【優(yōu)化方案】高考物理總復(fù)習(xí) 第7章第二節(jié) 機(jī)械波和形成和傳播 波的圖象課件 大綱

第二節(jié)機(jī)械波和形成和傳播波的圖象第二節(jié)機(jī)械波和形成和傳播波的圖象基礎(chǔ)知識(shí)梳理課堂互動(dòng)講練經(jīng)典題型探究知能優(yōu)化演練基礎(chǔ)知識(shí)梳理一、機(jī)械波1．機(jī)械波的形成條件(1)有發(fā)生機(jī)械振動(dòng)的____.(2)有傳播____，如空氣、水等．2．傳播特點(diǎn)(1)傳播振動(dòng)形式、傳遞____、傳遞信息．(2)質(zhì)點(diǎn)不隨波遷移．3．機(jī)械波的分類垂直波源介質(zhì)能量二、描述機(jī)械波的物理量1．波長(zhǎng)：λ在波動(dòng)中振動(dòng)相位總是____的兩個(gè)相鄰質(zhì)點(diǎn)間的距離．用“λ”表示．2．頻率f：在波動(dòng)中，介質(zhì)中各質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)頻率都是相同的，都等于____的振動(dòng)頻率．3．波速v、波長(zhǎng)λ和頻率f、周期T的關(guān)系機(jī)械波的速度大小由____決定，與機(jī)械波的頻率無(wú)關(guān)．相同波源介質(zhì)三、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(diǎn)的________，用縱坐標(biāo)表示某一時(shí)刻各質(zhì)點(diǎn)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(jiǎn)諧波的圖象是正弦(或余弦)曲線．2．物理意義：某一時(shí)刻介質(zhì)中各質(zhì)點(diǎn)相對(duì)________的位移．平衡位置位移平衡位置課堂互動(dòng)講練

一、機(jī)械波的傳播問(wèn)題1．質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)方向與波傳播方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(jìn)行一微小平移，然后由兩條波形曲線來(lái)判斷．例如：波沿x軸正向傳播，t時(shí)刻波形曲線如圖中實(shí)線所示．將其沿v的方向移動(dòng)一微小距離Δx，獲得如圖中虛線所示的圖線．可以判定t時(shí)刻質(zhì)點(diǎn)A振動(dòng)方向向下，質(zhì)點(diǎn)B振動(dòng)方向向上，質(zhì)點(diǎn)C振動(dòng)方向向下．圖象方法“上、下坡”法沿著波的傳播方向看，上坡的點(diǎn)向下振動(dòng)，下坡的點(diǎn)向上振動(dòng)，即“上坡下、下坡上”．例如：圖中A點(diǎn)向上振動(dòng)，B點(diǎn)向下振動(dòng)，C點(diǎn)向上振動(dòng)．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(dòng)，質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向向上，筆頭向下動(dòng)，質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向就向下.2.由t時(shí)刻波形圖畫t＋Δt時(shí)刻的波形圖(1)平移法：先算出經(jīng)Δt時(shí)間波傳播的距離Δx＝vΔt，再把波形沿波的傳播方向平移Δx.當(dāng)Δx＞λ，即Δx＝nλ＋x時(shí)，可采取去整(nλ)留零(x)的方法只需平移x即可．3．已知波的傳播情況確定某點(diǎn)振動(dòng)情況(1)根據(jù)該點(diǎn)到波源的距離x和波速v可以計(jì)算該點(diǎn)開(kāi)始振動(dòng)的時(shí)間t＝.(2)將該點(diǎn)振動(dòng)的時(shí)間和周期相聯(lián)系．采用“舍整取零頭”的辦法結(jié)合起振方向可確定該點(diǎn)相對(duì)平衡位置的位移，進(jìn)而確定加速度、速度等．特別提醒：(1)由于波傳播時(shí)間的周期性，波傳播一個(gè)周期波形不變．(2)由于波傳播空間的周期性，波傳播一個(gè)波長(zhǎng)的距離波形也不變．(3)解題時(shí)可先畫出波形圖，再利用波的傳播特性分析求解．即時(shí)應(yīng)用1．(2010年高考上上海卷)如圖7－2－1，一列簡(jiǎn)簡(jiǎn)諧橫波波沿x軸正方向向傳播，，實(shí)線和和虛線分分別表示示t1＝0和t2＝0.5s(T>0.5s)時(shí)的波形形．能正正確反映映t3＝7.5s時(shí)波形的是圖圖()圖7－2－1圖7－2－2二、振動(dòng)圖象象與波動(dòng)圖象象的比較波的振動(dòng)圖象象與波動(dòng)圖象象雖然形狀相相同，但所研研究的對(duì)象、、意義、特點(diǎn)點(diǎn)等有所不同同．所以，要要掌握兩者的的區(qū)別及在某某些情況下兩兩者的相互轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)換．

兩種圖象比較內(nèi)容振動(dòng)圖象波動(dòng)圖象研究對(duì)象某一振動(dòng)質(zhì)點(diǎn)沿波傳播方向所有質(zhì)點(diǎn)圖象意義某一質(zhì)點(diǎn)位移隨時(shí)間變化規(guī)律某時(shí)刻所有質(zhì)點(diǎn)相對(duì)平衡位置的位移圖象特點(diǎn)

兩種圖象比較內(nèi)容振動(dòng)圖象波動(dòng)圖象圖象信息(1)周期、振幅(2)各時(shí)刻質(zhì)點(diǎn)的位移(3)速度、加速度的方向(1)波長(zhǎng)、振幅(2)任意一質(zhì)點(diǎn)該時(shí)刻的位移(3)任意一質(zhì)點(diǎn)在該時(shí)刻加速度的方向圖象變化隨時(shí)間推移圖象延續(xù)，但已有形狀不變隨時(shí)間推移，圖象沿傳播方向平移一個(gè)完整曲線對(duì)應(yīng)橫坐標(biāo)一個(gè)周期一個(gè)波長(zhǎng)即時(shí)應(yīng)用2.一列沿沿著x軸正方方向傳傳播的的橫波波，在在t＝0時(shí)刻的的波形形如圖圖7－2－3甲所示示．圖圖甲中中某質(zhì)質(zhì)點(diǎn)的的振動(dòng)動(dòng)圖象象如圖圖乙所所示．．質(zhì)點(diǎn)點(diǎn)N的振幅幅是______m，振動(dòng)動(dòng)周期期為_(kāi)_______s，圖乙乙表示示質(zhì)點(diǎn)點(diǎn)________(從質(zhì)點(diǎn)點(diǎn)K、L、M、N中選填填)的振動(dòng)動(dòng)圖象象．該該波的的波速速為_(kāi)_______m/s.圖7－2－3解析：：從甲、、乙圖圖可看看出波波長(zhǎng)λ＝2.0m，周期期T＝4s，振幅幅A＝0.8m；乙圖圖中顯顯示t＝0時(shí)刻該該質(zhì)點(diǎn)點(diǎn)處于于平衡衡位置置向上上振動(dòng)動(dòng)，甲甲圖波波形圖圖中，，波向向x軸正方方向傳傳播，，則L質(zhì)點(diǎn)正正在平平衡位位置向向上振振動(dòng)，，波速速v＝λ/T＝0.5m/s.答案：：0.84L0.5三、波波的多多解性性問(wèn)題題造成波波動(dòng)問(wèn)問(wèn)題多多解的的主要要因素素有：：1．周期期性(1)時(shí)間周周期性性：時(shí)時(shí)間間間隔Δt與周期期T的關(guān)系系不明明確．．(2)空間周周期性性：波波傳播播距離離Δx與波長(zhǎng)長(zhǎng)λ的關(guān)系系不明明確．．2．雙向向性(1)傳播方方向雙雙向性性：波波的傳傳播方方向不不確定定．(2)振動(dòng)方方向雙雙向性性：質(zhì)質(zhì)點(diǎn)振振動(dòng)方方向不不確定定．3．波形形的隱隱含性性形成成多值值解在波動(dòng)動(dòng)問(wèn)題題中，，往往往只給給出完完整波波形的的一部部分，，或給給出幾幾個(gè)特特殊點(diǎn)點(diǎn)，而而其余余信息息均處處于隱隱含狀狀態(tài)．．這樣樣，波波形就就有多多種情情況，，形成成相關(guān)關(guān)波動(dòng)動(dòng)問(wèn)題題的多多值解解．特別提醒：(1)計(jì)算波速既可應(yīng)用v＝λf或v(2)波動(dòng)多解問(wèn)題一般先考慮波傳播的“雙向性”，再考慮“周期性”．即時(shí)應(yīng)用3.(2010年高高考考重重慶慶理理綜綜改改編編題題)一列列簡(jiǎn)簡(jiǎn)諧諧波波在在兩兩時(shí)時(shí)刻刻的的波波形形如如圖圖7－2－4中實(shí)實(shí)線線和和虛虛線線所所示示，，由由圖圖可可確確定定這這列列波波的的()圖7－2－4A．傳傳播播方方向向B．波波速速C．波波長(zhǎng)長(zhǎng)D．頻頻率率解析析：：選C.由圖圖象象可可知知波波長(zhǎng)長(zhǎng)λ＝4m，根根據(jù)據(jù)題題設(shè)設(shè)條條件件無(wú)無(wú)法法判判斷斷傳傳播播方方向向、、頻頻率率，，因因而而也也無(wú)無(wú)法法計(jì)計(jì)算算波波速速．．只只有有C選項(xiàng)項(xiàng)正正確確．．經(jīng)典題型探究(2009年高考江蘇卷)在t＝0時(shí)刻，質(zhì)點(diǎn)A開(kāi)始做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)，其振動(dòng)圖象如圖7－2－5所示．質(zhì)點(diǎn)A振動(dòng)的周期是________s；t＝8s時(shí)，質(zhì)點(diǎn)A的運(yùn)動(dòng)沿y軸的__________方向(填“正”或“負(fù)”)；質(zhì)點(diǎn)B在波的傳播方向上與A相距16m，已知波的傳播速度為2m/s，在t＝9s時(shí)，質(zhì)點(diǎn)B偏離平衡位置的位移是________cm.

例1波的形成和傳播題型一圖7－2－5【思路路點(diǎn)點(diǎn)撥撥】振動(dòng)動(dòng)周周期期由由圖圖象象可可直直接接得得出出，，經(jīng)經(jīng)過(guò)過(guò)Δt時(shí)間后A、B兩質(zhì)點(diǎn)的的振動(dòng)情情況需要要根據(jù)波波的傳播播規(guī)律及及波的周周期性來(lái)來(lái)判斷．．【答案】4正10例2波動(dòng)圖象和振動(dòng)圖象的綜合問(wèn)題題型二(2009年高考福福建理綜綜卷)圖7－2－6甲為一列列簡(jiǎn)諧橫橫波在t＝0.10s時(shí)刻的波波形圖，，P是平衡位位置為x＝1m處的質(zhì)點(diǎn)點(diǎn)，Q是平衡位位置為x＝4m處的質(zhì)點(diǎn)點(diǎn)，圖乙乙為質(zhì)點(diǎn)點(diǎn)Q的振動(dòng)圖圖象，則則()圖7－2－6A．t＝0.15s時(shí)，質(zhì)點(diǎn)點(diǎn)Q的加速度度達(dá)到正正向最大大B．t＝0.15s時(shí)，質(zhì)點(diǎn)點(diǎn)P的運(yùn)動(dòng)方方向沿y軸負(fù)方向向C．從t＝0.10s到t＝0.25s，該波沿沿x軸正方向向傳播了了6mD．從t＝0.10s到t＝0.25s，質(zhì)點(diǎn)P通過(guò)的路路程為30cm【解析】由質(zhì)點(diǎn)Q的振動(dòng)圖圖象可知知，t＝0.15s時(shí)，Q正處于最最低點(diǎn)，，加速度度達(dá)到正正向最大大，選項(xiàng)項(xiàng)A對(duì)；t＝0.10s時(shí)，Q正處于平平衡位置置向下運(yùn)運(yùn)動(dòng)，故故波是向向左傳播播的，所所以t＝0.15s時(shí)，質(zhì)點(diǎn)點(diǎn)P運(yùn)動(dòng)方向向沿y軸負(fù)方向向，選項(xiàng)項(xiàng)B對(duì)；由圖圖象可知知，波長(zhǎng)長(zhǎng)λ＝8m，周期T＝0.2s，所以波【答案】AB波的多解性例3(2010年高考四川卷卷改編題)一列簡(jiǎn)諧橫波波沿直線由A向B傳播，A、B相距0.45m，如圖7－2－7是A處質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)動(dòng)圖象．當(dāng)A處質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到到波峰位置時(shí)時(shí)，B處質(zhì)點(diǎn)剛好到到達(dá)平衡位置置，這列波的的波速可能是是()題型三圖7－2－7A．4.5m/sB．3.0m/sC．1.5m/sD．0.7m/s【思路點(diǎn)撥撥】(1)B點(diǎn)通過(guò)平平衡位置置的速度度方向未未知，形形成多解解；(2)AB間的距離離與波長(zhǎng)長(zhǎng)λ的關(guān)系不不確定形形成多解解．【解析】(1)B點(diǎn)向y軸正方向向運(yùn)動(dòng)時(shí)時(shí)，由題題意可知知A、B的波形如如圖7－2－8所示(只畫一個(gè)個(gè)波長(zhǎng)內(nèi)內(nèi)的情況況)，因此可可得：AB＝0.45m＝nλ＋λ圖7－2－8(2)B點(diǎn)向y軸