《金新學(xué)案》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

第二講機(jī)械波一、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：①_____；②_____．(2)特點(diǎn)：①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②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．③各質(zhì)點(diǎn)開始振動(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λ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)(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①公式關(guān)系：v＝____.②適用條件：對(duì)機(jī)械波、電磁波均適用．波源波源λf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三、波的疊加及波特有的現(xiàn)象1．波的疊加(1)波的獨(dú)立傳播原理：兩列波相遇前，相遇

過程中和相遇后，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2．波特有的現(xiàn)象(1)波的干涉①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．②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(2)波的衍射①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)

_____．②現(xiàn)象：波繞過障礙物繼續(xù)傳播．差不多更小衍射始終存存在，只是是有的衍射射明顯，有有的衍射不不明顯．(3)多普勒效應(yīng)應(yīng)①定義：由于于波源和觀觀察者有相相對(duì)運(yùn)動(dòng)，，使觀察者感到到_________發(fā)生變化的的現(xiàn)象．②實(shí)質(zhì)：______的頻率沒有有變化，觀觀察者接收到的頻率率發(fā)生變化化．波的頻率波源四、聲波1．聲波是縱縱波2．聲波的分分類(1)可聞聲波：：頻率范圍圍在______________的聲波．(2)超聲波：頻頻率高于_______Hz的聲波，可可用于工程質(zhì)質(zhì)量檢測(cè)及及疾病的診診斷．(3)次聲波：頻頻率低于____Hz的聲波．3．人耳能夠夠把回聲與與原聲區(qū)別別開來的最最小時(shí)間間隔為為____s20～20

000

Hz20000200.1一、對(duì)波長(zhǎng)長(zhǎng)的理解1．在波的傳傳播方向上上，兩個(gè)相相鄰的振動(dòng)動(dòng)步調(diào)總相相同的質(zhì)點(diǎn)點(diǎn)平衡位置置間的距離離．2．質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)動(dòng)一個(gè)周期期，波傳播播的距離．．3．在簡(jiǎn)諧橫橫波中，兩兩個(gè)相鄰的的波峰(或波谷)之間的距離離．4．在簡(jiǎn)諧縱縱波中，兩兩個(gè)相鄰的的密部或疏疏部中央之之間的距離離．5．在簡(jiǎn)諧橫橫波波形圖圖線中，一一個(gè)完整的的正弦曲線線在橫軸所所截取的距距離．6．波長(zhǎng)反映映了機(jī)械波波在傳播過過程中的空空間周期性性．波在傳播過過程中波長(zhǎng)長(zhǎng)、波速、、頻率的決決定關(guān)系．．頻率(f)——由振源決定定，與介質(zhì)質(zhì)無關(guān)且穩(wěn)穩(wěn)定不變．．波速(v)——由介質(zhì)決定定．波長(zhǎng)(λ)——由介質(zhì)和振振源頻率共共同決定．．二、振動(dòng)圖圖象和波的的圖象的比比較

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)刻連續(xù)質(zhì)點(diǎn)在空間分布規(guī)律圖象正(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)的位移振動(dòng)方向(看下時(shí)刻的位移)(將波沿傳播方向平移)Δt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)由波的傳播方向可確定各質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向，反之亦然比喻一個(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1.下列關(guān)于波波長(zhǎng)的說法法中，正確確的是()①在一個(gè)周期期內(nèi)振動(dòng)在在介質(zhì)中傳傳播的距離離等于波長(zhǎng)長(zhǎng)②在一個(gè)周期期內(nèi)介質(zhì)的的質(zhì)點(diǎn)所走走過的路程程等于波長(zhǎng)長(zhǎng)③波長(zhǎng)等于在在波的傳播播方向上兩兩相鄰的對(duì)對(duì)平衡位置置的位移始始終相同的的質(zhì)點(diǎn)間的的距離④波長(zhǎng)等于橫橫波中峰與與峰(或谷與谷)間的距離A．①②B．②④C．①③D．②③解析：波長(zhǎng)等于一一個(gè)周期波波向外傳播播的距離，，等于相鄰鄰的兩波峰峰(或波谷)間的距離，，也等于兩兩相鄰的振振動(dòng)步調(diào)完完全一致的的質(zhì)點(diǎn)間的的距離；波波向外傳播播過程中，，質(zhì)點(diǎn)并不不隨波遷移移．由此可可知選項(xiàng)C正確．答案：C答案：DA．P點(diǎn)有時(shí)在波波峰，有時(shí)時(shí)在波谷，，振動(dòng)始終終加強(qiáng)B．P點(diǎn)始終在波波峰C．P點(diǎn)的振動(dòng)不不遵守波的的疊加原理理，P點(diǎn)運(yùn)動(dòng)也不不始終加強(qiáng)強(qiáng)D．P點(diǎn)的振動(dòng)遵遵守波的疊疊加原理，，但并不始始終加強(qiáng)答案：D4．關(guān)于次聲聲波和超聲聲波，以下下說法中不不正確的是是()A．頻率低于于20Hz的聲波為次次聲波，頻頻率高于20000Hz的聲波為超超聲波B．次聲波的的波長(zhǎng)比可可聞聲波長(zhǎng)長(zhǎng)，超聲波波的波長(zhǎng)比比可聞聲波波短C．次聲波的的頻率太低低，即使是是強(qiáng)次聲波波對(duì)人體也也無傷害D．在同一種種均勻介質(zhì)質(zhì)中，在相相同的溫度度條件下，，次聲波、、可聞聲波波和超聲波波的波速均均相等答案：C答案：(1)D(2)A(3)B三、波的傳傳播方向與與質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)動(dòng)方向的互互判6.利用發(fā)波水水槽得到的的水面波形形如圖a、b所示，則()A．圖a、b均顯示了波波的干涉現(xiàn)現(xiàn)象B．圖a、b均顯示了波波的衍射現(xiàn)現(xiàn)象C．圖a顯示了波的的干涉現(xiàn)象象，圖b顯示了波的的衍射現(xiàn)象象D．圖a顯示了波的的衍射現(xiàn)象象，圖b顯示了波的的干涉現(xiàn)象象解析：圖a中可以看出出只有一條條狹縫，穿穿過水波發(fā)發(fā)生明顯的的衍射；圖圖b中有兩個(gè)振振源，有些些區(qū)域振動(dòng)動(dòng)加強(qiáng)，有有些區(qū)域振振動(dòng)減弱，，是干涉現(xiàn)現(xiàn)象．故D項(xiàng)正確．答案：D答案：A答案：D對(duì)波動(dòng)圖象象的理解及及應(yīng)用一列簡(jiǎn)諧橫橫波沿x軸正方向傳傳播，t時(shí)刻波形圖圖如圖中的的實(shí)線所示示，此時(shí)波波剛好傳到到P點(diǎn)，t＋0.7s時(shí)刻的波形形如圖中的的虛線所示示，a、b、c、P、Q是介質(zhì)中的的質(zhì)點(diǎn)，則則以下說法法正確的是是()A．這列波的的波速可能能為100m/sB．質(zhì)點(diǎn)c在這段時(shí)間間內(nèi)通過的的路程一定定小于30cmC．t＋0.7s時(shí)a點(diǎn)的振動(dòng)方向向?yàn)閥軸負(fù)向D．如果T＝0.4s，則當(dāng)t＋0.5s時(shí)刻，質(zhì)點(diǎn)b、P的位移相同答案：A答案：90cm－5cmA．當(dāng)a質(zhì)點(diǎn)處在波峰峰時(shí)，b質(zhì)點(diǎn)恰在波谷谷B．t＝T/4時(shí)，a質(zhì)點(diǎn)正在向y軸負(fù)方向運(yùn)動(dòng)動(dòng)C．t＝3T/4時(shí)，b質(zhì)點(diǎn)正在向y軸負(fù)方向運(yùn)動(dòng)動(dòng)D．在某一時(shí)刻刻，a、b兩質(zhì)點(diǎn)的位移移和速度可能能相同答案：C答案：A波的圖象與振振動(dòng)圖象的綜綜合答案：B解決兩種圖象象結(jié)合問題的的基本思路是是：(1)首先識(shí)別哪一一個(gè)是波的圖圖象，哪一個(gè)個(gè)是振動(dòng)圖象象，兩者間的的聯(lián)系紐帶是是振幅、周期期和頻率．(2)再從振動(dòng)圖象象中找出波的的圖象中某時(shí)時(shí)刻對(duì)應(yīng)質(zhì)點(diǎn)點(diǎn)的振動(dòng)方向向，從而再確確定波的傳播播方向．A．這列波沿x軸的正方向傳傳播B．這列波的波波速是2m/sC．a(chǎn)比b先回到平衡位位置D．a(chǎn)、b兩質(zhì)點(diǎn)的振幅幅都是10cm答案：B波的特有現(xiàn)象象(1)在a、b、c、d、e、f六點(diǎn)中，振動(dòng)動(dòng)加強(qiáng)的點(diǎn)是是________．振動(dòng)減弱的的點(diǎn)是________．(2)若兩振源S1和S2振幅相同，此此時(shí)刻位移為為零的點(diǎn)是________．(3)畫出此時(shí)刻ace連線上，以a為原點(diǎn)的一列列完整波形，，標(biāo)出ce兩點(diǎn)．A．波向左傳播播，波速為10m/sB．波向右傳播播，波速為5m/sC．該波與一個(gè)個(gè)頻率為1.25Hz的波可能發(fā)生生干涉現(xiàn)象D．該波與一個(gè)個(gè)頻率為1.25Hz的波不可能發(fā)發(fā)生干涉現(xiàn)象象(2)公路巡警開車車在高速公路路上以100km/h的恒定速度巡巡查，在同一一車道上巡警警車向前方的的一輛轎車發(fā)發(fā)出一個(gè)已知知頻率的電磁磁波，如果該該電磁波被那那輛轎車反射射回來時(shí)①巡警車接收到到的電磁波頻頻率比發(fā)出時(shí)時(shí)低．②巡警車接收到到的電磁波頻頻率比發(fā)出時(shí)時(shí)高．以上兩種情況況說明了什么么問題？(2)①如果警車接收收到的電磁波波頻率比發(fā)出出時(shí)低，由多多普勒效應(yīng)可可知，警車與與轎車在相互互遠(yuǎn)離．又由由于警車在后后且車速恒定定，所以轎車車的速度大于于100km/h.②如果警車接收收到的電磁波波頻率比發(fā)出出時(shí)高．由多多普勒效應(yīng)可可知，警車與與轎車在相互互靠近，同理理可知，轎車車的速度小于于100km/h.答案：(1)C(2)①轎車的速度大大于100km/h②轎車的速度小小于100km/h解析：繩上每一點(diǎn)的的起振方向都都相同，由圖圖甲可知P點(diǎn)的起振方向向向上，所以以C選項(xiàng)正確．答案：C答案：BA．圖示時(shí)刻，，質(zhì)點(diǎn)b正在向平衡位位置移動(dòng)B．從圖示時(shí)刻刻開始，經(jīng)過過0.01s質(zhì)點(diǎn)a通過的路程為為0.4mC．這列波的頻頻率為50HzD．若該波傳播播中遇到寬約約3m的障礙物，能能發(fā)生明顯的的衍射現(xiàn)象答案：A答案：B答案：DA．波源開始振振動(dòng)的方向一一定是向上B．x＝40m處的質(zhì)點(diǎn)在t＝0.5s時(shí)刻位于最大大位移處C．接收器在t＝1.0s時(shí)刻才接收到到此波的信號(hào)號(hào)D．若從t＝0時(shí)刻起波源S沿x軸負(fù)向以10m/s的速度勻速移移動(dòng)，則接收收器接收到此此波時(shí)的頻率率將變小答案：D答案：B答案：D9．(1)同一音叉發(fā)出出的聲波同時(shí)時(shí)在水和空氣氣中傳播，某某時(shí)刻的波形形曲線如下圖圖所示，以下下說法正確的的是________．A．聲波在水中中波長(zhǎng)較大，，b是水中聲波的的波形曲線B．聲波在空氣氣中波長(zhǎng)較大大，b是空氣中聲波波的波形曲線線C．水水中中質(zhì)質(zhì)點(diǎn)點(diǎn)振振動(dòng)動(dòng)頻頻率率較較高高，，a是水水中中聲聲波波的的波波形形曲曲線線D．空空氣氣中中質(zhì)質(zhì)點(diǎn)點(diǎn)振振動(dòng)動(dòng)頻頻率率較較高高，，a是空空氣氣中中聲聲波波的的波波形形曲曲線線解析析：：(1)因聲聲波波的的波波速速在在水水中中較較空空氣氣中中快快，，而而波波的的頻頻率率等等于于振振源源的的振振動(dòng)動(dòng)頻頻率率，，則則聲聲波波在在水水和和空空氣氣中中傳傳播播的的頻頻率率相相同同，，再再由由v＝λf知，，聲聲波波在在水水中中傳傳播播的的波波長(zhǎng)長(zhǎng)長(zhǎng)長(zhǎng)．．答案案：：(1)A(2)＋y26．波的的多多解解問問題題波動(dòng)動(dòng)圖圖象象的的多多解解涉涉及及1．波波的的空空間間的的周周期期性性沿波波的的傳傳播播方方向向上上，，相相距距為為波波長(zhǎng)長(zhǎng)整整數(shù)數(shù)倍倍的的多多個(gè)個(gè)質(zhì)質(zhì)點(diǎn)點(diǎn)振振動(dòng)動(dòng)情情況況完完全全相相同同．．2．波波的的時(shí)時(shí)間間的的周周期期性性在x軸上上同同一一個(gè)個(gè)給給定定的的質(zhì)質(zhì)點(diǎn)點(diǎn)，，在在t＋nT時(shí)刻刻的的振振動(dòng)動(dòng)情情況況與與它它在在t時(shí)刻刻的的振振動(dòng)動(dòng)情情況況(位移移、、速速度度、、加