高考物理一輪復(fù)習(xí)第13章機(jī)械振動(dòng)與機(jī)械波光電磁波與相對(duì)論第2講機(jī)械波課件新人教版.ppt

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機(jī)械振動(dòng)與機(jī)械波 光 電磁波與相對(duì)論,第 十三 章,第2講 機(jī)械波,知識(shí)梳理自測(cè),1．機(jī)械波的形成條件 (1)有發(fā)生機(jī)械振動(dòng)的波源。 (2)有傳播介質(zhì)，如空氣、水等。 2．傳播特點(diǎn) (1)機(jī)械波傳播的只是振動(dòng)的________和________，質(zhì)點(diǎn)只在各自的平衡位置附近做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)，并不隨波________。 (2)介質(zhì)中各質(zhì)點(diǎn)的振幅相同，振動(dòng)周期和頻率都與________振動(dòng)周期和頻率相同。 (3)一個(gè)周期內(nèi)，質(zhì)點(diǎn)完成一次全振動(dòng)，通過的路程為_______，位移為零。,機(jī)械波,形式,能量,遷移,波源的,4A,3．機(jī)械波的分類 (1)橫波：質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向與波的傳播方向相互________的波，有________ (凸部)和________(凹部)。 (2)縱波：質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向與波的傳播方向在__________上的波，有________和________。,垂直,波峰,波谷,同一直線,密部,疏部,1．橫波的圖象 (1)坐標(biāo)軸：橫軸表示各質(zhì)點(diǎn)的____________，縱軸表示該時(shí)刻各質(zhì)點(diǎn)的________。 (2)意義：表示在波的傳播方向上，某時(shí)刻各質(zhì)點(diǎn)離開___________的位移。 (3)圖象,橫波的圖象,平衡位置,位移,平衡位置,(4)應(yīng)用 ①直接讀取________和________，以及該時(shí)刻各質(zhì)點(diǎn)的________。 ②確定某時(shí)刻各質(zhì)點(diǎn)加速度和速度的________，并能比較大小。 ③結(jié)合波的傳播方向可確定各質(zhì)點(diǎn)的___________或由各質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向確定波的___________。,振幅A,波長(zhǎng)λ,位移,方向,振動(dòng)方向,傳播方向,2．波長(zhǎng)、波速、頻率及其關(guān)系 (1)波長(zhǎng)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)波速v：波在介質(zhì)中的傳播速度，由________本身的性質(zhì)決定。 (3)頻率f：由波源決定，等于波源的____________。 (4)波長(zhǎng)、波速和頻率的關(guān)系 ①v＝________；②v＝__________。,相同,介質(zhì),振動(dòng)頻率,λf,1．波的疊加： 觀察兩列波的疊加過程可知：幾列波相遇時(shí)，每列波都能夠保持各自的狀態(tài)繼續(xù)傳播而不_____________，只是在重疊的區(qū)域里，質(zhì)點(diǎn)同時(shí)參與這幾列波引起的振動(dòng)，質(zhì)點(diǎn)的位移等于這幾列波單獨(dú)傳播時(shí)引起的______________。,波特有的現(xiàn)象,互相干擾,位移的矢量和,2．波的干涉和衍射：,相同,尺寸,干涉圖樣,繞過障礙物,3．多普勒效應(yīng)： (1)定義：由于波源和觀察者之間有____________，使觀察者感受到波的頻率____________的現(xiàn)象。 (2)實(shí)質(zhì)：聲源頻率________，觀察者接收到的頻率______________。 (3)規(guī)律： ①波源與觀察者如果相互靠近，觀察者接收到的______________； ②波源與觀察者如果相互遠(yuǎn)離，觀察者接收到的______________； ③波源和觀察者如果相對(duì)靜止，觀察者接收到的頻率________波源的頻率。,相對(duì)運(yùn)動(dòng),發(fā)生變化,不變,發(fā)生變化,頻率增大,頻率減小,等于,思維診斷： (1)在水平方向傳播的波為橫波。( ) (2)在機(jī)械波中各質(zhì)點(diǎn)不隨波的傳播而遷移。( ) (3)通過波的圖象可以找出任一質(zhì)點(diǎn)在任意時(shí)刻的位移。( ) (4)機(jī)械波在傳播過程中，各質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)的周期、起振方向都相同。( ) (5)機(jī)械波在一個(gè)周期內(nèi)傳播的距離就是振幅的4倍。( ) (6)波速表示介質(zhì)中質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)的快慢。( ) (7)兩列波在介質(zhì)中疊加，一定產(chǎn)生干涉現(xiàn)象。( ) (8)一切波都能發(fā)生衍射現(xiàn)象。( ) (9)多普勒效應(yīng)說明波源的頻率發(fā)生變化。( ),×,√,×,√,×,×,×,√,×,D,[解析] 由圖知a、b兩點(diǎn)之間的距離為一個(gè)波長(zhǎng)，a、b兩點(diǎn)振動(dòng)開始時(shí)刻相差一個(gè)周期，選項(xiàng)AB錯(cuò)誤；由波是向右傳播的，知選項(xiàng)C錯(cuò)誤，D正確。,C,[解析] 波在傳播過程中，機(jī)械波的振幅與波源振動(dòng)的振幅相等，故A錯(cuò)誤；在波傳播過程中各質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)周期均與波源振動(dòng)的周期相同，故B錯(cuò)誤；每個(gè)質(zhì)點(diǎn)都在重復(fù)波源的振動(dòng)，因此質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)頻率和波源的振動(dòng)頻率相同，故C正確；振動(dòng)速度與波的傳播速度不相同，故D錯(cuò)誤。,A．這列波的波長(zhǎng)為4m B．波中每個(gè)質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)周期為4s C．若已知波沿x軸正向傳播，則此時(shí)質(zhì)點(diǎn)a向下振動(dòng) D．若已知質(zhì)點(diǎn)b此時(shí)向上振動(dòng)，則波沿x軸負(fù)向傳播 E．在半個(gè)周期內(nèi)，質(zhì)點(diǎn)a的位移為零,ACE,[解析] 由圖知波長(zhǎng)為4m，選項(xiàng)A正確；振動(dòng)周期無法求解，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；若波沿x正向傳播，則此時(shí)質(zhì)點(diǎn)a向下振動(dòng)，選項(xiàng)C正確；若質(zhì)點(diǎn)b向上振動(dòng)，則此波沿x軸正向傳播，選項(xiàng)D錯(cuò)誤；半個(gè)周期后，質(zhì)點(diǎn)a會(huì)再次回到平衡位置，位移為零，選項(xiàng)E正確。,[解析] 根據(jù)多普勒效應(yīng)，當(dāng)觀察者與聲源相互靠近時(shí)，觀察者接收到的頻率大于聲源發(fā)出的頻率；當(dāng)觀察者與聲源相互遠(yuǎn)離時(shí)，觀察者接收到的頻率小于聲源發(fā)出的頻率，故A、C錯(cuò)誤，B、D正確。,BD,核心考點(diǎn)突破,機(jī)械波的傳播與圖象,3．波的傳播方向與質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向的判斷方法,解題導(dǎo)思：(1)當(dāng)波傳到P點(diǎn)時(shí)，P點(diǎn)開始離開平衡位置___________；波源O恰好處于波峰位置，說明O、F兩質(zhì)點(diǎn)之間的距離等于________。 (2)再經(jīng)過5s，平衡位置在Q處的質(zhì)點(diǎn)第一次處于波峰位置，說明波從P點(diǎn)傳播到Q點(diǎn)所用時(shí)間為________________。,向上振動(dòng),答案：(1)1.33m (2)1.25m,A．波速為4m/s B．波的頻率為1.25Hz C．當(dāng)波傳到x＝10m處時(shí)，該處的質(zhì)點(diǎn)向y軸正方向運(yùn)動(dòng),〔類題演練 1 〕,BCE,D．t＝1.2s時(shí)，x軸坐標(biāo)為11m的質(zhì)點(diǎn)恰好位于波谷 E．t＝1.2s時(shí)，x軸坐標(biāo)為15m的質(zhì)點(diǎn)恰好位于波峰,A．該列波的傳播速度為20m/s B．在0～1.2s內(nèi)質(zhì)點(diǎn)P經(jīng)過的路程為2.4m C．t＝0.6s時(shí)質(zhì)點(diǎn)P的速度方向沿y軸正方向 D．t＝0.7s時(shí)質(zhì)點(diǎn)P位于波谷 E．質(zhì)點(diǎn)P的振動(dòng)方程是y＝10sin5πt(cm),〔類題演練 2 〕,ADE,兩種圖象的比較,波動(dòng)圖象與振動(dòng)圖象綜合,A．該波沿＋x方向傳播，波速為1m/s B．質(zhì)點(diǎn)a經(jīng)4s振動(dòng)的路程為4m,D,C．此時(shí)刻質(zhì)點(diǎn)a的速度沿＋y方向 D．質(zhì)點(diǎn)a在t＝2s時(shí)速度為零,解題導(dǎo)思：(1)如何分析波的傳播速度、質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)路程？ (2)如何確定波動(dòng)圖象上各質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向？,[解析] 從題圖乙看出，質(zhì)點(diǎn)b從0時(shí)刻起由平衡位置向上振動(dòng)，結(jié)合題圖甲可判斷出波沿－x方向傳播，A錯(cuò)誤。質(zhì)點(diǎn)a從0時(shí)刻由平衡位置向－y方向振動(dòng)，C錯(cuò)誤。從圖乙看出，各質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)周期T＝8s，在t＝2s時(shí)，質(zhì)點(diǎn)a運(yùn)動(dòng)到負(fù)方向最大位移處，瞬時(shí)速度為零，D正確。經(jīng)過4s，質(zhì)點(diǎn)a運(yùn)動(dòng)半個(gè)周期，路程s＝2A＝1m，B錯(cuò)誤。,C．該列波的波速為0.5m/s D．t＝1.5s時(shí)A、B兩質(zhì)點(diǎn)的位移相同 E．t＝1.5s時(shí)A、B兩質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)速度方向相同,ACE,A．波中質(zhì)點(diǎn)在一個(gè)周期內(nèi)通過的路程為8cm B．該列波的波長(zhǎng)為4m,,,〔類題演練 3 〕,ABE,A．這列波的波長(zhǎng)是8m，周期是0.2s，振幅是10cm B．在t＝0時(shí)，質(zhì)點(diǎn)Q向y軸正方向運(yùn)動(dòng) C．從t＝0到t＝0.25s，該波沿x軸負(fù)方向傳播了6m D．從t＝0到t＝0.25s，質(zhì)點(diǎn)P通過的路程為30cm E．質(zhì)點(diǎn)Q簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的表達(dá)式為y＝0.10sin10πt(m),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：波傳播距離Δx與波長(zhǎng)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,如：a.質(zhì)點(diǎn)達(dá)到最大位移處，則有正向和負(fù)向最大位移兩種可能。 b．質(zhì)點(diǎn)由平衡位置開始振動(dòng)，則起振方向有向上、向下(或向左、向右)兩種可能。 c．只告訴波速不指明波的傳播方向，應(yīng)考慮沿兩個(gè)方向傳播的可能，即沿x軸正方向或沿x軸負(fù)方向傳播。 d．只給出兩時(shí)刻的波形，則有多次重復(fù)出現(xiàn)的可能。 (3)波形的隱含性形成多解 在波動(dòng)問題中，往往只給出完整波形的一部分，或給出幾個(gè)特殊點(diǎn)，而其余信息均處于隱含狀態(tài)。這樣，波形就有多種情況，形成波動(dòng)問題的多解性。,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)求波傳播的可能距離； (2)求可能的周期； (3)求可能的波速； (4)若波速是35m/s，求波的傳播方向； (5)若0.2s小于一個(gè)周期時(shí)，求傳播的距離、周期、波速。,〔類題演練 4 〕,BCD,波的干涉中振動(dòng)加強(qiáng)點(diǎn)和減弱點(diǎn)的判斷 (1)圖象法：在某時(shí)刻的波形圖上，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)，各加強(qiáng)點(diǎn)或減弱點(diǎn)各自連接而成以兩波源為中心向外輻射的連線，形成加強(qiáng)線和減弱線，兩種線互相間隔，這就是干涉圖樣，加強(qiáng)點(diǎn)與減弱點(diǎn)之間各質(zhì)點(diǎn)的振幅介于加強(qiáng)點(diǎn)與減弱點(diǎn)的振幅之間。,波的干涉、衍射、多普勒效應(yīng),BC,,〔類題演練 5 〕,A,[解析] 由多普勒效應(yīng)可知，若聲波波源遠(yuǎn)離觀察者，則觀察者接收到的聲波頻率減小，A錯(cuò)誤；聲波擊碎玻璃杯是因?yàn)槁暡l率與玻璃杯的固有頻率相同，發(fā)生共振導(dǎo)致玻璃杯破碎，B正確；由于光波和無線電波都屬于電磁波，不依靠介質(zhì)傳播，它們?cè)谒袀鞑r(shí)會(huì)有損耗，超聲波是機(jī)械波，可以在介質(zhì)中傳播，所以超聲波在水中傳播的距離比光波和無線電波在水中傳播的距離遠(yuǎn)得多，C正確；“聞其聲而不見其人”是聲波的衍射現(xiàn)象，D正確。,