【紅對勾】高考物理 機(jī)械波課件

課時(shí)2機(jī)械波知識(shí)點(diǎn)一機(jī)械波的傳播及特點(diǎn)——知識(shí)回顧——1．波的形成：機(jī)械振動(dòng)在介質(zhì)中傳播，形成機(jī)械波．(1)產(chǎn)生條件：①

；②

．波源介質(zhì)(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諧運(yùn)動(dòng)，并不隨波

．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

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

．④一個(gè)周期內(nèi)，質(zhì)點(diǎn)完成一次全振動(dòng)，通過的路程為

，位移為

．形式能量遷移波源的相同4A零2．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

．垂直波峰波谷同一條直線密部疏部3．波長、波速、頻率及其關(guān)系(1)波長在波的傳播方向上，相對平衡位置的

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．(3)頻率由

決定，等于

的振動(dòng)頻率．(4)波長、波速和頻率的關(guān)系：v＝λf位移介質(zhì)波源波源特別提醒——基礎(chǔ)自測——1．關(guān)于振動(dòng)和波的關(guān)系，以下說法正確的是()A．如果波源停止振動(dòng)，在介質(zhì)中傳播的波也立即停止B．物體做機(jī)械振動(dòng)，一定產(chǎn)生機(jī)械波C．波在介質(zhì)中傳播的頻率由波源決定，與介質(zhì)的性質(zhì)無關(guān)D．波源振動(dòng)的越快，波的速度也越大解析：波源停止振動(dòng)，介質(zhì)中已經(jīng)振動(dòng)起來的質(zhì)點(diǎn)有一定的能量，要繼續(xù)振動(dòng)一段時(shí)間，波也要繼續(xù)傳播一段時(shí)間才停止，A錯(cuò)誤；產(chǎn)生機(jī)械波的條件是機(jī)械振動(dòng)和傳播振動(dòng)的介質(zhì)，B錯(cuò)誤；波的頻率由波源決定，與介質(zhì)無關(guān)，波速和介質(zhì)有關(guān)，C正確；波源振動(dòng)快慢和波的傳播速度是兩個(gè)不同的概念，D錯(cuò)誤．答案：C2．一個(gè)小石子落入平靜的湖面中央，圓形波紋一圈圈向外傳播，有一片樹葉落在水面上，則樹葉()A．逐漸漂向湖心B．逐漸漂向湖畔C．在落下的地方上下動(dòng)蕩D．沿樹葉所在的圓圈做圓周運(yùn)動(dòng)解析：波是振動(dòng)在介質(zhì)里的傳播，傳播的是振動(dòng)這種運(yùn)動(dòng)形式，介質(zhì)中各個(gè)質(zhì)點(diǎn)都在自己的平衡位置附近做往復(fù)運(yùn)動(dòng)，介質(zhì)并沒有遷移，樹葉落在水面上，它隨這部分水振動(dòng)，不會(huì)遷移到別處．故C選項(xiàng)正確．答案：C知識(shí)識(shí)點(diǎn)點(diǎn)二二波的的圖圖象象———知知識(shí)識(shí)回回顧顧————1．．坐坐標(biāo)標(biāo)軸軸：：取各各質(zhì)質(zhì)點(diǎn)點(diǎn)平平衡衡位位置置的的連連線線作作為為x軸，，表表示示質(zhì)質(zhì)點(diǎn)點(diǎn)；取取過過波波源源質(zhì)質(zhì)點(diǎn)點(diǎn)的的振振動(dòng)動(dòng)方方向向作作為為y軸，，表表示示質(zhì)質(zhì)點(diǎn)點(diǎn)．2．意義義：：在波波的的傳傳播播方方向向上上，，介介質(zhì)質(zhì)中中質(zhì)質(zhì)點(diǎn)點(diǎn)在在某某一一時(shí)時(shí)刻刻相相對對各各自自的位移．3．形狀：．平衡位置位移平衡位置正弦或余弦曲曲線——要點(diǎn)深化化——1．振動(dòng)圖象象與波動(dòng)圖象象的比較振動(dòng)圖象波動(dòng)圖象研究對象一振動(dòng)質(zhì)點(diǎn)沿波傳播方向所有質(zhì)點(diǎn)研究內(nèi)容一質(zhì)點(diǎn)位移隨時(shí)間變化規(guī)律某時(shí)刻所有質(zhì)點(diǎn)的空間分布規(guī)律2.質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)動(dòng)方向與波傳傳播方向的互互判——基礎(chǔ)自測測——1．甲、乙兩列同同類機(jī)械橫波波在同一種介介質(zhì)中傳播，，其圖象如圖圖1所示，以以下說法中正正確的是()圖1A．甲甲波的的傳播播速度度比乙乙波大大B．甲甲波的的傳播播速度度比乙乙波小小C．甲甲波的的頻率率比乙乙波小小D．甲甲波的的頻率率比乙乙波大大解析：：同一類類機(jī)械械波在在同一一介質(zhì)質(zhì)中傳傳播，，波速速相等等，與與波長長及波波的頻頻率無無關(guān)，，故A、B均錯(cuò)錯(cuò)；從從圖象象可讀讀出，，甲的的波長長小于于乙答案：D2．(2009·北北京高高考)一簡諧諧機(jī)械械波沿沿x軸正方方向傳傳播，，周期期為T，波長長為λ.若在在x＝0處處質(zhì)點(diǎn)點(diǎn)的振振動(dòng)圖圖象如如圖2所示示，則則該波波在t＝圖2答案：：A知識(shí)點(diǎn)點(diǎn)三波特有有的現(xiàn)現(xiàn)象——知知識(shí)回回顧———1．波波的干干涉(1)產(chǎn)生生穩(wěn)定定干涉涉的條條件：：頻率率相同同的兩兩列同同性質(zhì)質(zhì)的波波相遇遇．(2)現(xiàn)象象：兩兩列波波相遇遇時(shí)，，某些些區(qū)域域振動(dòng)動(dòng)總是是，某些些區(qū)域域振動(dòng)動(dòng)總是是，且加加強(qiáng)區(qū)區(qū)和減減弱區(qū)區(qū)互相相間隔隔．(3)對兩兩個(gè)完完全相相同的的波源源產(chǎn)生生的干干涉來來說，，凡到到兩波波源的的路程程差為為一個(gè)個(gè)波長長時(shí)，振動(dòng)加加強(qiáng)；凡到到兩波源的的路程差為為半個(gè)波長長的時(shí)，振動(dòng)減減弱．加強(qiáng)減弱整數(shù)倍奇數(shù)倍2．波的衍衍射(1)產(chǎn)生生明顯衍射射現(xiàn)象的條條件：障礙礙物或孔(縫)的尺尺寸跟波長長，或者比波(2)現(xiàn)象：波繞過障礙物繼續(xù)傳播．差不多更小3．多普勒勒效應(yīng)(1)由于于波源和觀觀察者之間間有相對運(yùn)運(yùn)動(dòng)，使觀觀察者接收收到的波的的頻率發(fā)生生變化的現(xiàn)現(xiàn)象叫多普普勒效應(yīng)．．(2)注意意：波源的的頻率不變變，只是觀觀察者接收如果二者相互接近，觀察者接收到的頻率變大；如果二者相互遠(yuǎn)離，觀察者接收到的頻率變?。c(diǎn)深深化——1．波的疊疊加遵循什兩列波在空間相遇與分離時(shí)都保持其原來的特性(如f、A、λ、振動(dòng)方向)沿原來方向傳播，而不互相干擾，在兩列波重疊的區(qū)域里，任何一個(gè)質(zhì)點(diǎn)同時(shí)參與兩個(gè)振動(dòng)，其振動(dòng)位移等于這兩列波分別引起的位移的矢量和．2．關(guān)(1)加強(qiáng)處和減弱處都是兩列波引起的位移的矢量和，質(zhì)點(diǎn)的位移都隨時(shí)間變化，各質(zhì)點(diǎn)仍圍繞平衡位置振動(dòng)，與振源振動(dòng)周期相同．(2)加強(qiáng)處振幅大，等于兩列波的振幅之和，即A＝A1＋A2，質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)能量大，并且始終最大．減弱處振幅小，等于兩列波的振幅之差，即A＝|A1－A2|，質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)能量小，并且始終最小，若A1＝A2，則減弱處不振動(dòng)．(3)加強(qiáng)點(diǎn)的位移變化范圍：－|A1＋A2|～|A1＋A2|，減弱點(diǎn)位移變化范圍：－|A1－A2|～|A1－A2|.——基礎(chǔ)礎(chǔ)自測———1．如圖3所所示，S1、S2為水波槽槽中的兩兩個(gè)波源源，它們們分別激激起兩列列水波，，圖中實(shí)實(shí)線表示示波峰，，虛線表表示波谷谷．已知知兩列波波的波長長分別為為λ1和λ2且λ1<λ2，該時(shí)刻刻在P點(diǎn)為兩列列波的波波峰與波波峰相遇遇，則以以下敘述述正確的的是()圖3A．P點(diǎn)有時(shí)在在波峰，，有時(shí)在在波谷，，振動(dòng)始始終加強(qiáng)強(qiáng)B．P點(diǎn)始終在在波峰C．P點(diǎn)的振動(dòng)動(dòng)不遵守守波的疊疊加原理理，P點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)動(dòng)也不始始終加強(qiáng)強(qiáng)D．P點(diǎn)的振動(dòng)動(dòng)遵守波波的疊加加原理，，但并不不始終加加強(qiáng)答案：D2．如圖圖4所示示是觀察察水面波波衍射的的實(shí)驗(yàn)裝裝置．AC和BD是兩塊擋擋板，AB是一個(gè)孔孔，O是波源，，圖中已已畫出波波源所在在區(qū)域波波的傳播播情況，，每兩條條相鄰波波紋(圖圖中曲線線)之間間距離表表示一個(gè)個(gè)波長，，則波經(jīng)經(jīng)過孔之之后的傳傳播情況況，下列列描述正正確的是是()圖4A．此時(shí)時(shí)能明顯顯觀察到到波的衍衍射現(xiàn)象象B．擋板板前后波波紋間距距離相等等C．如果果將孔AB擴(kuò)大，有有可能觀觀察不到到明顯的的衍射現(xiàn)現(xiàn)象D．如果果孔的大大小不變變，使波波源頻率率增大，，能更明明顯觀察察到波的的衍射現(xiàn)現(xiàn)象解析：由題圖可可見兩波波紋間距距λ與AB孔的大小小接近，，所以水水波通過過AB孔會(huì)發(fā)生生明顯的的衍射．．由于衍衍射后水水波的頻頻率不變變，波速速不變，，因此水水波的波波長也不不變．A、B選選項(xiàng)正確確．AB孔擴(kuò)大后后若破壞壞了明顯顯衍射的的條件時(shí)時(shí)就不會(huì)會(huì)看到明明顯的衍衍射現(xiàn)象象，故C選項(xiàng)正正確．由由v＝λf可知，v一定，f增大，則則λ變小，衍衍射現(xiàn)象象不明顯顯，D選選項(xiàng)錯(cuò)誤誤．此題題重在理理解：障障礙物尺尺寸和波波長的相相對大小小關(guān)系，，并以此此作為判判斷明顯顯衍射的的條件．．答案：ABC3．如圖圖5所示示表示產(chǎn)產(chǎn)生機(jī)械械波的波波源O做勻速運(yùn)運(yùn)動(dòng)的情情況，圖圖中圓表表示波峰峰，已知知波源的的頻率為為f0.則下列列說法正正確的是是()圖5A．該圖圖表示波波源正在在向B點(diǎn)移動(dòng)B．觀察察者在圖圖中A點(diǎn)接收波波的頻率率是定值值，但大大于f0C．觀察察者在圖圖中B點(diǎn)接收波波的頻率率是定值值，但大大于f0D．觀察察者在圖圖中B點(diǎn)接收波波的頻率率是定值值，但小小于f0解析：當(dāng)波源靠靠近靜止止的觀察察者時(shí)，，觀察者者“感覺覺”到的頻率率增大；；當(dāng)波源源遠(yuǎn)離靜靜止的觀觀察者時(shí)時(shí)，觀察察者“感覺”到的頻率率降低．．從圖看看出波源源正在向向B點(diǎn)移動(dòng)，，所以觀觀察者在在圖中A點(diǎn)接收波波的頻率率是定值值，但小小于f0，觀察者者在圖中中B點(diǎn)接收波波的頻率率是定值值，但大大于f0，所以A、C正正確．答案：AC題型一對波的圖圖象的理理解[例1]如圖6所所示，實(shí)實(shí)線是沿沿x軸傳播的的一列簡簡諧橫波波在t＝0時(shí)刻刻的波形形圖，虛虛線是這這列波在在t＝0.2s時(shí)時(shí)刻的波波形圖．．圖6已知該波波的波速速是0.8m/s，，則下列列說法正正確的是是()A．這列列波的波波長是14cmB．這列列波的周周期是0.125sC．這列列波可能能是沿x軸正方向向傳播的的D．t＝0時(shí)，，x＝4cm處的的質(zhì)點(diǎn)速速度沿y軸負(fù)方向向[答案]D題后反思思本題中的的易錯(cuò)點(diǎn)點(diǎn)之一就就是判斷斷波傳播播的路程程與波長長的關(guān)系系，本題題中的最最小路程程可能是是波長的的1/3，這與與平時(shí)所所見的模模型不同同，容易易出錯(cuò)．．對于判判斷波的的傳播方方向除了了根據(jù)路路程與波波長的關(guān)關(guān)系，還還可以根根據(jù)時(shí)間間與周期期的關(guān)系系進(jìn)行判判斷．變式1——1圖7為一一橫波在在某時(shí)刻刻的波形形圖．已已知F質(zhì)點(diǎn)此時(shí)時(shí)的運(yùn)動(dòng)動(dòng)方向如如圖所示示，則()圖7A．波向向右傳播播B．質(zhì)點(diǎn)點(diǎn)H的運(yùn)動(dòng)方方向與質(zhì)質(zhì)點(diǎn)F的運(yùn)動(dòng)方向相相同C．質(zhì)點(diǎn)C比質(zhì)點(diǎn)B先回到平衡位位置D．質(zhì)點(diǎn)C在此時(shí)的加速速度為零解析：由于F質(zhì)點(diǎn)向下運(yùn)動(dòng)動(dòng)，跟著右邊邊質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)，，此波從右向向左傳播，選選項(xiàng)A錯(cuò)誤．．在此時(shí)刻質(zhì)質(zhì)點(diǎn)H的運(yùn)動(dòng)方向應(yīng)應(yīng)向上，選項(xiàng)項(xiàng)B錯(cuò)誤．題型二波的多解問題題[例2]如圖8所示，，實(shí)線是一列列簡諧波在某某一時(shí)刻的波波的圖象，虛虛線是該列波波0.2s后的圖象，，則這列波可可能的波速為圖8[解析]因?yàn)楸绢}沒指指明波的傳播播方向，應(yīng)考考慮到兩種可可能的情況———沿x軸正方向或負(fù)負(fù)方向傳播．．又因?yàn)楸绢}題對周期未加加任何限制條條件，應(yīng)考慮慮到波具有周周期性．已知t＝0.2s，λ＝4m.若波沿x軸正方向傳播播，則根據(jù)時(shí)時(shí)間t內(nèi)傳播的距離離為[答案]波沿x軸正方向傳播播時(shí)，v右＝(20n＋5)m/s(n＝0,1,2，…)波沿x軸負(fù)方向傳播播時(shí)，v左＝(20n＋15)m/s(n＝0,1,2,3，…)題后反思波的特點(diǎn)是周周期性和雙向向性．(1)傳播距距離的周期性性波在均勻媒質(zhì)質(zhì)中傳播時(shí)，，傳播距離寫寫成式中λ表示波長，Δx是波傳播過程中除去整數(shù)倍波長部分之后余下的那部分距離．(2)傳播時(shí)時(shí)間的周期性性波在媒質(zhì)中傳傳播時(shí)間t，總可以寫成成t＝nT＋Δt(n＝0,1,2…)式中T表示波的周期期，Δt表示時(shí)間t除去整數(shù)倍周周期部分之后后余下的那段段時(shí)間．(3)傳播方方向的雙向性性一般的說，波波在媒質(zhì)中可可以向各個(gè)方方向傳播，但但在文章中所所遇到的波只只限于一條直直線上，即沿沿x軸正、、負(fù)方方向傳傳播的的波．．變式2—1一列橫橫波在在x軸上傳傳播，，在x＝0與與x＝1cm的兩兩點(diǎn)的的振動(dòng)動(dòng)圖線線分別別如圖圖9中中實(shí)線線與虛虛線所所示．．由此此可以以得出出()A．波波長一一定是是4cmB．波波的周周期一一定是是4sC．波波的振振幅一一定是是2cmD．波波的傳傳播速速度一一定是是1cm/s圖9[解析析]從圖9上可可以看看出振振幅為為2cm，周周期為為4s，，對于于x＝0與與x＝1cm的兩兩點(diǎn)處處的質(zhì)質(zhì)點(diǎn)在在t＝0時(shí)時(shí)刻，，一個(gè)個(gè)在正正向最最大位位移處處，一一個(gè)在在平衡衡位置置且振振動(dòng)方方向向向上，，則在在這兩兩點(diǎn)間間的最最簡波波形如如圖10.若波波沿x軸正向向傳播播，如如圖10右右圖；；若波波沿x軸負(fù)方方向傳傳播，，如圖圖10左圖圖，由由此可可知，，波長長和波波速有有多個(gè)個(gè)解，，A、、D均均錯(cuò)．．[答案案]BC圖10題型三三波的疊疊加與與干涉涉[例3]如圖11所所示，，兩列列簡諧諧橫波波分別別沿x軸正方方向和和負(fù)方方向傳傳播，，兩波波源分分別位位于x＝－2×10－1m和x＝12×10－1m處，，兩列列波的的波速速均為為v＝0.4m/s，，兩波波源的的振幅幅均為為A＝2cm.圖圖示為為t＝0時(shí)時(shí)刻兩兩列波波的圖圖象(傳播播方向向如圖圖)，，此刻刻平衡衡位置置處于于x＝0.2m和和0.8m的的P、Q兩質(zhì)點(diǎn)點(diǎn)剛開開始振振動(dòng)．．質(zhì)點(diǎn)點(diǎn)M的平衡衡位置置處于于x＝0.5m處處，關(guān)關(guān)于各各質(zhì)點(diǎn)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)動(dòng)情況況判斷斷正確確的是是()A．質(zhì)質(zhì)點(diǎn)P、Q都首首先先沿沿y軸負(fù)負(fù)向向運(yùn)運(yùn)動(dòng)動(dòng)B．．t＝0.75s時(shí)時(shí)刻刻，，質(zhì)質(zhì)點(diǎn)點(diǎn)P、Q都運(yùn)運(yùn)動(dòng)動(dòng)到到M點(diǎn)C．．t＝1s時(shí)時(shí)刻刻，，質(zhì)質(zhì)點(diǎn)點(diǎn)M的位位移移為為＋＋4cmD．．t＝1s時(shí)時(shí)刻刻，，質(zhì)質(zhì)點(diǎn)點(diǎn)M的位位移移為為－－4cm圖11[解析]根據(jù)上下下坡法可可以判斷斷，質(zhì)點(diǎn)點(diǎn)P、Q都首先沿沿y軸負(fù)向運(yùn)運(yùn)動(dòng)；兩兩列波波波速相等等，經(jīng)過過t＝0.75s，P、Q兩質(zhì)點(diǎn)只只能在平平衡位置置上下振[答案]

AD題后反思思對波的疊疊加問題題，關(guān)鍵鍵要充分分理解波波的獨(dú)立立傳播原原理和波波的疊加加原理，，確立疊疊加圖象象時(shí)要緊緊緊抓住住位移的的矢量疊疊加．對對疊加變式3——1(2009·廣廣東高高考)如圖12為為聲波波干涉涉演示示儀的的原理理圖．．兩個(gè)個(gè)U形管A和B套在一一起，，圖12A管兩側(cè)側(cè)各有有一小小孔．．聲波波從左左側(cè)小小孔傳傳入管管內(nèi)，，被分分成兩兩列頻頻率________的的波．．當(dāng)聲聲波分分別通通過A、B傳播到右側(cè)側(cè)小孔時(shí)，，若兩列波波傳播的路路程相差半半個(gè)波長，，則此處聲聲波的振幅幅________；若傳播播的路程相相差一個(gè)波波長，則此此處聲波的的振幅________．解析：本題主要考考查波的干干涉，意在在考查考生生對干涉的的必要條件件—兩列波波的頻率必必須相同或或者有固定定的相位差差的識(shí)記能能力和應(yīng)用用能力．聲聲波從左側(cè)側(cè)小孔傳入入管內(nèi)，被被分成兩列列頻率相同同的波且相相位差固定定．若波程程相差為半半波長的偶偶數(shù)倍，則則干涉相長長；若波程程相差為半半波長的奇奇數(shù)倍，則則干涉相消消．所以兩兩列波傳播播的路程相相差半個(gè)波波長(奇數(shù)數(shù)倍)，則則此處聲波波的振幅減減??；若傳傳播的路程程相差一個(gè)個(gè)波長(半半波長的答案：相同減小增大1．聲波屬于于機(jī)械波．下下列有關(guān)聲波波的描述中正正確的是()A．同一列聲聲波在各種介介質(zhì)中的波長長是相同的B．聲波的頻頻率越高，它它在空氣中傳傳播的速度越越快C．聲波可以D．人能辨別不同樂器同時(shí)發(fā)出的聲音，證明聲波不會(huì)發(fā)生干涉解析：聲波的頻率由由波源決定，，波速由介質(zhì)質(zhì)決定，波長長由波源和介介質(zhì)共同決定定．同一列聲聲波，頻率相相同，進(jìn)入不不同的介質(zhì)，，波速不同，，由λ＝v/f，則波長不同同，所以A選選項(xiàng)錯(cuò)．不同同波進(jìn)入同一一種介質(zhì)中的的波速是相同同的，所以B選項(xiàng)錯(cuò)．一一切波都可以以進(jìn)行波的干干涉和衍射，，