高考物理一輪復(fù)習(xí)課件 【備課精講精研】 機械振動和機械波

上海新高考物理一輪復(fù)習(xí)第十一章機械振動和機械波（4）機械波波動圖象波的干涉和衍射概述知識點1機械波2波動圖像3波的干涉和衍射機械波勻速直線運動速度不變F合＝0勻變速直線運動速度均勻變化F合恒定勻速圓周運動速度時刻沿切線F合大小不變機械振動速度周期性變化F回＝－kx機械波大量質(zhì)點做機械振動請點擊手當(dāng)繩中某一質(zhì)點發(fā)生振動（波源）時，就會帶動相鄰的質(zhì)點，使它上下振動。這個質(zhì)點又帶動更遠(yuǎn)一些的質(zhì)點振動起來，從而使繩子上的質(zhì)點都跟著振動起來。它形成了凹凸相間的波形。機械振動在介質(zhì)中由近及遠(yuǎn)的傳播就形成了機械波。機械波一．機械波基本概念1．機械波的產(chǎn)生條件：①有________。②有_______，如空氣、水、繩子等。2．傳播特點：①傳播____________、_______和信息

。②質(zhì)點不隨波遷移。③介質(zhì)中各質(zhì)點振動頻率、振幅、起振方向等都與波源________。能量

振動形式波源介質(zhì)相同機械波3．機械波的分類分類質(zhì)點振動方向和波的傳播方向的關(guān)系形狀舉例橫波凹凸相間；有波峰、波谷繩波、水波等縱波疏密相間；有密部、疏部彈簧波、聲波等垂直在同一條直線上所有的電磁波都是橫波機械波yxv4．波的傳播方向與質(zhì)點的振動方向的判斷方法：微平移法將波形圖沿傳播方向進(jìn)行微小平移再由x軸上某一位置的兩波形曲線上的點來判定口訣法：上坡下、下坡上若是某個質(zhì)點的振動圖像，不可以使用以上方法直接觀察圖像走勢yt不同點的在同一時刻的振動方向相同質(zhì)點在不同時刻的振動方向波長λ：振動傳播方向上振動情況總是相等的相鄰兩質(zhì)點間的距離，單位：m。頻率f：即波源振動的頻率，單位：Hz。波速v：波在介質(zhì)中的傳播快慢，單位：m/s。波在同種介質(zhì)中做勻速直線運動，所以有s＝vt；波在一個周期中移動的距離為______，所以有λ＝________或______，這也就是波長、頻率、波速之間的關(guān)系。頻率由__________決定，波速由_________決定，波長由以上兩者共同決定。機械波yxv5．描述波的物理量vTv/f波源，介質(zhì)一個波長典例1如圖所示，手抓住繩的一端上下振動，產(chǎn)生沿繩傳播的機械波，增大手的振動頻率，該波的（）（A）波速增大 （B）波長增大（C）波速不變 （D）波長不變機械波A700cmB變式1抖動繩子的左端A，每秒做2次全振動，產(chǎn)生如上右圖所示的橫波，則繩上橫波的波速是________m/s，由圖可判斷出A開始振動的方向是________。（選填：向左、向右、向上、向下）4向下C1．坐標(biāo)軸：

橫軸表示各質(zhì)點的平衡位置，縱軸表示該時刻各質(zhì)點的位移。2．應(yīng)用：

①直接讀取振幅A和波長λ，以及該時刻各質(zhì)點的位移。

②確定某時刻各質(zhì)點加速度和速度的方向，并能比較大小。解題思路：可以從研究質(zhì)點（在做變加速的振動）和研究波形（勻速平移）兩種角度著手波動圖像yxvyt波動圖像xtOyxO振動圖象和波動圖像的區(qū)別振動圖像波動圖像研究對象一個質(zhì)點無數(shù)個質(zhì)點物理意義一個質(zhì)點各時刻的位移一個時刻各質(zhì)點的位移圖象變化隨時間延長圖象延伸，但原來部分保持不變隨時間延伸波形沿傳播方向平移典例2.1一列簡諧橫波沿x軸正方向傳播，周期為T，t＝0時的波形如圖所示。t＝T/4時（）（A）質(zhì)點a速度方向沿y軸負(fù)方向（B）質(zhì)點b沿x軸正方向遷移了1m（C）質(zhì)點c的加速度為零（D）質(zhì)點d的位移為－5cm波動圖像C典例2.2介質(zhì)中有一列簡諧機械波傳播，對于其中某個振動質(zhì)點（）（A）它的振動速度等于波的傳播速度（B）它的振動方向一定垂直于波的傳播方向（C）它在一個周期內(nèi)走過的路程等于一個波長（D）它的振動頻率等于波源的振動頻率D波動圖像變式2.1一列簡諧橫波某時刻的波形如圖所示，比較介質(zhì)中的三個質(zhì)點a、b、c，則（）（A）此刻a的加速度最?。˙）此刻b的速度最小（C）若波沿x軸正方向傳播，此刻b向y軸正方向運動（D）若波沿x軸負(fù)方向傳播，a比c先回到平衡位置CyOabcx波動圖像變式2.2一列簡諧橫波沿x軸傳播，t＝0時的波形如圖所示，質(zhì)點a與質(zhì)點b相距1m，a質(zhì)點正沿y軸正方向運動；t＝0.02s時，質(zhì)點a第一次到達(dá)正向最大位移處，由此可知（）（A）此波的傳播速度為25m/s（B）此波沿x軸正方向傳播（C）從t＝0時起，經(jīng)過0.04s，質(zhì)點a沿波傳播方向遷移了1m（D）t＝0.04s時，質(zhì)點b處在平衡位置，速度沿y軸負(fù)方向A波的干涉和衍射當(dāng)幾列波同時在介質(zhì)空間中傳播并相遇時，它們都能各自獨立地保持原來的運動狀態(tài)繼續(xù)前進(jìn)，這叫做波的獨立傳播原理。而介質(zhì)質(zhì)點在幾列波的影響下產(chǎn)生的位移，等于每列波引起位移的__________，這個規(guī)律叫做波的疊加原理。矢量和典例3如圖所示為兩列相向傳播的振幅、波長都相同的簡諧橫波（脈沖波），當(dāng)它們相遇后，下列圖像中可能存在的是（）多選波的干涉和衍射CBD波的干涉和衍射變式3如圖甲，兩列振幅和波長相同而傳播方向相反的波，在相遇的某一時刻（如圖乙），兩列波“消失”，此時介質(zhì)中M、N兩質(zhì)點的運動方向是（）（A）M、N都靜止（B）M、N都向上（C）M向下，N向上（D）M向上，N向下C甲MN乙波的干涉和衍射波的干涉及其實驗實驗器材：發(fā)波水槽、變頻電動機、電源等。右圖表示干涉圖樣的分布規(guī)律，S1、S2表示兩個振源，實線大圓圈表示波峰，虛線大圓圈表示波谷，小圓點表示振動加強的質(zhì)點（峰峰疊加、谷谷疊加），小圓圈表示振動減弱的質(zhì)點（峰谷疊加），加強和減弱的區(qū)域間隔分布。波的干涉和衍射波的干涉及其實驗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_________，并且振動加強和減弱的區(qū)域_____________，這種現(xiàn)象叫波的干涉。波的干涉條件：兩列波的___________相同。始終加強始終減弱相互間隔頻率典例4兩波源S1、S2在水槽中形成的波形如圖所示，其中實線表示波峰，虛線表示波谷，則（）（A）在兩波相遇的區(qū)域中會產(chǎn)生干涉（B）在兩波相遇的區(qū)域中不會產(chǎn)生干涉（C）a點的振動始終加強（D）a點的振動始終減弱波的干涉和衍射BaS1S2波的干涉和衍射變式4如圖所示，S1、S2是位于水面的兩個振動情況完全相同的波源，振幅為A，P、M、N三點均位于S1、S2連線的中垂線上，且PM＝MN。某時刻P是兩列波的波峰相遇點，N恰是兩列波的波谷相遇點，則（）（A）P、N兩點間的距離為半個波長（B）M點位移的最大值為2A（C）P點的位移始終是2A（D）N點為振動減弱點BPMN·

S1S2·

·

波的干涉和衍射波的衍射波能繞過________或_________繼續(xù)傳播的現(xiàn)象叫做波的衍射

。能夠發(fā)生明顯衍射現(xiàn)象的條件：______________________________________________。波的干涉和衍射都是波的特有現(xiàn)象，是波的基本性質(zhì)的反映。

障礙物孔隙障礙物或孔隙的尺寸比波長小或差不多波的干涉和衍射波的衍射障礙物大無明顯衍射障礙物小有明顯衍射波遇到障礙物的情況：在發(fā)波水槽中產(chǎn)生一列水波，然后將一支圓珠筆插入水中，觀察到圓珠筆對波的傳播沒有影響

。波的干涉和衍射波的衍射波遇到孔隙（狹縫或小孔）：當(dāng)水波中的狹縫寬度比波長大很多時，波幾乎不能繞過狹縫邊緣而只能直線傳播；當(dāng)水波中的狹縫寬度與波長相差不多的情況下，水波可以繞過狹縫邊緣繼續(xù)傳播?？紫洞鬅o明顯衍射孔隙小有明顯衍射典例5如圖所示，O是水面上一波源，實線和虛線分別表示某時刻的波峰和波谷，A是擋板，B是小孔。若不考慮波的反射因素，則經(jīng)過足夠長的時間后，水面上的波將分布于（）（A）整個區(qū)域 （B）陰影Ⅰ以外區(qū)域（C）陰影Ⅱ以外區(qū)域 （D）陰影Ⅱ和Ⅲ以外的區(qū)域波的