收到的頻率 _。多普勒效應(yīng)是所有波動過程共有的特征。根據(jù)聲波的多普勒效應(yīng)可以測定車輛行駛的速度；根據(jù)光波的多普勒效應(yīng)可以判斷遙遠天體相對地球的運行速度。S3基礎(chǔ)自測凹CI52E_1.關(guān)于機械波的形成，下列說法中正確的是（）A. 物體做機械振動，一定產(chǎn)生機械波B. 后振動的質(zhì)點總是跟著先振動的質(zhì)點重復(fù)振動，只是時間落后一步C. 參與振動的質(zhì)點群有相同的振動方向D. 機械波是介質(zhì)隨波遷移，也是振動能量的傳遞2.

5、一列簡諧橫波在x軸上傳播，某時刻的波形圖如圖所示，a、b、c為三個質(zhì)點，a正向上運動。由此可知（）A. 該波沿 x 軸負方向傳播B. c 正向上運動C. 該時刻以后，b 比 c 先到達平衡位置D. 該時刻以后，b 比 c 先到達離平衡位置最遠處3.下面哪些應(yīng)用不是利用了多普勒效應(yīng)（）A. 利用地球上接收到遙遠天體發(fā)出的光波的頻率來判斷遙遠天體相對于地球的運動速 度B. 交通警察向行進中的汽車發(fā)射一個已知頻率的電磁波，波被運動的汽車反射回來， 根據(jù)接收到的頻率發(fā)生的變化，就知道汽車的速度，以便于進行交通管理C. 鐵路工人用耳貼在鐵軌上可判斷火車的運動情況D. 有經(jīng)驗的戰(zhàn)士利用炮彈飛行的尖叫聲判斷

6、飛行炮彈是接近還是遠去4. 易錯辨析：請你判斷下列表述正確與否，對不正確的，請予以更正。（1）相距一個（或整數(shù)個）波長的兩個質(zhì)點的振動位移在任何時刻都相同， 而且振動速度 的大小和方向也相同。（2）在穩(wěn)定的干涉圖樣中，加強區(qū)的點始終加強，減弱區(qū)的點始終減弱，但加強點的位 移時刻在改變。（3）障礙物尺寸比波長大時，能觀察到明顯的衍射現(xiàn)象。（4）波的傳播在時間上有周期性，在空間上也有周期性。一、機械波的傳播規(guī)律的應(yīng)用自主探究 1（2012 福建理綜）一列簡諧橫波沿x軸傳播，t= 0 時刻的波形如圖甲所示， 此時質(zhì)點P正沿y軸負方向運動，其振動圖象如圖乙所示，則該波的傳播方向和波速分別是A. 沿x軸

7、負方向，60 m/sB. 沿x軸正方向，60 m/s甲乙C. 沿x軸負方向，30 m/sD. 沿x軸正方向，30 m/s思考 1 波的傳播方向與質(zhì)點的振動方向的互判方法?思考 2：波長、波速和頻率的關(guān)系？二、波的疊加和干涉自主探究 2 波源 S 和 S 振動方向相同，頻率均為 4 Hz，分別置于均勻介質(zhì)中 x 軸上的O A兩點處，OA=2 m 如圖所示。兩波源產(chǎn)生的簡諧橫波沿x軸相向傳播，波速為 4 m/s。已知兩波源振動的初始相位相同。求：$尿-V- ”O(jiān)Ax(1) 簡諧橫波的波長；(2)OA間合振動振幅最小的點的位置。思考 1：產(chǎn)生穩(wěn)定干涉現(xiàn)象的條件？思考 2:干涉區(qū)域內(nèi)某點是振動加強點還

8、是振動減弱點的充要條件？思考 3:干涉區(qū)域內(nèi)振動加強點、振動減弱點的位移變化范圍？操究突破-*牯號CLJEACJXJA Zt；T A KJJ r.rTJFfJ命題研究一、振動圖象和波動圖象的綜合應(yīng)用【題例 1】 如圖所示，圖甲為一列簡諧波某時刻的波形，圖乙表示該波傳播的介質(zhì)中規(guī)律總結(jié)解決兩種圖象結(jié)合問題的基本思路：(1) 首先識別哪一個是波的圖象，哪一個是振動圖象，兩者間的聯(lián)系紐帶是周期與振幅。(2) 再從振動圖象中找出某一質(zhì)點在波的圖象中的那一時刻的振動方向，然后再確定波 的傳播方向及其他問題。命題研究二、機械波的多解性問題【題例 2】(2012 江西南昌模擬)如圖所示實線是一列簡諧橫波在t

9、i= 0 時刻的波形,虛線是這列波在t2= 0.5 s 時刻的波形，這列波的周期T符合：3Tvt2-t1V4T,問：yfra(1) 若波速向右，波速多大？(2) 若波速向左，波速多大？若波速大小為 74 m/s，波速方向如何？解題要點：規(guī)律總結(jié)若波沿 若波沿 若波沿 解題要點：B.C.D.x軸正方向傳播， 圖乙為x軸負方向傳播，圖乙為x軸正方向傳播，圖乙為B點的振動圖象C點的振動圖象D點的振動圖象機械波的多解問題1.傳播方向的雙重性帶來的多解： 在二維空間坐標(biāo)系中，波的傳播方向只有兩種可能:沿x軸的正方向或負方向。在波的傳播方向未定的情況下必須要考慮這一點。2. 圖形的多樣性帶來的多解：在波的

10、傳播過程中，質(zhì)點的振動情況、波的傳播方向及波形三者緊密相關(guān)。若質(zhì)點在一定的限制條件（時間、空間、振動狀態(tài)）下振動，則質(zhì)點間的波形可能不是唯一的，因此相應(yīng)的波的參量亦可能不是唯一的。3. 波的時間周期性帶來的多解：波在傳播過程中，經(jīng)過整數(shù)倍周期時，其波形圖線相 同。4. 解決波動圖象中的多解問題的一般思路（1）分析出造成多解的原因。X1波動圖象的周期性，如由x=k入+X, t=kT+1，求v= 出現(xiàn)多解。t2波傳播的雙向性：是否有兩種可能？（2）由入=vT進行計算，若有限定條件，再進行討論。UfF 4. AL iVC；Q iV L；G LTTX 4；1.介質(zhì)中有一列簡諧機械波傳播，對于其中某個振

11、動質(zhì)點（）A. 它的振動速度等于波的傳播速度B. 它的振動方向一定垂直于波的傳播方向C. 它在一個周期內(nèi)走過的路程等于一個波長D. 它的振動頻率等于波源的振動頻率2. 兩波源Si、S2在水槽中形成的波形如圖所示，其中實線表示波峰，虛線表示波谷，則（）A 在兩波相遇的區(qū)域中會產(chǎn)生干涉B. 在兩波相遇的區(qū)域中不會產(chǎn)生干涉C. a 點的振動始終加強D. a 點的振動始終減弱3.（2012 北京石景山區(qū)期末）如圖所示是一列簡諧橫波在t= 0 時的波形圖，若波的傳播速度為 2 m/s，此時質(zhì)點P向上振動，P、Q離開平衡位置的距離相等，下列說法正確的是 （）A. 質(zhì)點P的振動周期為 0.25 sB.經(jīng)過任

12、意時間，質(zhì)點Q和P的振動情況總是相同的C. 經(jīng)過t= 0.4 s，質(zhì)點P向右移動 0.8 mD.經(jīng)過t= 0.4 s，質(zhì)點P仍在平衡位置，它通過的路程為0.2 m4.在坐標(biāo)原點的波源產(chǎn)生一列沿x軸正方向傳播的簡諧橫波，波速v= 200 m/s,已知t= 0時，波剛好傳播到x= 40 m 處，如圖所示。在x= 400 m 處有一接收器（圖中未畫出）， 則下列說法正確的是（）A.波源開始振動時方向沿 y 軸正方向B. 從t= 0 開始經(jīng) 0.15 s ,x= 40 m 的質(zhì)點運動的路程為C. 接收器在t= 2 s 時才能接收到此波D. 若波源向 x 軸正方向運動，接收器接收到波的頻率可能為0.6

13、m9 Hz參考答案基礎(chǔ)梳理自測 知識梳理一、1.介質(zhì)2 .波源介質(zhì)3.(1)垂直波峰波谷(2)在同一直線上密疏4.(1)形式遷移(2)能量信息波源5.(1)相位波源4入f介質(zhì)二、 1.平衡位置位移正弦2.各振動質(zhì)點三、 1.(1)障礙物(2)障礙物或孔的尺寸比波長小或與波長相差不多2. 干擾矢量和3.(1)加強 減弱(2)兩列波的頻率相同兩個波源的相位差保持不變4頻率增大減小基礎(chǔ)自測1.B 解析： 有振源， 但沒有媒介物質(zhì)，也不能產(chǎn)生機械波，選項A 錯誤；質(zhì)點只在平衡位置做往復(fù)運動，并不隨波遷移，選項D 錯誤；本題正確選項為 B、Co2.C 解析：由波的傳播方向和質(zhì)點振 動方向之間的關(guān)系可知，

14、該波沿x軸正方向傳 播，b正向上運動，c向下運動，選項 A、C 正確。3.C 解析：鐵路工人趴在鐵軌上聽火車運動情況屬于直接聽到鐵軌的傳遞聲音，不是利用多普勒效應(yīng)，選項 C 錯誤。4. 答案：(1)正確。正確。(3)錯誤。障礙物尺寸比波長小或與波長相差不多時，才能觀察到明顯的衍射現(xiàn)象。正確。核心理解深化【自主探究 1】A 提示：1.內(nèi)容圖象上下 坡法沿波的傳播方向，上坡時質(zhì)點向下振動， 下坡時質(zhì)點向上振動0同側(cè)法波形圖上某點表示傳播方向和振動方向的 箭頭在圖線同側(cè)0八微平移法將波形圖沿傳播方向進行微小平移，再由x軸上某一位置的兩波形曲線上的點來判 疋02 .關(guān)系式：v=入f【自主探究 2】答案

15、：見解析解析：(1)設(shè)波長為 入，頻率為f,則v=f,代入已知數(shù)據(jù)，得入=1 m。(2)以0為坐標(biāo)原點，設(shè)P為0A間的任意一點，其坐標(biāo)為x，則兩波源到P點的波程差 為L=x (2 x),0 xw2。其中x、L以 m 為單位。一 1合振動振幅最小的點的位置滿足L= (k+ -)入，k為整數(shù)，解得：x= 0.25 m,0.75 m,1.25 m,1.75 m。提示：1.頻率相同；有固定的相位差。2. (1)最強：該點到兩個波源的路程差是波長的整數(shù)倍，即s=k入（k= 1,2,3，）；最弱：該點到兩個波源的路程差是半波長的奇數(shù)倍，即s= +(2k+ 1)(k= 0,1,2,3，)。3.加強點的位移變

16、化范圍：| A+ A| A +A| ;減弱點的位移變化范圍：|A A| A A|?？枷蛱骄客黄啤绢}例 1】B 解析：波傳播過程中質(zhì)點不隨波遷移，而是在平衡位置附近上、下振動，如果簡諧波向右傳播，右邊質(zhì)點跟著左邊質(zhì)點運動；如果向左傳播，左邊質(zhì)點跟著右邊質(zhì)點 運動。圖乙為振動圖象，它反映了質(zhì)點在0T/4 時間內(nèi)由平衡位置向y軸正方向運動，在T/4T/2 時間內(nèi)質(zhì)點由正向最大位移處回到平衡位置。圖甲為波動圖象，如果波向右傳播，在0T/4 內(nèi)質(zhì)點B由平衡位置向正向最大位移處運動，選項 B 正確；同理選項 D 錯誤?！绢}例 2】 答案：(1)54 m/s (2)58 m/s (3)波向左傳播解析：(1)

17、波向右傳播時，傳播距離x滿足3x=kA.+ 8 入(k= 0,1,2,3 )Ax由t=知v3傳播時間滿足 t=kT+ 8T(k= 0,1,2 , 3)由于 3Tt2114T因此k取 3故t= 3T+|T8由波形圖知入=8 m波速v=-T解得v= 54 m/s(2) 波向左傳播時，傳播距離x滿足5-x=kA+ 8 入(k= 0,1,2,3 )5傳播時間滿足 t=kT+ ?T(k= 0,1,2 , 3)由 3Tt2t14T可知k取 3斗5故t= 3T+ 訂？波速v=-T?解得v= 58 m/s ?(3) 波速大小為 74 m/s 時，波在 t時間內(nèi)傳播的距離為x=vAt= 74X0.5 m= 37 m=(4 入 + 5) m ?所以波向左傳播。演練鞏固提升1. D 2.B3. B 解析：由波形圖可知，波長A= 0.4 m，振幅A= 5 cm,已知v= 2 m/s ,所以T=A/v= 0.2 s，選項 A 錯誤；質(zhì)點Q和P間的距離剛好是 1 個波長，選項 B 正確；在機械 波的傳播過程中，各質(zhì)點并不隨波遷移，而是在自己的平衡位置附近振動，選項 C 錯誤；經(jīng)過t= 0.4 s= 2T,質(zhì)點P回到初始位置，不在平衡位置，它通過的路程是 8A= 40 cm= 0.4 m 選項D錯誤。