【優(yōu)化方案】浙江省高考物理總復(fù)習(xí) 第11章第二節(jié) 機械波課件 大綱人教

第二節(jié)機械波

課堂互動講練經(jīng)典題型探究知能優(yōu)化演練第二節(jié)機械波基礎(chǔ)知識梳理基礎(chǔ)知識梳理一、機械波1．機械波的形成條件(1)有發(fā)生機械振動的______．(2)有傳播_____，如空氣、水等．2．傳播特點(1)傳播振動形式、傳遞_____、傳遞信息．(2)質(zhì)點不隨波遷移．波源介質(zhì)能量垂直相同波源3．波速v、波長λ和頻率f、周期T的關(guān)系公式：v＝＝λf機械波的速度大小由_____決定，與機械波的頻率無關(guān)．三、機械波的圖象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______，連接各位移矢量的末端，得出的曲線即為波的圖象，簡諧波的圖象是正弦(或余弦)曲線．介質(zhì)平衡位置位移2．物理意義：某一時刻介質(zhì)中各質(zhì)點相對__________的位移．四、波的衍射1．定義：波可以繞過障礙物繼續(xù)傳播的現(xiàn)象．2．發(fā)生明顯衍射的條件：只有縫、孔的寬度或障礙物的尺寸跟波長_________，或者________時，才會發(fā)生明顯的衍射現(xiàn)象．平衡位置相差不多小于波長五、波的干涉1．波的疊加原理：幾列波相遇時能保持各自的運動狀態(tài)，繼續(xù)傳播，在它們重疊的區(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矢量和．2．波的干涉(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)象叫波的干涉．加強減弱(2)條件：兩列波的頻率相同．干涉和衍射是波特有的現(xiàn)象，波同時還可以發(fā)生反射、折射．六、多普勒效應(yīng)由于波源與觀察者互相____或者互相____時，接收到的波的_____與波源頻率不相等的現(xiàn)象．靠近遠(yuǎn)離頻率課堂互動講練一、振動圖象與波動圖象的比較波的振動圖象與波動圖象雖然形狀相同，但所研究的對象、意義、特點等有所不同．所以，要掌握兩者的區(qū)別，及在某些情況下兩者的相互轉(zhuǎn)化．

兩種圖象比較內(nèi)容振動圖象波動圖象研究對象某一振動質(zhì)點沿波傳播方向所有質(zhì)點圖象意義某一質(zhì)點位移隨時間變化規(guī)律某時刻所有質(zhì)點相對平衡位置的位移圖象特點圖象信息(1)周期、振幅(2)各時刻質(zhì)點的位移(3)速度、加速度的方向(1)波長、振幅(2)任意一質(zhì)點該時刻的位移(3)任意一質(zhì)點在該時刻加速度的方向圖象變化隨時間推移圖象延續(xù)，但已有形狀不變隨時間推移，圖象沿傳播方向平移一個完整曲線對應(yīng)橫坐標(biāo)一個周期一個波長即時應(yīng)用(即時突破，，小試牛刀刀)1.一列沿著x軸正方向傳傳播的橫波波，在t＝0時刻的波形形如圖11－2－1甲所示．圖圖甲中某質(zhì)質(zhì)點的振動動圖象如圖圖乙所示．．質(zhì)點N的振幅是______m，振動周期期為________s，圖乙表示示質(zhì)點________(從質(zhì)點K、L、M、N中選填)的振動圖象象．該波的的波速為________m/s.圖11－2－1解析：從甲、乙圖圖可看出波波長λ＝2.0m，周期T＝4s，振幅A＝0.8m；乙圖中顯顯示t＝0時刻該質(zhì)點點處于平衡衡位置向上上振動，甲甲圖波形圖圖中，波向向x軸正方向傳傳播，則L質(zhì)點正在平平衡位置向向上振動，，波速v＝λ/T＝0.5m/s.答案：0.84L0.52．質(zhì)點振動動方向與波波傳播方向向的互判圖象方法微平移法：沿波的傳播方向?qū)⒉ǖ膱D象進行一微小平移，然后由兩條波形曲線來判斷．例如：波沿x軸正向傳播，t時刻波形曲線如圖中實線所示．將其沿v的方向移動一微小距離Δx，獲得如圖中虛線所示的圖線．可以判定：t時刻質(zhì)點A振動方向向下，質(zhì)點B振動方向向上，質(zhì)點C振動方向向下．“上、下坡”法沿著波的傳播方向看，上坡的點向下振動，下坡的點向上振動，即“上坡下、下坡上”．例如：圖中，A點向上振動，B點向下振動，C點向上振動．逆向描跡法逆著波的傳播方向用鉛筆描波形曲線，筆頭向上動，質(zhì)點的振動方向向上，筆頭向下動，質(zhì)點的振動方向就向下.3.波的多解性性問題造成波動問問題多解的的主要因素素有：(1)周期性①時間周期期性：時間間間隔Δt與周期T的關(guān)系不明明確．②空間周期期性：波傳傳播距離Δx與波長λ的關(guān)系不明明確．(2)雙向性①傳播方向向雙向性：：波的傳播播方向不確確定．②振動方向向雙向性：：質(zhì)點振動動方向不確確定．(3)波形的隱含含性形成多多值解在波動問題題中，往往往只給出完完整波形的的一部分，，或給出幾幾個特殊點點，而其余余信息均處處于隱含狀狀態(tài)．這樣樣，波形就就有多種情情況，形成成相關(guān)波動動問題的多多值解．即時應(yīng)用(即時突破，，小試牛刀刀)2.(2010年高考安徽徽理綜卷)一列沿x軸正方向傳傳播的簡諧諧橫波，某某時刻的波波形如圖11－2－2所示．P為介質(zhì)中的的一個質(zhì)點點，從該時時刻開始的的一段極短短時間內(nèi)，，P的速度v和加速度a的大小變化化情況是()A．v變小，a變大B．v變小，a變小C．v變大，a變大D．v變大，a變小圖11－2－2解析：選D.由題圖知波波傳播方向向沿x軸正方向，，根據(jù)質(zhì)點點振動方向向與波的傳傳播方向的的關(guān)系可知知質(zhì)點P的速度方向向在該時刻刻開始的一一段極短時時間內(nèi)沿y軸正方向，，即向該質(zhì)質(zhì)點的平衡衡位置運動動，因此P質(zhì)點速度度增大；；質(zhì)點P做簡諧運運動，向向平衡位位置運動動，距離離平衡位位置的位位移減小小，所受受回復(fù)力力減小，，因此加加速度a減小，即即v變大，a減小，故故只有選選項D正確．2．現(xiàn)象判判斷法：：若某點點總是波波峰與波波峰(或波谷與與波谷)相遇，則則該點為為加強點點；若總總是波峰峰與波谷谷相遇，，則為減減弱點．．不能認(rèn)認(rèn)為加強強點的位位移永遠(yuǎn)遠(yuǎn)最大，，減弱點點的位移移永遠(yuǎn)最最?。靡粭l曲曲線將加加強點連連接起來來，這條條曲線上上的點都都是加強強點；把把減弱點點用曲線線連接起起來，曲曲線上的的點都是是減弱點點．加強強點與減減弱點之之間各質(zhì)質(zhì)點的振振幅介于于加強點點與減弱弱點的振振幅之間間．即時應(yīng)用用(即時突破破，小試試牛刀)3.(2011年杭州質(zhì)量檢檢測)如圖11－2－3所示表示兩列列相干水波某某時刻的波峰峰和波谷位置置，實線表示示波峰，虛線線表示波谷，，相鄰實線與與虛線間的距距離為0.2m，波速為1m/s，在圖示范圍圍內(nèi)可以認(rèn)為為這兩列波的的振幅均為1cm，C點是相鄰實線線與虛線間的的中點，則()圖11－2－3A．圖示時刻A、B兩點的豎直高高度差為2cmB．圖示時刻C點正處于平衡衡位置且向水水面上運動C．F點到兩波源的的路程差為零零D．經(jīng)0.1s，A點的位移為零零解析：選BD.圖示時刻點A、B、D振動加強，A、B間高度差hAB＝4A＝4cm，A、D間高度差為零零；圖示時刻刻點C在水面，根據(jù)據(jù)上下坡法，，點C由水面向上運運動；圖示時時刻E、F振動減弱，位位移為零，到到兩波源的路路程差為半波波長的奇數(shù)倍倍；波長為0.4m，周期為0.4s，經(jīng)過時間Δt＝0.1s＝0.25T，兩列波的平平衡位置傳到到A點，則位移為為零．2．波源不動：：觀察者朝向向波源以某一一速度運動，，由于相對速速度增大而使使得單位時間間內(nèi)通過觀察察者的完全波波的個數(shù)增多多，接收頻率率增大了．同同理可知，當(dāng)當(dāng)觀察者背離離波源運動時時，接收頻率率將減?。?．觀察者不動動：波源朝向向觀察者以某某一速度運動動，由于波長長變短，而使使得單位時間間內(nèi)通過觀察察者的完全波波的個數(shù)增多多，接收頻率率亦增大，同同理可知，當(dāng)當(dāng)波源背離觀觀察者運動時時，接收頻率率將減小．即時應(yīng)用(即時突破，小小試牛刀)4.站在火車站臺臺上的旅客聽聽到路過火車車鳴笛聲的音音調(diào)(注：音調(diào)由頻頻率決定，頻頻率大時音調(diào)調(diào)高，頻率小小時音調(diào)低)變化情況，以以下說法正確確的是()A．當(dāng)火車進站站時，鳴笛聲聲的音調(diào)變低低B．當(dāng)火車進站站時，鳴笛聲聲的音調(diào)變高高C．當(dāng)火車離站站時，鳴笛聲聲的音調(diào)變低低D．當(dāng)火車離站站時，鳴笛聲聲的音調(diào)變高高解析：選BC.根據(jù)多多普勒勒效應(yīng)應(yīng)，火火車進進站時時，波波源向向觀察察者靠靠近，，旅客客聽到到的鳴鳴笛聲聲的音音調(diào)變變高；；當(dāng)火火車離離站時時，旅旅客聽聽到的的鳴笛笛聲的的音調(diào)調(diào)變低低，故故B、C正確．．經(jīng)典題型探究題型一波的形成和傳播例1(2009年高考考江蘇蘇卷)在t＝0時刻，，質(zhì)點點A開始做做簡諧諧運動動，其其振動動圖象象如圖圖11－2－4所示．．質(zhì)點點A振動的的周期期是________s；t＝8s時，質(zhì)質(zhì)點A的運動動沿y軸的__________方向(填“正”或“負(fù)”)；質(zhì)點點B在波的的傳播播方向向上與與A相距16m，已知知波的的傳播播速度度為2m/s，在t＝9s時，質(zhì)質(zhì)點B偏離平平衡位位置的的位移移是________cm.圖11－2－4【思路點點撥】振動周周期由由圖象象可直直接得得出，，經(jīng)過過Δt時間后后A、B兩質(zhì)點點的振振動情情況需需要根根據(jù)波波的傳傳播規(guī)規(guī)律及及波的的周期期性來來判斷斷．【答案】4正10(2009年高考考福建建理綜綜卷)圖11－2－5甲為一一列簡簡諧橫橫波在在t＝0.10s時刻的的波形形圖，，P是平衡衡位置置為x＝1m處的質(zhì)質(zhì)點，，Q是平衡衡位置置為x＝4m處的質(zhì)質(zhì)點，，圖乙乙為質(zhì)質(zhì)點Q的振動動圖象象，則則()題型二波動圖象和振動圖象的綜合問題例2圖11－2－5A．t＝0.15s時，質(zhì)質(zhì)點Q的加速速度達達到正正向最最大B．t＝0.15s時，質(zhì)質(zhì)點P的運動動方向向沿y軸負(fù)方方向C．從t＝0.10s到t＝0.25s，該波波沿x軸正方方向傳傳播了了6mD．從t＝0.10s到t＝0.25s，質(zhì)點點P通過的的路程程為30cm【解析】由質(zhì)點點Q的振動動圖象象可知知，t＝0.15s時，Q正處于于最低低點，，加速速度達達到正正向最最大，，選項項A對；t＝0.10s時，Q正處于于平衡衡位置置向下下運動動，故故波是是向左左傳播播的，，所以以t＝0.15s時，質(zhì)質(zhì)點P運動方方向沿沿y軸負(fù)方方向，，選項項B對；【答案】AB(2010年高高考考四四川川卷卷改改編編題題)一列列簡簡諧諧橫橫波波沿沿直直線線由由A向B傳播播，，A、B相距距0.45m，如如圖圖11－2－6是A處質(zhì)質(zhì)點點的的振振動動圖圖象象．．當(dāng)當(dāng)A處質(zhì)質(zhì)點點運運動動到到波波峰峰位位置置時時，，B處質(zhì)質(zhì)點點剛剛好好到到達達