人教版安徽省高三物理一輪 第十一章 第二講 機(jī)械波課件 選修34

1、第二講機(jī)械波12022/7/30 星期六一、機(jī)械波1機(jī)械波的產(chǎn)生條件及其特點(diǎn)(1)產(chǎn)生條件：_；_(2)特點(diǎn)：機(jī)械波傳播的只是振動(dòng)的_和_，質(zhì)點(diǎn)只在各自的平衡位置附近做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)，并不隨波_波源介質(zhì)形式能量遷移22022/7/30 星期六介質(zhì)中各質(zhì)點(diǎn)的振幅相同，振動(dòng)周期和頻率都與_的振動(dòng)周期和頻率相同各質(zhì)點(diǎn)開(kāi)始振動(dòng)(即起振)的方向均_2機(jī)械波的分類(1)橫波：質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)方向與波的傳播方向_的波，有_ (凸部)和_ (凹部)(2)縱波：質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)方向與波的傳播方向在_的波，有_和_波源相同垂直波峰波谷同一條直線密部疏部32022/7/30 星期六3波長(zhǎng)、波速、頻率及其關(guān)系(1)波長(zhǎng)在波的傳播方向上，相

2、對(duì)平衡位置的_總是相等的兩個(gè)相鄰的質(zhì)點(diǎn)間的距離，用表示(2)波速波在介質(zhì)中的傳播速度，由_本身的性質(zhì)決定位移介質(zhì)42022/7/30 星期六52022/7/30 星期六(3)頻率由_決定，等于_的振動(dòng)頻率(4)波長(zhǎng)、波速和頻率的關(guān)系公式關(guān)系：v_.適用條件：對(duì)機(jī)械波、電磁波均適用波源波源f62022/7/30 星期六二、波的圖象1坐標(biāo)軸：取各質(zhì)點(diǎn)平衡位置的連線作為x軸，表示質(zhì)點(diǎn)_；取過(guò)波源質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向作為y軸，表示質(zhì)點(diǎn)_2意義：在波的傳播方向上，介質(zhì)中質(zhì)點(diǎn)在某一時(shí)刻相對(duì)各自_的位移3形狀：_ 平衡位置位移平衡位置正弦或余弦曲線72022/7/30 星期六三、波的疊加及波特有的現(xiàn)象1波的疊加(

3、1)波的獨(dú)立傳播原理：兩列波相遇前，相遇過(guò)程中和相遇后，各自的_不發(fā)生任何變化(2)疊加原理：在兩列波重疊的區(qū)域里，任何一個(gè)質(zhì)點(diǎn)都同時(shí)參與兩列波引起的振動(dòng)，其振動(dòng)的位移為兩列波單獨(dú)存在引起的位移的_波形和位移矢量和82022/7/30 星期六2波特有的現(xiàn)象(1)波的干涉產(chǎn)生穩(wěn)定干涉的條件：頻率相同的兩列同性質(zhì)的波相遇現(xiàn)象：兩列波相遇時(shí)，某些區(qū)域振動(dòng)總是_，某些區(qū)域振動(dòng)總是_，且加強(qiáng)區(qū)和減弱區(qū)互相間隔加強(qiáng)減弱92022/7/30 星期六(2)波的衍射產(chǎn)生明顯衍射現(xiàn)象的條件：障礙物或孔(縫)的尺寸跟波長(zhǎng)_，或者比波長(zhǎng)_現(xiàn)象：波繞過(guò)障礙物繼續(xù)傳播差不多更小102022/7/30 星期六衍射始終存在，

4、只是有的衍射明顯，有的衍射不明顯112022/7/30 星期六(3)多普勒效應(yīng)定義：由于波源和觀察者有相對(duì)運(yùn)動(dòng)，使觀察者感到_發(fā)生變化的現(xiàn)象實(shí)質(zhì)：_的頻率沒(méi)有變化，觀察者接收到的頻率發(fā)生變化波的頻率波源122022/7/30 星期六四、聲波1聲波是縱波2聲波的分類(1)可聞聲波：頻率范圍在_的聲波(2)超聲波：頻率高于_Hz的聲波，可用于工程質(zhì)量檢測(cè)及疾病的診斷(3)次聲波：頻率低于_Hz的聲波3人耳能夠把回聲與原聲區(qū)別開(kāi)來(lái)的最小時(shí)間間隔為_(kāi) s2020 000 Hz20 000200.1132022/7/30 星期六一、對(duì)波長(zhǎng)的理解1在波的傳播方向上，兩個(gè)相鄰的振動(dòng)步調(diào)總相同的質(zhì)點(diǎn)平衡位置間

5、的距離2質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)一個(gè)周期，波傳播的距離3在簡(jiǎn)諧橫波中，兩個(gè)相鄰的波峰(或波谷)之間的距離142022/7/30 星期六4在簡(jiǎn)諧縱波中，兩個(gè)相鄰的密部或疏部中央之間的距離5在簡(jiǎn)諧橫波波形圖線中，一個(gè)完整的正弦曲線在橫軸所截取的距離6波長(zhǎng)反映了機(jī)械波在傳播過(guò)程中的空間周期性152022/7/30 星期六波在傳播過(guò)程中波長(zhǎng)、波速、頻率的決定關(guān)系頻率(f)由振源決定，與介質(zhì)無(wú)關(guān)且穩(wěn)定不變波速(v)由介質(zhì)決定波長(zhǎng)()由介質(zhì)和振源頻率共同決定 162022/7/30 星期六二、振動(dòng)圖象和波的圖象的比較 比較項(xiàng)目振動(dòng)圖象波的圖象研究對(duì)象一個(gè)質(zhì)點(diǎn)沿波傳播方向所有的質(zhì)點(diǎn)研究?jī)?nèi)容某質(zhì)點(diǎn)在空間隨時(shí)間變化的規(guī)律某時(shí)刻

6、連續(xù)質(zhì)點(diǎn)在空間分布規(guī)律172022/7/30 星期六圖象正(余)弦曲線正(余)弦曲線物理意義某質(zhì)點(diǎn)在各時(shí)刻的位移某時(shí)刻各質(zhì)點(diǎn)的位移182022/7/30 星期六振動(dòng)方向(看下時(shí)刻的位移)(將波沿傳播方向平移)t后波形隨時(shí)間推移，圖象延續(xù)，但已有形狀不變隨時(shí)間推移，圖象沿波的傳播方向平移橫坐標(biāo)表示時(shí)間表示各質(zhì)點(diǎn)的平衡位置192022/7/30 星期六從圖象反映的信息(1)振幅和周期(2)各時(shí)刻質(zhì)點(diǎn)的位移和位移的變化，進(jìn)一步推知加速度的大小及方向的變化(3)由圖線的斜率可知速度的大小及方向的變化情況(1)振幅和波長(zhǎng)(2)該時(shí)刻各質(zhì)點(diǎn)的位移，進(jìn)一步確定各質(zhì)點(diǎn)在該時(shí)刻加速度的大小及方向(3)由波的傳播

7、方向可確定各質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向，反之亦然202022/7/30 星期六比喻一個(gè)獨(dú)舞的錄像集體舞的劇照聯(lián)系(1)縱坐標(biāo)均表示質(zhì)點(diǎn)的位移(2)縱坐標(biāo)的最大值表示振幅(3)波在傳播過(guò)程中，各質(zhì)點(diǎn)都在各自的平衡位置附近振動(dòng)，每一個(gè)質(zhì)點(diǎn)都有自己的振動(dòng)圖象212022/7/30 星期六1.下列關(guān)于波長(zhǎng)的說(shuō)法中，正確的是()在一個(gè)周期內(nèi)振動(dòng)在介質(zhì)中傳播的距離等于波長(zhǎng)在一個(gè)周期內(nèi)介質(zhì)的質(zhì)點(diǎn)所走過(guò)的路程等于波長(zhǎng)波長(zhǎng)等于在波的傳播方向上兩相鄰的對(duì)平衡位置的位移始終相同的質(zhì)點(diǎn)間的距離波長(zhǎng)等于橫波中峰與峰(或谷與谷)間的距離ABC D222022/7/30 星期六解析：波長(zhǎng)等于一個(gè)周期波向外傳播的距離，等于相鄰的兩波峰(

8、或波谷)間的距離，也等于兩相鄰的振動(dòng)步調(diào)完全一致的質(zhì)點(diǎn)間的距離；波向外傳播過(guò)程中，質(zhì)點(diǎn)并不隨波遷移由此可知選項(xiàng)C正確答案：C232022/7/30 星期六242022/7/30 星期六答案：DAP點(diǎn)有時(shí)在波峰，有時(shí)在波谷，振動(dòng)始終加強(qiáng)BP點(diǎn)始終在波峰CP點(diǎn)的振動(dòng)不遵守波的疊加原理，P點(diǎn)運(yùn)動(dòng)也不始終加強(qiáng)DP點(diǎn)的振動(dòng)遵守波的疊加原理，但并不始終加強(qiáng) 252022/7/30 星期六262022/7/30 星期六答案：D272022/7/30 星期六4關(guān)于次聲波和超聲波，以下說(shuō)法中不正確的是()A頻率低于20 Hz的聲波為次聲波，頻率高于20 000 Hz的聲波為超聲波B次聲波的波長(zhǎng)比可聞聲波長(zhǎng)，超聲

9、波的波長(zhǎng)比可聞聲波短C次聲波的頻率太低，即使是強(qiáng)次聲波對(duì)人體也無(wú)傷害D在同一種均勻介質(zhì)中，在相同的溫度條件下，次聲波、可聞聲波和超聲波的波速均相等282022/7/30 星期六答案：C292022/7/30 星期六302022/7/30 星期六312022/7/30 星期六答案：(1)D(2)A(3)B三、波的傳播方向與質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)方向的互判322022/7/30 星期六6.利用發(fā)波水槽得到的水面波形如圖a、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332022/7/30

10、 星期六342022/7/30 星期六解析：圖a中可以看出只有一條狹縫，穿過(guò)水波發(fā)生明顯的衍射；圖b中有兩個(gè)振源，有些區(qū)域振動(dòng)加強(qiáng)，有些區(qū)域振動(dòng)減弱，是干涉現(xiàn)象故D項(xiàng)正確答案：D352022/7/30 星期六答案：A362022/7/30 星期六372022/7/30 星期六382022/7/30 星期六答案：D392022/7/30 星期六對(duì)波動(dòng)圖象的理解及應(yīng)用一列簡(jiǎn)諧橫波沿x軸正方向傳播，t時(shí)刻波形圖如圖中的實(shí)線所示，此時(shí)波剛好傳到P點(diǎn)，t0.7 s時(shí)刻的波形如圖中的虛線所示，a、b、c、P、Q是介質(zhì)中的質(zhì)點(diǎn)，則以下說(shuō)法正確的是()402022/7/30 星期六A這列波的波速可能為100

11、m/sB質(zhì)點(diǎn)c在這段時(shí)間內(nèi)通過(guò)的路程一定小于30 cmCt0.7 s時(shí)a點(diǎn)的振動(dòng)方向?yàn)閥軸負(fù)向D如果T0.4 s，則當(dāng)t0.5 s時(shí)刻，質(zhì)點(diǎn)b、P的位移相同 412022/7/30 星期六答案：A422022/7/30 星期六432022/7/30 星期六答案：90 cm5 cm442022/7/30 星期六452022/7/30 星期六A當(dāng)a質(zhì)點(diǎn)處在波峰時(shí)，b質(zhì)點(diǎn)恰在波谷BtT/4時(shí)，a質(zhì)點(diǎn)正在向y軸負(fù)方向運(yùn)動(dòng)Ct3T/4時(shí)，b質(zhì)點(diǎn)正在向y軸負(fù)方向運(yùn)動(dòng)D在某一時(shí)刻，a、b兩質(zhì)點(diǎn)的位移和速度可能相同 462022/7/30 星期六答案：C472022/7/30 星期六482022/7/30 星

12、期六492022/7/30 星期六答案：A502022/7/30 星期六波的圖象與振動(dòng)圖象的綜合512022/7/30 星期六522022/7/30 星期六532022/7/30 星期六542022/7/30 星期六答案：B552022/7/30 星期六解決兩種圖象結(jié)合問(wèn)題的基本思路是：(1)首先識(shí)別哪一個(gè)是波的圖象，哪一個(gè)是振動(dòng)圖象，兩者間的聯(lián)系紐帶是振幅、周期和頻率(2)再?gòu)恼駝?dòng)圖象中找出波的圖象中某時(shí)刻對(duì)應(yīng)質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向，從而再確定波的傳播方向562022/7/30 星期六572022/7/30 星期六A這列波沿x軸的正方向傳播B這列波的波速是2 m/sCa比b先回到平衡位置Da、b兩質(zhì)

13、點(diǎn)的振幅都是10 cm 582022/7/30 星期六答案：B592022/7/30 星期六波的特有現(xiàn)象602022/7/30 星期六(1)在a、b、c、d、e、f六點(diǎn)中，振動(dòng)加強(qiáng)的點(diǎn)是_振動(dòng)減弱的點(diǎn)是_(2)若兩振源S1和S2振幅相同，此時(shí)刻位移為零的點(diǎn)是_(3)畫(huà)出此時(shí)刻ace連線上，以a為原點(diǎn)的一列完整波形，標(biāo)出ce兩點(diǎn) 612022/7/30 星期六622022/7/30 星期六632022/7/30 星期六642022/7/30 星期六652022/7/30 星期六A波向左傳播，波速為10 m/sB波向右傳播，波速為5 m/sC該波與一個(gè)頻率為1.25 Hz的波可能發(fā)生干涉現(xiàn)象D該波

14、與一個(gè)頻率為1.25 Hz的波不可能發(fā)生干涉現(xiàn)象662022/7/30 星期六(2)公路巡警開(kāi)車在高速公路上以100 km/h的恒定速度巡查，在同一車道上巡警車向前方的一輛轎車發(fā)出一個(gè)已知頻率的電磁波，如果該電磁波被那輛轎車反射回來(lái)時(shí)巡警車接收到的電磁波頻率比發(fā)出時(shí)低巡警車接收到的電磁波頻率比發(fā)出時(shí)高以上兩種情況說(shuō)明了什么問(wèn)題？672022/7/30 星期六682022/7/30 星期六692022/7/30 星期六(2)如果警車接收到的電磁波頻率比發(fā)出時(shí)低，由多普勒效應(yīng)可知，警車與轎車在相互遠(yuǎn)離又由于警車在后且車速恒定，所以轎車的速度大于100 km/h.如果警車接收到的電磁波頻率比發(fā)出時(shí)高

15、由多普勒效應(yīng)可知，警車與轎車在相互靠近，同理可知，轎車的速度小于100 km/h.答案：(1)C(2)轎車的速度大于100 km/h轎車的速度小于100 km/h702022/7/30 星期六712022/7/30 星期六722022/7/30 星期六解析：繩上每一點(diǎn)的起振方向都相同，由圖甲可知P點(diǎn)的起振方向向上，所以C選項(xiàng)正確答案：C732022/7/30 星期六742022/7/30 星期六752022/7/30 星期六答案：B762022/7/30 星期六772022/7/30 星期六A圖示時(shí)刻，質(zhì)點(diǎn)b正在向平衡位置移動(dòng)B從圖示時(shí)刻開(kāi)始，經(jīng)過(guò)0.01 s質(zhì)點(diǎn)a通過(guò)的路程為0.4 mC這列

16、波的頻率為50 HzD若該波傳播中遇到寬約3 m的障礙物，能發(fā)生明顯的衍射現(xiàn)象答案：A782022/7/30 星期六792022/7/30 星期六802022/7/30 星期六答案：B812022/7/30 星期六822022/7/30 星期六答案：D832022/7/30 星期六842022/7/30 星期六A波源開(kāi)始振動(dòng)的方向一定是向上Bx40 m處的質(zhì)點(diǎn)在t0.5 s時(shí)刻位于最大位移處C接收器在t1.0 s時(shí)刻才接收到此波的信號(hào)D若從t0時(shí)刻起波源S沿x軸負(fù)向以10 m/s的速度勻速移動(dòng)，則接收器接收到此波時(shí)的頻率將變小 852022/7/30 星期六862022/7/30 星期六答案：

17、D872022/7/30 星期六882022/7/30 星期六答案：B892022/7/30 星期六902022/7/30 星期六912022/7/30 星期六答案：D922022/7/30 星期六9(1)同一音叉發(fā)出的聲波同時(shí)在水和空氣中傳播，某時(shí)刻的波形曲線如下圖所示，以下說(shuō)法正確的是_932022/7/30 星期六A聲波在水中波長(zhǎng)較大，b是水中聲波的波形曲線B聲波在空氣中波長(zhǎng)較大，b是空氣中聲波的波形曲線C水中質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)頻率較高，a是水中聲波的波形曲線D空氣中質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)頻率較高，a是空氣中聲波的波形曲線942022/7/30 星期六952022/7/30 星期六解析：(1)因聲波的波速在水中

18、較空氣中快，而波的頻率等于振源的振動(dòng)頻率，則聲波在水和空氣中傳播的頻率相同，再由vf知，聲波在水中傳播的波長(zhǎng)長(zhǎng)答案：(1)A(2)y962022/7/30 星期六26波的多解問(wèn)題波動(dòng)圖象的多解涉及1波的空間的周期性沿波的傳播方向上，相距為波長(zhǎng)整數(shù)倍的多個(gè)質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)情況完全相同972022/7/30 星期六2波的時(shí)間的周期性在x軸上同一個(gè)給定的質(zhì)點(diǎn)，在tnT時(shí)刻的振動(dòng)情況與它在t時(shí)刻的振動(dòng)情況(位移、速度、加速度等)相同因此，在t時(shí)刻的波形，在tnT時(shí)刻會(huì)多次重復(fù)出現(xiàn)這就是機(jī)械波的時(shí)間的周期性波的時(shí)間的周期性，表明波在傳播過(guò)程中，經(jīng)過(guò)整數(shù)倍周期時(shí)，其波的圖象相同 982022/7/30 星期六3波的雙向性4介質(zhì)中兩質(zhì)點(diǎn)間的距離與波長(zhǎng)關(guān)系未定在波的傳播方向上，如果兩個(gè)質(zhì)點(diǎn)間的距離不確定，就會(huì)形成多解，學(xué)生若不能聯(lián)想到所有可能情況，易出現(xiàn)漏解992022/7/30 星期六5介質(zhì)中質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向未定在波的傳播過(guò)程中，質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)方向與波的傳播方向聯(lián)系，若某一質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)方向未確定，則波的傳播方向有兩種，這樣形成多解