《《全品高考复习方案》2020届高考物理一轮复习课件：第14单元 机械振动与机械波 第36讲 机械波 .ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《《全品高考复习方案》2020届高考物理一轮复习课件：第14单元 机械振动与机械波 第36讲 机械波 .ppt（62页珍藏版）》请在三一文库上搜索。
1、教材知识梳理考点互动探究教师备用习题,一、机械波,机械振动,有波源,有介质,受迫,垂直,平行,二、机械波的描述 1.波长:在波动中,振动相位总是 的两个相邻质点间的距离. 2.频率f:与 的振动频率相等. 3.波速v:波在介质中的传播速度. 4.波速与波长和频率的关系:v= .,相同,波源,f,三、波的图像 1.坐标轴的意义:横坐标表示在波的传播方向上各质点的 ,纵坐标表示某一时刻各质点偏离平衡位置的 . 2.图像的物理意义:某一时刻介质中各质点相对 的位移. 四、波的特性 1.波的干涉 (1)波的叠加:几列波相遇时能够保持各自的运动特征继续传播,质点的位移等于这几列波单独传播时引起的 .,平
2、衡位置,位移,平衡位置,位移的矢量和,(2)波的干涉 定义:频率相同的两列波叠加时,某些区域的振幅 ,某些区域的振幅 的现象. 产生稳定干涉的条件:两列波的 必须相同,两个波源的相位差必须保持 不变. 2.波的衍射 (1)定义:波绕过障碍物继续传播的现象. (2)产生明显衍射现象的条件:障碍物的尺寸或孔(缝)的宽度跟波长 ,或者比波长 .,增大,减小,频率,相差不多,更小,3.多普勒效应 (1)定义:由于波源和观察者之间有相对运动,使观察者接收到的波的频率发生变化的现象. (2)产生条件:波源和观察者之间有 . (3)规律:当波源与观察者相互靠近时,观察者接收到的频率 ;当波源与观察者相互远离
3、时,观察者接收到的频率 .,相对运动,升高,降低,【辨别明理】 (1)在机械波传播过程中,介质中的质点随波的传播而迁移. ( ) (2)通过波的图像可以找出任一质点在任意时刻的位移. ( ) (3)机械波在传播过程中,各质点振动的周期、起振方向都相同.( ) (4)机械波在一个周期内传播的距离就是振幅的4倍. ( ) (5)波速表示介质中质点振动的快慢. ( ),(6)波速v的大小由T、共同决定 ( ) (7)两列波在介质中叠加,一定产生干涉现象. ( ) (8)两列波叠加时,加强区的质点振幅变大,质点一直处于位移最大值处. ( ) (9)一切波都能发生衍射现象. ( ) (10)发生多普勒效
4、应时,波源的真实频率不会发生任何变化.( ),答案 (1)() (2)() (3)() (4)() (5)() (6)() (7)() (8)() (9)() (10)(),考点一 机械波的传播规律,(1)在波动中,振动相位总是相同的两个相邻质点间的距离叫波长. (2)波传到任意一点,该点的起振方向都和波源的起振方向相同. (3)介质中每个质点做的都是受迫振动,所以任一质点的振动频率和周期都和波源相同.因此可以断定:波从一种介质进入另一种介质,由于介质的情况不同,它的波长和波速可能改变,但频率和周期都不会改变.,例1 平衡位置位于原点O的波源发出简谐横波在均匀介质中沿水平x轴传播,P、Q为x轴
5、上的两个点(均位于x轴正半轴上),P与O的距离为35 cm,此距离介于一倍波长与二倍波长之间,已知波源自t=0时刻由平衡位置开始向上振动,周期T=1 s,振幅A=5 cm.当波传到P点时,波源恰好处于波峰位置;此后再经过5 s,平衡位置在Q处的质点第一次处于波峰位置. (1)求P、Q之间的距离; (2)从t=0开始到平衡位置在Q处的质点第一次处于波峰位置,求波源在振动过程中通过的路程.,答案 (1)133 cm (2)125 cm,变式题1 (多选)一振动周期为T、振幅为A、位于x=0处的波源从平衡位置沿y轴正方向开始做简谐振动.该波源产生的简谐横波沿x轴正方向传播,波速为v,传播过程中无能量
6、损失.一段时间后,该振动传播至某质点P,关于质点P振动的说法正确的是 ( ) A.振幅一定为A B.周期一定为T C.开始振动的方向沿y轴正方向或负方向取决于它离波源的距离 D.若P点与波源距离s=vT,则质点P的位移与波源的相同,答案 ABD,变式题2 (多选)2016全国卷 由波源S形成的简谐横波在均匀介质中向左、右传播.波源振动的频率为20 Hz,波速为16 m/s.已知介质中P、Q两质点位于波源S的两侧,且P、Q和S的平衡位置在一条直线上,P、Q的平衡位置到S的平衡位置之间的距离分别为15.8 m、14.6 m.P、Q开始振动后,下列判断正确的是 ( ) A.P、Q两质点运动的方向始终
7、相同 B.P、Q两质点运动的方向始终相反 C.当S恰好通过平衡位置时,P、Q两点也正好通过平衡位置 D.当S恰好通过平衡位置向上运动时,P在波峰 E.当S恰好通过平衡位置向下运动时,Q在波峰,答案 BDE,考点二 波动图像的理解及应用,1.通过图像能直接得到的信息 (1)直接读取振幅A和波长,以及该时刻各质点的位移; (2)确定该时刻各质点加速度的方向,并能比较其大小.,考向一 波动图像的应用,2.波的传播方向与质点振动方向的互判方法,例2 (多选)2018全国卷 一列简谐横波沿x轴正方向传播,在t=0和t=0.20 s时的波形分别如图36-1中实线和虚线所示.已知该波的周期T0.20 s.下
8、列说法正确的是 ( ) A.波速为0.40 m/s B.波长为0.08 m C.x=0.08 m的质点在t=0.70 s时位于波谷 D.x=0.08 m的质点在t=0.12 s时位于波谷 E.若此波传入另一介质中其波速变为0.80 m/s,则它在该介质中的波长为0.32 m,图36-1,答案 ACE,变式题 (多选)一列沿x轴正方向传播的简谐横波,波速为4 m/s.某时刻其波形如图36-2所示,下列说法正确的是 ( ) A.这列波的振幅为2 cm B.这列波的周期为1 s C.此时x=4 m处质点沿y轴负方向运动 D.此时x=4 m处质点的加速度为0 E.从此时开始5 s后x=4 m处的质点沿
9、 y轴负方向运动,图36-2,答案 ADE,考向二 振动图像和波动图像的综合应用,图36-3,答案 (1)18 cm/s x轴负方向 (2)9 cm,变式题 (多选)图36-4甲为一列简谐横波在t=2 s时刻的波形图,图乙为媒质中平衡位置在x=1.5 m处的质点的振动图像,P是平衡位置为x=2 m的质点.下列说法正确的是( ) A.波速为0.5 m/s B.波的传播方向沿x轴正方向 C.02 s时间内,P运动的路程为8 cm D.02 s时间内,P向y轴正方向运动 E.当t=7 s时,P恰好回到平衡位置,图36-4,答案 ACE, 要点总结,考点三 机械波传播过程中的多解问题,1.造成波动问题
10、多解的主要因素 (1)周期性: 时间周期性:时间间隔t与周期T的关系不明确. 空间周期性:波传播距离x与波长的关系不明确. (2)双向性: 传播方向双向性:波的传播方向不确定. 振动方向双向性:质点振动方向不确定.,(3)波形的隐含性形成多解: 在波动问题中,往往只给出完整波形的一部分,或给出几个特殊点,而其余信息均处于隐含状态.这样,波形就有多种情况,形成波动问题的多解性. 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,若此关系为时间关系,则t=nT+t(n=0,1,2,);若此关系为距离关系,则x=n+x(n=0,1,2,).,例4 2015全
11、国卷 甲、乙两列简谐横波在同一介质中分别沿x轴正向和负向传播,波速均为v=25 cm/s.两列波在t=0时的波形曲线如图36-5所示.求: (1)t=0时,介质中偏离平衡位置位移为16 cm的所有质点的x坐标; (2)从t=0开始,介质中最早出现偏离平衡位置位移为-16 cm的质点的时间.,图36-5,答案 (1)x=(50+300n) cm,n=0,1,2, (2)0.1 s,解析 (1)t=0时,在x=50 cm处两列波的波峰相遇,该处质点偏离平衡位置的位移为16 cm,两列波的波峰相遇处的质点偏离平衡位置的位移均为16 cm. 从图线可以看出,甲、乙两列波的波长分别为1=50 cm,2=
12、60 cm 甲、乙两列波波峰的x坐标分别为x1=50+k11,k1=0,1,2, x2=50+k22,k2=0,1,2, 联立可得,介质中偏离平衡位置位移为16 cm的所有质点的x坐标为 x=(50+300n) cm,n=0,1,2,变式题1 (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两质点的振动图像如图36-6所示,则图36-7中描述该波的图像可能正确的是( ),图36-6,图36-7,答案 AC,变式题2 如图36-8所示实线是一列简谐横波在t1=0时刻的波形,虚线是这列波在t2=0.5 s时刻的波形,这列波的周期T满足:3Tt2-t14T. (1)若波速向右,波速
13、多大? (2)若波速向左,波速多大? (3)若波速大小为74 m/s, 波速方向如何?,图36-8,答案 (1)54 m/s (2)58 m/s (3)波向左传播,考点四 波的干涉、衍射、多普勒效应,1.(波的衍射条件的应用)(多选)图36-9中S为在水面上振动的波源,M、N是水面上的两块挡块,其中M板固定,N板可以上下移动,两板中间有一狭缝,此时测得A处水没有振动,为使A处水也能发生振动,可采用的方法是( ) A.使波源的频率增大 B.使波源的频率减小 C.移动N使狭缝的间距增大 D.移动N使狭缝的间距减小 E.波沿直线传播,所以只要A、B的连线不被挡块挡住即可,图36-9,答案 BD,解析
14、使狭缝满足发生明显衍射现象的条件即可,即将狭缝变小或将波长变大,B、D正确.,2.(波的干涉原理)两个相干波源S1、S2产生的波在同一种均匀介质中相遇.图36-10中实线表示波峰,虚线表示波谷,c和f分别为a、e和b、d的中点. (1)在a、b、c、d、e、f六点中,振动加强的点是 ,振动减弱的点是 . (2)若两振源S1和S2振幅相同,此时刻位移 为零的点是 . (3)画出此时刻a、c、e连线上,以a为起点 的一列完整波形,标出e点.,图36-10,答案 (1)a、c、e b、d、f (2)b、c、d、f (3)如图所示,解析 (1)a、e两点分别是波谷与波谷、波峰与波峰相交的点,故此两点为
15、振动加强点;c点处在a、e连线上,且从运动的角度分析a点的振动形式恰沿该线传播,故c点是振动加强点;同理,b、d是振动减弱点,f也是振动减弱点. (2)因为S1、S2振幅相同,振动最强区的振幅为2A,最弱区的振幅为零,此时位移为零的点是b、c、d、f. (3)图中对应时刻a处在两波谷的交点上,即此时刻a在波谷,同理e在波峰,所以对应的波形如图所示.,3.(波的多普勒效应的应用)(多选)如图36-11甲所示,男同学站立不动吹口哨,一位女同学坐在秋千上来回摆动,据图乙,下列关于女同学的感受的说法正确的是 ( ) A.女同学从A向B运动过程中,她感觉哨声音调变高 B.女同学从E向D运动过程中,她感觉
16、哨声音调变高 C.女同学在点C向右运动时,她感觉哨声音调不变 D.女同学在点C向左运动时,她感觉哨声音调变低 E.女同学从B向D运动过程中,她感觉哨声音调变高,图36-11,答案 ADE,1.(多选)2015海南卷 一列沿x轴正方向传播的简谐横波在t=0时刻的波形如图所示,质点P的x坐标为3 m.已知任意振动质点连续2次经过平衡位置的时间间隔为0.4 s.下列说法正确的是 ( ) A.波速为4 m/s B.波的频率为1.25 Hz C.x坐标为15 m的质点在t=0.6 s时恰好位于波谷 D.x坐标为22 m的质点在t=0.2 s时恰好位于波峰 E.当质点P位于波峰时,x坐标为17 m的质点恰
17、好位于波谷,答案 AB,3.(多选)2016四川卷 简谐横波在均匀介质中沿直线传播,P、Q是传播方向上相距10 m的两质点,波先传到P,当波传到Q时开始计时,P、Q两质点的振动图像如图所示,则 ( ) A.质点Q开始振动的方向沿y轴正方向 B.该波从P传到Q的时间可能为7 s C.该波的传播速度可能为2 m/s D.该波的波长可能为6 m,答案 AD,4.(多选)2016上海卷 甲、乙两列横波在同一介质中分别从波源M、N两点沿x轴相向传播,波速为2 m/s,振幅相同;某时刻的图像如图所示,则 ( ) A.甲、乙两波的起振方向相反 B.甲、乙两波的频率之比为32 C.再经过3 s,平衡位置在x=7 m处 的质点振动方向向下 D.再经过3 s,两波源间(不含波源) 有5个质点位移为零,答案 ABD,