2023學(xué)年完整公開課版第次網(wǎng)課

第3次課機(jī)械波機(jī)械波橫波和縱波波速、波長和頻率的關(guān)系波的圖象波的干涉波的圖象波的多解問題波的干涉知識(shí)排查典型例題知識(shí)排查機(jī)械波橫波和縱波定義___________在介質(zhì)中的傳播形成機(jī)械波產(chǎn)生條件(1)______；(2)______形成原因介質(zhì)中的質(zhì)點(diǎn)受波源或鄰近質(zhì)點(diǎn)的驅(qū)動(dòng)做_____振動(dòng)分類橫波振動(dòng)方向與傳播方向______的波，如繩波縱波振動(dòng)方向與傳播方向______的波，如聲波機(jī)械振動(dòng)波源介質(zhì)受迫垂直平行1.波長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。2.頻率f：與______的振動(dòng)頻率相等。3.波速v：波在介質(zhì)中的傳播速度。4.波速與波長和頻率的關(guān)系：v＝______。波速、波長和頻率的關(guān)系λf相同波源1.坐標(biāo)軸的意義：橫坐標(biāo)表示在波的傳播方向上各質(zhì)點(diǎn)的____________，縱坐標(biāo)表示某一時(shí)刻各質(zhì)點(diǎn)偏離平衡位置的_______。2.圖象的物理意義：某一時(shí)刻介質(zhì)中各質(zhì)點(diǎn)相對(duì)____________的位移。波的圖象平衡位置位移平衡位置波的干涉

波的干涉條件兩列波的頻率必須______現(xiàn)象形成加強(qiáng)區(qū)和減弱區(qū)相互隔開的穩(wěn)定的__________相同干涉圖樣1.波的傳播過程中的特點(diǎn)波的形成和傳播波的圖象2.波動(dòng)圖象的信息(如圖2所示)(1)直接讀取振幅A和波長λ，以及該時(shí)刻各質(zhì)點(diǎn)的位移。(2)結(jié)合波的傳播方向可確定各質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向或由各質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向確定波的傳播方向。圖23.波的傳播方向與質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)方向的互判方法方法內(nèi)容圖象“上下坡”法沿波的傳播方向，“上坡”時(shí)質(zhì)點(diǎn)向下振動(dòng)，“下坡”時(shí)質(zhì)點(diǎn)向上振動(dòng)“同側(cè)”法波形圖上某點(diǎn)表示傳播方向和振動(dòng)方向的箭頭在圖線同側(cè)“微平移”法將波形沿傳播方向進(jìn)行微小的平移，再由對(duì)應(yīng)同一x坐標(biāo)的兩波形曲線上的點(diǎn)來判斷振動(dòng)方向4.振動(dòng)圖象與波的圖象的比較

振動(dòng)圖象波的圖象研究對(duì)象一個(gè)質(zhì)點(diǎn)沿波傳播方向上的所有質(zhì)點(diǎn)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(看下一時(shí)刻的位移)(將波沿傳播方向平移)Δt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)的最大值都表示振幅；(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【典例1】

(2017·4月浙江選考)(多選)一列向右傳播的簡諧橫波，當(dāng)

波傳到x＝2.0m處的P點(diǎn)時(shí)開始計(jì)時(shí)，該時(shí)刻波形如圖所示，t＝0.9s

時(shí)，觀測(cè)到質(zhì)點(diǎn)P第三次到達(dá)波峰位置。下列說法正確的是(

)A.波速為0.5m/sB.經(jīng)1.4s質(zhì)點(diǎn)P運(yùn)動(dòng)的路程為70cmC.t＝1.6s時(shí)，x＝4.5m處的質(zhì)點(diǎn)Q第三次到達(dá)波谷D.與該波發(fā)生干涉的另一列簡諧橫波的頻率一定為2.5HzBCD【典例1】

(2017·4月浙江選考)(多選)一列向右傳播的簡諧橫波，當(dāng)

波傳到x＝2.0m處的P點(diǎn)時(shí)開始計(jì)時(shí)，該時(shí)刻波形如圖所示，t＝0.9s

時(shí)，觀測(cè)到質(zhì)點(diǎn)P第三次到達(dá)波峰位置。下列說法正確的是(

)A.波速為0.5m/sB.經(jīng)1.4s質(zhì)點(diǎn)P運(yùn)動(dòng)的路程為70cmC.t＝1.6s時(shí)，x＝4.5m處的質(zhì)點(diǎn)Q第三次到達(dá)波谷D.與該波發(fā)生干涉的另一列簡諧橫波的頻率一定為2.5HzBCD【典例2】

(2018·11月浙江選考)(多選)如圖4所示，兩種不同材料的彈性細(xì)繩在O處連接，M、O和N是該繩上的三個(gè)點(diǎn)，OM間距離為7.0m，ON間距離為5.0m，O點(diǎn)上下振動(dòng)，則形成以O(shè)點(diǎn)為波源向左和向右傳播的簡諧橫波Ⅰ和Ⅱ，其中波Ⅱ的波速為1.0m/s，t＝0時(shí)刻O點(diǎn)處在波谷位置，觀察發(fā)現(xiàn)5s后此波谷傳到M點(diǎn)，此時(shí)O點(diǎn)正通過平衡位置向上運(yùn)動(dòng)，OM間還有一個(gè)波谷，則(

)A.波Ⅰ的波長為4mB.N點(diǎn)的振動(dòng)周期為4sC.t＝3s時(shí)，N點(diǎn)恰好處于波谷D.當(dāng)M點(diǎn)處于波峰時(shí)，N點(diǎn)也一定處于波峰

BD【典例2】

(2018·11月浙江選考)(多選)如圖4所示，兩種不同材料的彈性細(xì)繩在O處連接，M、O和N是該繩上的三個(gè)點(diǎn)，OM間距離為7.0m，ON間距離為5.0m，O點(diǎn)上下振動(dòng)，則形成以O(shè)點(diǎn)為波源向左和向右傳播的簡諧橫波Ⅰ和Ⅱ，其中波Ⅱ的波速為1.0m/s，t＝0時(shí)刻O點(diǎn)處在波谷位置，觀察發(fā)現(xiàn)5s后此波谷傳到M點(diǎn)，此時(shí)O點(diǎn)正通過平衡位置向上運(yùn)動(dòng)，OM間還有一個(gè)波谷，則(

)A.波Ⅰ的波長為4mB.N點(diǎn)的振動(dòng)周期為4sC.t＝3s時(shí)，N點(diǎn)恰好處于波谷D.當(dāng)M點(diǎn)處于波峰時(shí)，N點(diǎn)也一定處于波峰

BD1.(多選)如圖所示，一列簡諧橫波沿x軸正方向傳播，從波傳到x＝5m的M點(diǎn)時(shí)開始計(jì)時(shí)，已知P點(diǎn)相繼出現(xiàn)兩個(gè)波峰的時(shí)間間隔為0.4s，下面說法中正確的是(

)A.這列波的波長是4mB.這列波的傳播速度是10m/sC.質(zhì)點(diǎn)Q(x＝9m)經(jīng)過0.5s才第一次到達(dá)波峰D.M點(diǎn)以后的各質(zhì)點(diǎn)開始振動(dòng)時(shí)的方向都是向下

ABD2.(2018·河北石家莊調(diào)研)(多選)如圖甲為一列簡諧橫波在某一時(shí)刻的波形圖，圖乙為介質(zhì)中x＝2m處的質(zhì)點(diǎn)P以此時(shí)刻為計(jì)時(shí)起點(diǎn)的振動(dòng)圖象。下列說法正確的是(

)A.這列波的傳播方向是沿x軸正方向B.這列波的傳播速度是20m/sC.經(jīng)過0.15s，質(zhì)點(diǎn)P沿x軸的正方向傳播了3mD.經(jīng)過0.1s，質(zhì)點(diǎn)Q的運(yùn)動(dòng)方向沿y軸正方向AB波動(dòng)圖象與振動(dòng)圖象綜合問題采用“一分、一看、二找”的方法(1)分清振動(dòng)圖象與波動(dòng)圖象。此問題最簡單，只要看清橫坐標(biāo)即可，橫坐標(biāo)為x則為波動(dòng)圖象，橫坐標(biāo)為t則為振動(dòng)圖象。(2)看清橫、縱坐標(biāo)的單位。尤其要注意單位前的數(shù)量級(jí)。(3)找準(zhǔn)波動(dòng)圖象對(duì)應(yīng)的時(shí)刻。(4)找準(zhǔn)振動(dòng)圖象對(duì)應(yīng)的質(zhì)點(diǎn)。1.造成波動(dòng)問題多解的主要因素(1)周期性①時(shí)間周期性：時(shí)間間隔Δt與周期T的關(guān)系不明確。②空間周期性：波傳播的距離Δx與波長λ的關(guān)系不明確。(2)雙向性①傳播方向雙向性：波的傳播方向不確定。②振動(dòng)方向雙向性：質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)方向不確定。波的多解問題2.解決波的多解問題的思路一般采用從特殊到一般的思維方法，即找出一個(gè)周期內(nèi)滿足條件的關(guān)系Δt或Δx，若此關(guān)系為時(shí)間，則t＝nT＋Δt(n＝0，1，2，…)；若此關(guān)系為距離，則x＝nλ＋Δx(n＝0，1，2，…)。1.(多選)一列橫波在t＝0時(shí)刻的波形如圖中實(shí)線所示，在t＝1s時(shí)的波形如圖中虛線所示。由此可以判定此波的(

)A.波長一定是4cmB.周期一定是4sC.振幅一定是2cmD.傳播速度一定是1cm/sAC2.(多選)如圖所示，一列簡諧波沿一直線向左傳播，當(dāng)直線上某質(zhì)點(diǎn)a向上運(yùn)動(dòng)到達(dá)最大位移時(shí)，a點(diǎn)右方相距0.15m的b點(diǎn)剛好向下運(yùn)動(dòng)到最大位移處，則這列波的波長可能是(

)A.0.6m B.0.3mC.0.2m D.0.1mBD一、波的干涉理解1.干涉圖樣及其特點(diǎn)(1)干涉圖樣：如圖所示波的干涉和衍射現(xiàn)象多普勒效應(yīng)惠更斯原理(2)特點(diǎn)①加強(qiáng)區(qū)和減弱區(qū)的位置固定不變。②加強(qiáng)區(qū)始終加強(qiáng)，減弱區(qū)始終減弱(加強(qiáng)區(qū)與減弱區(qū)不隨時(shí)間變化)③加強(qiáng)區(qū)與減弱區(qū)互相間隔(3)振動(dòng)加強(qiáng)點(diǎn)和減弱點(diǎn)①加強(qiáng)點(diǎn)：振動(dòng)的振幅等于兩列波振幅之和，A＝A1＋A2。②減弱點(diǎn)：振動(dòng)的振幅等于兩列波振幅之差，A＝|A1－A2|。2.加強(qiáng)點(diǎn)和減弱點(diǎn)的理解(1)若兩列波在某處引起的位移方向相同，合位移變大，則此點(diǎn)為加強(qiáng)點(diǎn)，相反，若兩列波在某處引起的位移方向相反，合位移變小，則此點(diǎn)為減弱點(diǎn)。(2)波峰與波峰(或波谷與波谷)的交點(diǎn)，一定是加強(qiáng)點(diǎn)，而波峰與波谷的交點(diǎn)一定是減弱點(diǎn)。【典例】

(2018·4月浙江選考)(多選)兩列頻率相同、振幅均為A的簡諧橫波P、Q分別沿＋x和－x軸方向在同一介質(zhì)中傳播，兩列波的振動(dòng)方向均沿y軸。某時(shí)刻兩波的波面如圖10所示，實(shí)線表示P波的波峰、Q波的波谷；虛線表示P波的波谷、Q波的波峰。a、b、c為三個(gè)等距的質(zhì)點(diǎn)，d為b、c中間的質(zhì)點(diǎn)。下列判斷正確的是(

)A.質(zhì)點(diǎn)a的振幅為2AB.質(zhì)點(diǎn)b始終靜止不動(dòng)C.圖示時(shí)刻質(zhì)點(diǎn)c的位移為0D.圖示時(shí)刻質(zhì)點(diǎn)d的振動(dòng)方向沿－y軸答案CD1.(多選)如圖所示，為兩列波在空間相遇疊加，其中實(shí)線代表的甲波向右傳播，虛線代表的乙波向左傳播，則(

)A.A、B點(diǎn)是振動(dòng)加強(qiáng)點(diǎn)B.A、D點(diǎn)是振動(dòng)加強(qiáng)點(diǎn)C.B、E點(diǎn)是振動(dòng)減弱點(diǎn)D.D、F點(diǎn)是振動(dòng)減弱點(diǎn)BC3.(2017·11月浙江選考)(多選)有兩列頻率相同、振動(dòng)方向相同、振幅均為A、傳播方向互相垂直的平面波相遇發(fā)生干涉。如圖所示，圖中實(shí)線表示波峰，虛線表示波谷，a為波谷與波谷相遇點(diǎn)，b、c為波峰與波谷相遇點(diǎn)，d為波峰與波峰相遇點(diǎn)，e、g是a、d連線上的兩點(diǎn)，其中e為連線的中點(diǎn)，則(

)A.a、d處的質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)加強(qiáng)，b、c處的質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)減弱B.從圖示時(shí)刻經(jīng)過半個(gè)周期，e處的質(zhì)點(diǎn)通過的路程為4AC.從圖示時(shí)刻經(jīng)過半個(gè)周期，g處的質(zhì)點(diǎn)加速向平衡位置運(yùn)動(dòng)D.從圖示時(shí)刻經(jīng)過四分