高考物理大一轮复习 12.2机械波课件 新人教版.ppt

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,,,,,,考点一 波动图象与波速公式的应用,考点二 波动图象和振动图象的综合,考点三 机械波的多解问题,考 点,第十二章 机械振动 机械波 光 电磁波与相对论,高三物理一轮复习,第2节 机械波,,考点四 波的干涉、衍射、多普勒效应,1.(振动和波关系的理解)(多选)关于振动和波的关系，下列说法中正确的是( ) A．振动是波的成因，波是振动的传播 B．振动是单个质点呈现的运动现象，波是许多质点联合起来呈现的运动现象 C．波的传播速度就是质点振动的速度 D．波源停止振动时，波立即停止传播,机械波的产生条件是有波源和介质．由于介质中的质点依次带动由近及远传播而形成波，所以选项A和B正确；波的传播速度是波形由波源向外伸展的速度，在均匀介质中其速度大小不变；而质点振动的速度和方向都随时间周期性地发生变化，选项C错误；波源一旦将振动传给了介质，振动就会在介质中向远处传播，当波源停止振动时，介质仍然继续传播波源振动的运动形式，不会随波源停止振动而停止传播，选项D错误．,解析,答案,基础自测,AB,2.(波动图象的理解) (多选)一列简谐横波 在t＝0时刻的波形图如右图所示．介质 中x＝2 m处的质点P沿y轴方向做简谐运 动的表达式为y＝10sin 5πt(cm)．关于 这列简谐波，下列说法正确的是( ),,基础自测,解析,答案,CD,A．周期为4.0 s B．振幅为20 cm C．传播方向沿x轴正向 D．传播速度为10 m/s,t＝0时刻P点开始向上振动，所以机械波沿x轴正向传播，C正确．,基础自测,解析,3．(波的干涉和衍射现象的理解) (2015湖北黄冈七市联考)(多选)关于波的干涉、衍射等现象，下列说法正确的是( ) A．有的波只能发生干涉现象，有的波只能发生衍射现象 B．产生干涉现象的必要条件之一，就是两列波的频率相等,干涉、衍射是波共有的特性，所以A错误．干涉需要满足两波频率相同、波源性质相同的条件，B正确．当满足d≤λ时，可产生明显的衍射现象，C正确．在干涉图样中，位移随时间时刻发生变化，D错误．在多普勒效应中，观测者与波源相互靠近时，接收到的波的频率大于波源的振动频率，E正确．,基础自测,解析,答案,BCE,C．能观察到明显的衍射现象的条件是障碍物的尺寸与波长比较相差不多或比波长更小 D．在干涉图样中，振动加强区域的质点，其位移始终保持最大；振动减弱区域的质点，其位移始终保持最小 E．当观测者靠近波源时，接收到的波的频率会大于波源的振动频率,基础自测,4．(波动图象和振动图象的应用)(2014高考安徽卷)一简谐横波沿x轴正向传播，图甲是t＝0时刻的波形图，图乙是介质中某质点的振动图象，则该质点的x坐标值合理的是( ) A．0.5 m B．1.5 m C．2.5 m D．3.5 m,由图乙可知，t＝0时，质点位于y轴负半轴部分，A、D错误．t＝0时，质点向y轴负方向运动，而该简谐波沿x轴正方向运动，由“上下坡法”可知，B错误、C正确．,基础自测,解析,答案,图片显/隐,C,一、机械波 1．机械波的形成条件 (1)有发生机械振动的_____． (2)有传播_____ ，如空气、水等． 2．传播特点 (1)传播振动形式、传递_____ 、传递信息． (2)质点不随波迁移． 3．机械波的分类,教材梳理,垂直,波源,介质,能量,二、描述机械波的物理量 1．波长λ：在波动中振动相位总是_____的两个相邻质点间的距离．用“λ”表示． 2．频率f：在波动中，介质中各质点的振动频率都是相同的，都 等于_____的振动频率． 3．波速v、波长λ和频率f、周期T的关系 机械波的速度大小由_____决定，与机械波的频率无关．,教材梳理,相同,波源,介质,三、机械波的图象 1．图象：在平面直角坐标系中，用横坐标表示介质中各质点的 _________，用纵坐标表示某一时刻各质点偏离平衡位置的____，连接各位移矢量的末端，得出的曲线即为波的图象，简谐波的图象是正弦(或余弦)曲线． 2．物理意义：某一时刻介质中各质点相对_________的位移． 四、波的衍射 1．定义：波可以绕过障碍物继续传播的现象． 2．发生明显衍射的条件：只有缝、孔的宽度或障碍物的尺寸跟波长_________ ，或者_________时，才会发生明显的衍射现象．,教材梳理,平衡位置,位移,平衡位置,相差不多,小于波长,五、波的干涉 1．波的叠加原理：几列波相遇时能保持各自的运动状态，继续传播，在它们重叠的区域里，介质的质点同时参与这几列波引起的振动，质点的位移等于这几列波单独传播时引起的位移的矢量和． 2．波的干涉 (1)定义：频率相同的两列波叠加时，某些区域的振动_____、某些区域的振动_____ ，这种现象叫波的干涉． (2)条件：两列波的频率相同．,教材梳理,加强,减弱,3．干涉和衍射是波特有的现象，波同时还可以发生反射、折射． 六、多普勒效应 由于波源与观察者互相_____或者互相_____时，接收到的波的 _____与波源频率不相等的现象．,教材梳理,靠近,远离,频率,1.波的图象反映了在某时刻介质中的各 质点离开平衡位置的位移情况，图象的 横轴表示各质点的平衡位置，纵轴表示 该时刻各质点的位移，如右图所示． 图象的应用： (1)直接读取振幅A和波长λ，以及该时刻 各质点的位移． (2)确定某时刻各质点加速度的方向，并能比较其大小．,考点一 波动图象与波速公式的应用,考点阐释,(3)结合波的传播方向可确定各质点的振动方向或由各质点的振动方向确定波的传播方向．,考点阐释,考点一 波动图象与波速公式的应用,1. (2014高考山东卷)(多选)一列简谐横波沿直线传播．以波源O由平衡位置开始振动为计时零点，质点A的振动图象如图所示，已知O、A的平衡位置相距0.9 m．以下判断正确的是( ),,题组设计,解析,答案,考点一 波动图象与波速公式的应用,AB,A．波长为1.2 m B．波源起振方向沿y轴正方向 C．波速大小为0.4 m/s D．质点A的动能在t＝4 s时最大,长λ＝vt＝1.2 m，A正确．振源的起振方向与t＝3 s时质点A的振动方向相同，沿y轴正方向，B正确．质点A在t＝4 s时位移最大，动能为零，D错误．,题组设计,解析,考点一 波动图象与波速公式的应用,2．(2015河南六市一联)某波源S发出一列简谐横波，波源S的振动图象如图所示．在波的传播方向上有A、B两点，它们到S的距离分别为45 m和55 m．测得A、B两点开始振动的时间间隔为1.0 s．由此可知,,题组设计,解析,考点一 波动图象与波速公式的应用,(1)波长λ＝________m； (2)当B点离开平衡位置的位移为＋6 cm时，A点离开平衡位置的位移是________cm.,(2)由图知A点离开平衡位置的位移是－6 cm. (1)20 (2)－6,题组设计,解析,答案,考点一 波动图象与波速公式的应用,判断波的传播方向与质点的振动方向的三种常见方法 (1)上下坡法：沿波的传播方向，上坡时质点向下振动，下坡时质点向上振动，如图甲所示． (2)同侧法：波形图上某点表示传播方向和振动方向的箭头在图线同侧，如图乙所示．,规律总结,考点一 波动图象与波速公式的应用,,规律总结,考点一 波动图象与波速公式的应用,振动图象与波动图象的比较：,考点二 波动图象和振动图象的综合,考点阐释,考点阐释,考点二 波动图象和振动图象的综合,1．(2014高考四川卷)如图所示，甲为t＝1 s时某横波的波形图象，乙为该波传播方向上某一质点的振动图象，距该质点Δx＝0.5 m处质点的振动图象可能是 ( ),,题组设计,解析,答案,考点二 波动图象和振动图象的综合,A,2．(2014高考新课标Ⅱ卷)(多选)图甲为一列简谐横波在t＝0.10 s时刻的波形图，P是平衡位置在x＝1.0 m处的质点，Q是平衡位置在x＝4.0 m处的质点；图乙为质点Q的振动图象．下列说法正确的是( ),由题图乙可知，在t＝0.10 s时，质点Q向y轴负方向运动，A错误．结合题图甲、乙可知，波沿x轴负方向传播，t＝0.25 s时P处于y轴的负方向，则其加速度沿y轴的正方向，B正确．由图甲知波长λ＝8 m，由图乙知周期T＝0.2 s，则波传播的速度,题组设计,解析,答案,BCE,考点二 波动图象和振动图象的综合,A．在t＝0.10 s时，质点Q向y轴正方向运动 B．在t＝0.25 s时，质点P的加速度方向与y轴正方向相同 C．从t＝0.10 s到t＝0.25 s，该波沿x轴负方向传播了6 m D．从t＝0.10 s到t＝0.25 s，质点P通过的路程为30 cm E．质点Q简谐运动的表达式为y＝0.10sin 10πt(国际单位制),,题组设计,解析,考点二 波动图象和振动图象的综合,“一分、一看、二找”巧解波的图象与 振动图象综合类问题 (1)分清振动图象与波的图象．只要看清横坐标即可，横坐标为x则为波的图象，横坐标为t则为振动图象． (2)看清横、纵坐标的单位．尤其要注意单位前的数量级． (3)找准波的图象对应的时刻． (4)找准振动图象对应的质点．,规律总结,考点二 波动图象和振动图象的综合,1．造成波动问题多解的主要因素有 (1)周期性： ①时间周期性：时间间隔Δt与周期T的关系不明确； ②空间周期性：波传播距离Δx与波长λ的关系不明确． (2)双向性： ①传播方向双向性：波的传播方向不确定； ②振动方向双向性：质点振动方向不确定．,考点三 机械波的多解问题,考点阐释,2．解决波的多解问题的思路 一般采用从特殊到一般的思维方法，即找出一个周期内满足条件的关系Δt或Δx，若此关系为时间，则t＝nT＋Δt(n＝0，1，2…)；若此关系为距离，则x＝nλ＋Δx(n＝0，1，2…)．,考点阐释,考点三 机械波的多解问题,1．(2013高考重庆卷)一列简谐横波沿直线传播，某时刻该列波上正好经过平衡位置的两质点相距6 m，且这两质点之间的波峰只有一个，则该简谐波可能的波长为( ) A．4 m、6 m和8 m B．6 m、8 m和12 m C．4 m、6 m和12 m D．4 m、8 m和12 m,,题组设计,解析,答案,C,考点三 机械波的多解问题,2．(2013高考天津卷)(多选)一列简谐横波沿直线传播，该直线上平衡位置相距9 m的a、b两质点的振动图象如图所示，下图中描述该波的图象可能正确的是 ( ),,题组设计,解析,答案,AC,考点三 机械波的多解问题,,,题组设计,解析,考点三 机械波的多解问题,求解波的多解问题的一般步骤 (1)根据初、末两时刻的波形图确定传播距离与波长的关系通式． (2)根据题设条件判断是唯一解还是多解．,规律总结,考点三 机械波的多解问题,1．波的干涉中振动加强点和减弱点的判断 某质点的振动是加强还是减弱，取决于该点到两相干波源的距离之差Δr. (1)当两波源振动步调一致时 若Δr＝nλ(n＝0，1，2，…)，则振动加强；,考点四 波的干涉、衍射、多普勒效应,考点阐释,2．波的衍射现象是指波能绕过障碍物继续传播的现象，产生明显衍射现象的条件是缝、孔的宽度或障碍物的尺寸跟波长相差不大或者小于波长． 3．多普勒效应的成因分析 (2)当波源与观察者相互靠近时，观察者接收到的频率变大，当波源与观察者相互远离时，观察者接收到的频率变小．,考点阐释,考点四 波的干涉、衍射、多普勒效应,题组一 波的干涉现象 1.如右图所示为两列相 干水波在t＝0时刻的叠 加情况，其中实线表示 波峰，虚线表示波谷． 若两列波的振幅均保持5 cm不变，波速和波长分别为1 m/s和0.5 m，C点是BD连线的中点．则下列说法正确的是( ),A、B、C、D点振动始终加强，选项A、B错误；t＝0时刻，A、B两点的竖直高度差为20 cm，选项C错误；波动周期T＝λ/v＝0.5 s，在t＝0至t＝0.25 s的时间内，B点通过的路程为20 cm，选项D正确．,题组设计,解析,答案,D,考点四 波的干涉、衍射、多普勒效应,A．A、D点振动始终加强，B点振动始终减弱 B．C点始终保持静止不动 C．t＝0时刻，A、B两点的竖直高度差为10 cm D．在t＝0至t＝0.25 s的时间内，B点通过的路程为20 cm,题组设计,考点四 波的干涉、衍射、多普勒效应,题组二 波的衍射现象 2.如右图所示为观察水面 波衍射的实验装置，AC和 BD是两块挡板，AB是一个 小孔，O是波源，图中已画 出波源所在区域波的传播情况，每两条相邻波纹(图中曲线)之间的距离表示一个波长，则对波经过孔后的传播情况，下列描述不正确的是( ),由题图可以看出，孔AB尺寸与波长相差不大，因只有缝、孔的宽度或障碍物的尺寸跟波长相差不多，或者比波长更小时，才能观察到明显的衍射现象，A、C正确；,题组设计,解析,答案,D,考点四 波的干涉、衍射、多普勒效应,A．此时能明显观察到波的衍射现象 B．挡板前后波纹间距相等 C．如果将孔AB扩大，有可能观察不到明显的衍射现象 D．如果孔的大小不变，使波源频率增大，能更明显地观察到衍射现象,,题组设计,解析,考点四 波的干涉、衍射、多普勒效应,题组三 多普勒效应的理解 3．a为声源，发出声波；b为接收者，接收a发出的声波．若a、b运动，且只限于沿两者连线方向上，则下列说法正确的是( ) A．a静止，b向a运动，则b接收到的声频比a发出的高 B．a、b向同一方向运动，则b接收到的声频一定比a发出的高 C．a、b向同一方向运动，则b接收到的声频一定比a发出的低 D．a、b都向相互背离的方向运动，则b接收到的声频比a发出的高,根据多普勒效应知，当声源与接收者相向运动时，接收者接收到的声频增大，A正确；a、b向同一方向运动，但速度的大小未知，声源与接收者之间的距离是增大还是减小不能确定，B、C错误；a、b都向相互背离的方向运动，接收者接收到的声频减小，D错误．,题组设计,解析,答案,A,考点四 波的干涉、衍射、多普勒效应,,,,本节课的重点、难点是机械波的形成及波动和振动两种图象问题综合分析．复习中抓住以下几点： 1．“一个公式两点注意”： (2)机械波的频率由波源决定与介质无关． (3)波由一种介质进入另一种介质时，f不变，v、λ改变．,■名师微点拨…………………………………………,,,,2．图象问题的“五个易错”： (1)不理解振动图象与波的图象的区别． (2)误将振动图象看做波的图象或将波的图象看做振动图象． (3)不知道波传播过程中任意质点的起振方向与波源的起振方向相同． (4)不会区分波的传播位移和质点的振动位移． (5)误认为质点随波迁移． 3．干涉和衍射的“两点提醒” (1)加强点只是振幅增大，并非任一时刻位移都大． (2)衍射不需要条件、只有明显衍射才有条件．,