高考物理復習部分基礎課2機械波市賽課公開課一等獎省名師獲獎課件

基礎課2機械波1/60知識點一、機械波橫波和縱波1．機械波形成條件 (1)有發(fā)生機械振動波源。 (2)有傳輸介質，如空氣、水等。2．傳輸特點 (1)機械波傳輸只是振動_____和_____，質點只在各自平衡位置附近做簡諧運動，并不隨波______。 (2)介質中各質點振幅相同，振動周期和頻率都與_______振動周期和頻率相同。 (3)一個周期內，質點完成一次全振動，經(jīng)過旅程為____，位移為____。形式能量遷移波源4A零2/603．機械波分類 (1)橫波：質點振動方向與波傳輸方向相互______波，有_______

(凸部)和_______

(凹部)。

(2)縱波：質點振動方向與波傳輸方向在__________上波，有_______和______。垂直波峰波谷同一直線密部疏部3/60知識點二、橫波圖象波速、波長和頻率關系1．橫波圖象 (1)坐標軸：橫軸表示各質點__________，縱軸表示該時刻各質點_______。 (2)意義：表示在波傳輸方向上，某時刻各質點離開___________位移。 (3)圖象：平衡位置位移平衡位置4/602．波長、波速、頻率及其關系 (1)波長λ

在波動中，振動相位總是______兩個相鄰質點間距離。 (2)波速v：

波在介質中傳輸速度，由______本身性質決定。 (3)頻率f：

由波源決定，等于波源___________。 (4)波長、波速和頻率關系： ①v＝______；②v＝

。相同介質振動頻率λf5/60知識點三、波干涉和衍射現(xiàn)象多普勒效應1．波干涉和衍射

波干涉波衍射條件兩列波頻率必須______顯著條件：障礙物或孔____比波長小或相差不多現(xiàn)象形成加強區(qū)和減弱區(qū)相互隔開穩(wěn)定__________波能夠___________或孔繼續(xù)向前傳輸相同尺寸干涉圖樣繞過障礙物6/602.多普勒效應 (1)條件：聲源和觀察者之間有___________。 (2)現(xiàn)象：觀察者感到_______發(fā)生改變。 (3)實質：聲源頻率_______，觀察者接收到頻率_______。相對運動頻率不變改變7/60[思索判斷](1)在機械波傳輸過程中，介質中質點隨波傳輸而遷移。(

)(2)周期或頻率，只取決于波源，而與v、λ無直接關系。(

)(3)波速v取決于介質性質，它與T、λ無直接關系。只要介質不變，v就不變；假如介質變了，v也一定變。(

)(4)兩列波在介質中疊加，一定產(chǎn)生干涉現(xiàn)象。(

)(5)一切波都能發(fā)生衍射現(xiàn)象。(

)(6)多普勒效應說明波源頻率發(fā)生改變。(

)答案(1)×

(2)√

(3)√

(4)×

(5)√

(6)×8/60機械波傳輸與圖象1．波動圖象信息(如圖1所表示)圖1(1)直接讀取振幅A和波長λ，以及該時刻各質點位移。(2)確定某時刻各質點加速度方向，并能比較其大小。(3)結合波傳輸方向可確定各質點振動方向或由各質點振動方向確定波傳輸方向。9/6010/601．[機械波傳輸](多項選擇)如圖2，a、b、c、d是均勻媒質中x軸上四個質點，相鄰兩點間距依次為2m、4m和6m。一列簡諧橫波以2m/s波速沿x軸正向傳輸，在t＝0時刻抵達質點a處，質點a由平衡位置開始豎直向下運動，t＝3s時a第一次抵達最高點。以下說法正確是(

)圖211/60A．在t＝6s時刻波恰好傳到質點d處B．在t＝5s時刻質點c恰好抵達最高點

C．質點b開始振動后，其振動周期為4sD．在4s<t＜6s時間間隔內質點c向上運動E．當質點d向下運動時，質點b一定向上運動12/60答案ACD13/602．[判斷波傳輸方向或質點振動方向](·山西四校聯(lián)考)(多項選擇)如圖3所表示是沿x軸傳輸一列簡諧橫波，實線是在t＝0時刻波形圖，虛線是在t＝0.2s時刻波形圖。已知該波波速是0.8m/s，則以下說法正確是(

)圖314/60A．這列波周期是0.15sB．這列波是沿x軸負方向傳輸C．t＝0時，x＝4cm處質點速度沿y軸正方向D．0～0.2s內，x＝4cm處質點振動方向改變了3次E．t＝0.2s時，x＝4cm處質點加速度方向沿y軸負方向答案ABD15/603．[波速公式應用](·河北唐山統(tǒng)考)一列沿－x方向傳輸簡諧橫波，在t＝0時刻波形如圖4所表示，質點振動振幅為10cm。P、Q兩點坐標分別為(－1，0)和(－9，0)，已知t＝0.7s時，P點第二次出現(xiàn)波峰。圖416/60(1)這列波傳輸速度多大？(2)從t＝0時刻起，經(jīng)過多長時間Q點第一次出現(xiàn)波峰？(3)當Q點第一次出現(xiàn)波峰時，P點經(jīng)過旅程為多少？17/60答案

(1)10m/s

(2)1.1s

(3)0.9m18/60波傳輸方向與質點振動方向互判方法方法技巧

內容圖象“上下坡”法沿波傳輸方向，“上坡”時質點向下振動，“下坡”時質點向上振動19/60“同側”法波形圖上某點表示傳輸方向和振動方向箭頭在圖線同側“微平移”法將波形沿傳輸方向進行微小平移，再由對應同一x坐標兩波形曲線上點來判斷振動方向20/60振動圖象和波圖象關聯(lián)分析求解波動圖象與振動圖象綜合類問題可采取“一分、一看、二找”方法21/601．[已知振動圖象確定波圖象](福建理綜)在均勻介質中，一列沿x軸正向傳輸橫波，其波源O在第一個周期內振動圖象如圖5所表示，則該波在第一個周期末波形圖是(

)圖522/60解析由振動圖象可知波源開始振動方向沿y軸負方向，則一個周期末開始振動質點，其振動方向也是沿y軸負方向，所以A、C錯誤；由振動圖象可知，后半個周期振動振幅較大，依據(jù)波傳輸特點，B錯誤，D正確。答案D23/602．[已知波圖象確定振動圖象]如圖6所表示，甲為t＝1s時某橫波波形圖象，乙為該波傳輸方向上某一質點振動圖象，距該質點Δx＝0.5m處質點振動圖象可能是(

)圖624/6025/60答案A26/603．[兩種圖象綜合應用](多項選擇)圖7(a)為一列簡諧橫波在t＝0.10s時刻波形圖，P是平衡位置在x＝1.0m處質點，Q是平衡位置在x＝4.0m處質點；圖(b)為質點Q振動圖象。以下說法正確是(

)圖727/60A．在t＝0.10s時，質點Q向y軸正方向運動B．在t＝0.25s時，質點P加速度方向與y軸正方向相同C．從t＝0.10s到t＝0.25s，該波沿x軸負方向傳輸了6mD．從t＝0.10s到t＝0.25s，質點P經(jīng)過旅程為30cmE．質點Q簡諧運動表示式為y＝0.10sin(10πt)(國際單位制)28/6029/60答案BCE30/60波多解問題造成波動問題多解主要原因有1．周期性 (1)時間周期性：時間間隔Δt與周期T關系不明確。 (2)空間周期性：波傳輸距離Δx與波長λ關系不明確。2．雙向性 (1)傳輸方向雙向性：波傳輸方向不確定。 (2)振動方向雙向性：質點振動方向不確定。31/603.波形隱含性形成多解

在波動問題中，往往只給出完整波形一部分，或給出幾個特殊點，而其余信息均處于隱含狀態(tài)。這么，波形就有各種情況，形成波動問題多解性。32/60【典例】

[·全國卷Ⅰ，34(2)]甲、乙兩列簡諧橫波在同一介質中分別沿x軸正向和負向傳輸，波速均為v＝25cm/s。兩列波在t＝0時波形曲線如圖8所表示。求：圖833/60(ⅰ)t＝0時，介質中偏離平衡位置位移為16cm全部質點x坐標；(ⅱ)從t＝0開始，介質中最早出現(xiàn)偏離平衡位置位移為－16cm質點時間。解析(ⅰ)兩列波振幅均為8cm，故偏離平衡位置位移為16cm質點應為兩列波波峰相遇處質點。依據(jù)波形圖可知，甲、乙波長分別為λ乙＝60cm，λ甲＝50cm則甲、乙兩列波波峰坐標分別為x甲＝(50＋k1×50)cm

(k1＝0，±1，±2，±3，…)x乙＝(50＋k2×60)cm

(k2＝0，±1，±2，±3，…)34/60答案

(ⅰ)x＝(50＋300n)cm

(n＝0，±1，±2，±3，…)

(ⅱ)0.1s35/60方法技巧36/601．[周期性造成多解問題](·吉林長春三模)(多項選擇)一列簡諧橫波沿x軸正方向傳輸，t時刻波形圖如圖9中實線所表示，此時波剛好傳到P點，t＋0.6s時刻波形如圖中虛線所表示，a、b、c、P、Q是介質中質點，則以下說法正確是(

)圖937/60A．這列波波速可能為50m/sB．質點a在這段時間內經(jīng)過旅程一定小于30cmC．質點c在這段時間內經(jīng)過旅程可能為60cmD．若周期T＝0.8s，則在t＋0.5s時刻，質點b、P位移相同E．若周期T＝0.8s，從t＋0.4s時刻開始計時，則質點c振動方程為x＝0.1sinπt(m)38/6039/60答案

ACD40/602．[雙向性造成多解問題](·衡水模擬)在一列沿水平直線傳輸簡諧橫波上有相距4mA、B兩點，如圖10甲、乙分別是A、B兩質點振動圖象，已知該波波長大于2m，求這列波可能波速。圖1041/6042/60答案看法析43/60波干涉、衍射、多普勒效應44/602．多普勒效應成因分析 (1)接收頻率：觀察者接收到頻率等于觀察者在單位時間內接收到完全波個數(shù)。 (2)當波源與觀察者相互靠近時，觀察者接收到頻率變大，當波源與觀察者相互遠離時，觀察者接收到頻率變小。45/601．[波干涉現(xiàn)象](多項選擇)如圖11所表示，實線與虛線分別表示振幅、頻率均相同兩列簡諧橫波波峰和波谷，此刻，M是波峰與波峰相遇點。設這兩列波振幅均為A，則以下說法正確是(

)圖1146/60A．此時刻位于O處質點正處于平衡位置B．P、N兩處質點一直處于平衡位置C．伴隨時間推移，M處質點將向O處移動D．從此時刻起，經(jīng)過四分之一周期，M處質點抵達平衡位置，此時位移為零E．O、M連線中點是振動加強點，其振幅為2A47/60解析此時刻位于O處質點正處于波谷與波谷相遇點，不在平衡位置，選項A錯誤；P、N兩處質點處于波峰和波谷相遇點，兩列波在這兩處位移一直相反，合位移為0，選項B正確；質點并不隨波遷移，選項C錯誤；從此時刻起，經(jīng)過四分之一周期，兩列波在M點振動均到達平衡位置，合位移為零，選項D正確；O、M連線中點是振動加強區(qū)點，其振幅為2A，選項E正確。答案BDE48/602．[多普勒效應]如圖12所表示，向左勻速運動小車發(fā)出頻率為f聲波，車左側A處靜止人感受到聲波頻率為f1，車右側B處靜止人感受到聲波頻率為f2，則(

)圖12A．f1＜f，f2＜f B．f1＜f，f2＞f C．f1＞f，f2＞f D．f1＞f，f2＜f49/60解析波源朝向觀察者運動時，觀察頻率大于波源頻率，波源遠離觀察者運動時，觀察頻率小于波源頻率，D正確。答案

D50/603．[波干涉、衍射](多項選擇)一列簡諧橫波，某時刻波形圖如圖13甲所表示，從該時刻計時，波上質點A振動圖象如圖乙所表示，則(

)圖1351/60A．若此波傳輸過程中碰到頻率為1.25Hz同類波，一定會發(fā)生干涉，產(chǎn)生穩(wěn)定干涉圖樣B．若此波傳輸過程中碰到波長為20m同類波，一定會發(fā)生干涉，產(chǎn)生穩(wěn)定干涉圖樣C．若此波傳輸過程中碰到障礙物尺寸為2000m，可能發(fā)生顯著衍射現(xiàn)象D．該波傳輸速度為2.5m/sE．該波傳輸速度為25m/s52/60答案

ABE53/601．(·全國卷Ⅰ，34)某同學漂浮在海面上，即使水面波正平穩(wěn)地以1.8m/s速率向著海灘傳輸，但他并不向海灘靠近。該同學發(fā)覺從第1個波峰到第10個波峰經(jīng)過身下時間間隔為15s。以下說法正確是________。(填正確答案標號)A．水面波是一個機械波B．該水面波頻率為6HzC．該水面波波長為3mD．水面波沒有將該同學推向岸邊，是因為波傳輸時能量不會傳遞出去E．水面波沒有將該同學推向岸邊，是因為波傳輸時振動質點并不隨波遷移54/60答案ACE55/602．(·全國卷Ⅲ，34