高考物理大一輪復(fù)習(xí) 12.2機械波課件 新人教版.ppt

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,,,,,,考點一 波動圖象與波速公式的應(yīng)用,考點二 波動圖象和振動圖象的綜合,考點三 機械波的多解問題,考 點,第十二章 機械振動 機械波 光 電磁波與相對論,高三物理一輪復(fù)習(xí),第2節(jié) 機械波,,考點四 波的干涉、衍射、多普勒效應(yīng),1.(振動和波關(guān)系的理解)(多選)關(guān)于振動和波的關(guān)系，下列說法中正確的是( ) A．振動是波的成因，波是振動的傳播 B．振動是單個質(zhì)點呈現(xiàn)的運動現(xiàn)象，波是許多質(zhì)點聯(lián)合起來呈現(xiàn)的運動現(xiàn)象 C．波的傳播速度就是質(zhì)點振動的速度 D．波源停止振動時，波立即停止傳播,機械波的產(chǎn)生條件是有波源和介質(zhì)．由于介質(zhì)中的質(zhì)點依次帶動由近及遠(yuǎn)傳播而形成波，所以選項A和B正確；波的傳播速度是波形由波源向外伸展的速度，在均勻介質(zhì)中其速度大小不變；而質(zhì)點振動的速度和方向都隨時間周期性地發(fā)生變化，選項C錯誤；波源一旦將振動傳給了介質(zhì)，振動就會在介質(zhì)中向遠(yuǎn)處傳播，當(dāng)波源停止振動時，介質(zhì)仍然繼續(xù)傳播波源振動的運動形式，不會隨波源停止振動而停止傳播，選項D錯誤．,解析,答案,基礎(chǔ)自測,AB,2.(波動圖象的理解) (多選)一列簡諧橫波 在t＝0時刻的波形圖如右圖所示．介質(zhì) 中x＝2 m處的質(zhì)點P沿y軸方向做簡諧運 動的表達(dá)式為y＝10sin 5πt(cm)．關(guān)于 這列簡諧波，下列說法正確的是( ),,基礎(chǔ)自測,解析,答案,CD,A．周期為4.0 s B．振幅為20 cm C．傳播方向沿x軸正向 D．傳播速度為10 m/s,t＝0時刻P點開始向上振動，所以機械波沿x軸正向傳播，C正確．,基礎(chǔ)自測,解析,3．(波的干涉和衍射現(xiàn)象的理解) (2015湖北黃岡七市聯(lián)考)(多選)關(guān)于波的干涉、衍射等現(xiàn)象，下列說法正確的是( ) A．有的波只能發(fā)生干涉現(xiàn)象，有的波只能發(fā)生衍射現(xiàn)象 B．產(chǎn)生干涉現(xiàn)象的必要條件之一，就是兩列波的頻率相等,干涉、衍射是波共有的特性，所以A錯誤．干涉需要滿足兩波頻率相同、波源性質(zhì)相同的條件，B正確．當(dāng)滿足d≤λ時，可產(chǎn)生明顯的衍射現(xiàn)象，C正確．在干涉圖樣中，位移隨時間時刻發(fā)生變化，D錯誤．在多普勒效應(yīng)中，觀測者與波源相互靠近時，接收到的波的頻率大于波源的振動頻率，E正確．,基礎(chǔ)自測,解析,答案,BCE,C．能觀察到明顯的衍射現(xiàn)象的條件是障礙物的尺寸與波長比較相差不多或比波長更小 D．在干涉圖樣中，振動加強區(qū)域的質(zhì)點，其位移始終保持最大；振動減弱區(qū)域的質(zhì)點，其位移始終保持最小 E．當(dāng)觀測者靠近波源時，接收到的波的頻率會大于波源的振動頻率,基礎(chǔ)自測,4．(波動圖象和振動圖象的應(yīng)用)(2014高考安徽卷)一簡諧橫波沿x軸正向傳播，圖甲是t＝0時刻的波形圖，圖乙是介質(zhì)中某質(zhì)點的振動圖象，則該質(zhì)點的x坐標(biāo)值合理的是( ) A．0.5 m B．1.5 m C．2.5 m D．3.5 m,由圖乙可知，t＝0時，質(zhì)點位于y軸負(fù)半軸部分，A、D錯誤．t＝0時，質(zhì)點向y軸負(fù)方向運動，而該簡諧波沿x軸正方向運動，由“上下坡法”可知，B錯誤、C正確．,基礎(chǔ)自測,解析,答案,圖片顯/隱,C,一、機械波 1．機械波的形成條件 (1)有發(fā)生機械振動的_____． (2)有傳播_____ ，如空氣、水等． 2．傳播特點 (1)傳播振動形式、傳遞_____ 、傳遞信息． (2)質(zhì)點不隨波遷移． 3．機械波的分類,教材梳理,垂直,波源,介質(zhì),能量,二、描述機械波的物理量 1．波長λ：在波動中振動相位總是_____的兩個相鄰質(zhì)點間的距離．用“λ”表示． 2．頻率f：在波動中，介質(zhì)中各質(zhì)點的振動頻率都是相同的，都 等于_____的振動頻率． 3．波速v、波長λ和頻率f、周期T的關(guān)系 機械波的速度大小由_____決定，與機械波的頻率無關(guān)．,教材梳理,相同,波源,介質(zhì),三、機械波的圖象 1．圖象：在平面直角坐標(biāo)系中，用橫坐標(biāo)表示介質(zhì)中各質(zhì)點的 _________，用縱坐標(biāo)表示某一時刻各質(zhì)點偏離平衡位置的____，連接各位移矢量的末端，得出的曲線即為波的圖象，簡諧波的圖象是正弦(或余弦)曲線． 2．物理意義：某一時刻介質(zhì)中各質(zhì)點相對_________的位移． 四、波的衍射 1．定義：波可以繞過障礙物繼續(xù)傳播的現(xiàn)象． 2．發(fā)生明顯衍射的條件：只有縫、孔的寬度或障礙物的尺寸跟波長_________ ，或者_(dá)________時，才會發(fā)生明顯的衍射現(xiàn)象．,教材梳理,平衡位置,位移,平衡位置,相差不多,小于波長,五、波的干涉 1．波的疊加原理：幾列波相遇時能保持各自的運動狀態(tài)，繼續(xù)傳播，在它們重疊的區(qū)域里，介質(zhì)的質(zhì)點同時參與這幾列波引起的振動，質(zhì)點的位移等于這幾列波單獨傳播時引起的位移的矢量和． 2．波的干涉 (1)定義：頻率相同的兩列波疊加時，某些區(qū)域的振動_____、某些區(qū)域的振動_____ ，這種現(xiàn)象叫波的干涉． (2)條件：兩列波的頻率相同．,教材梳理,加強,減弱,3．干涉和衍射是波特有的現(xiàn)象，波同時還可以發(fā)生反射、折射． 六、多普勒效應(yīng) 由于波源與觀察者互相_____或者互相_____時，接收到的波的 _____與波源頻率不相等的現(xiàn)象．,教材梳理,靠近,遠(yuǎn)離,頻率,1.波的圖象反映了在某時刻介質(zhì)中的各 質(zhì)點離開平衡位置的位移情況，圖象的 橫軸表示各質(zhì)點的平衡位置，縱軸表示 該時刻各質(zhì)點的位移，如右圖所示． 圖象的應(yīng)用： (1)直接讀取振幅A和波長λ，以及該時刻 各質(zhì)點的位移． (2)確定某時刻各質(zhì)點加速度的方向，并能比較其大?。?考點一 波動圖象與波速公式的應(yīng)用,考點闡釋,(3)結(jié)合波的傳播方向可確定各質(zhì)點的振動方向或由各質(zhì)點的振動方向確定波的傳播方向．,考點闡釋,考點一 波動圖象與波速公式的應(yīng)用,1. (2014高考山東卷)(多選)一列簡諧橫波沿直線傳播．以波源O由平衡位置開始振動為計時零點，質(zhì)點A的振動圖象如圖所示，已知O、A的平衡位置相距0.9 m．以下判斷正確的是( ),,題組設(shè)計,解析,答案,考點一 波動圖象與波速公式的應(yīng)用,AB,A．波長為1.2 m B．波源起振方向沿y軸正方向 C．波速大小為0.4 m/s D．質(zhì)點A的動能在t＝4 s時最大,長λ＝vt＝1.2 m，A正確．振源的起振方向與t＝3 s時質(zhì)點A的振動方向相同，沿y軸正方向，B正確．質(zhì)點A在t＝4 s時位移最大，動能為零，D錯誤．,題組設(shè)計,解析,考點一 波動圖象與波速公式的應(yīng)用,2．(2015河南六市一聯(lián))某波源S發(fā)出一列簡諧橫波，波源S的振動圖象如圖所示．在波的傳播方向上有A、B兩點，它們到S的距離分別為45 m和55 m．測得A、B兩點開始振動的時間間隔為1.0 s．由此可知,,題組設(shè)計,解析,考點一 波動圖象與波速公式的應(yīng)用,(1)波長λ＝________m； (2)當(dāng)B點離開平衡位置的位移為＋6 cm時，A點離開平衡位置的位移是________cm.,(2)由圖知A點離開平衡位置的位移是－6 cm. (1)20 (2)－6,題組設(shè)計,解析,答案,考點一 波動圖象與波速公式的應(yīng)用,判斷波的傳播方向與質(zhì)點的振動方向的三種常見方法 (1)上下坡法：沿波的傳播方向，上坡時質(zhì)點向下振動，下坡時質(zhì)點向上振動，如圖甲所示． (2)同側(cè)法：波形圖上某點表示傳播方向和振動方向的箭頭在圖線同側(cè)，如圖乙所示．,規(guī)律總結(jié),考點一 波動圖象與波速公式的應(yīng)用,,規(guī)律總結(jié),考點一 波動圖象與波速公式的應(yīng)用,振動圖象與波動圖象的比較：,考點二 波動圖象和振動圖象的綜合,考點闡釋,考點闡釋,考點二 波動圖象和振動圖象的綜合,1．(2014高考四川卷)如圖所示，甲為t＝1 s時某橫波的波形圖象，乙為該波傳播方向上某一質(zhì)點的振動圖象，距該質(zhì)點Δx＝0.5 m處質(zhì)點的振動圖象可能是 ( ),,題組設(shè)計,解析,答案,考點二 波動圖象和振動圖象的綜合,A,2．(2014高考新課標(biāo)Ⅱ卷)(多選)圖甲為一列簡諧橫波在t＝0.10 s時刻的波形圖，P是平衡位置在x＝1.0 m處的質(zhì)點，Q是平衡位置在x＝4.0 m處的質(zhì)點；圖乙為質(zhì)點Q的振動圖象．下列說法正確的是( ),由題圖乙可知，在t＝0.10 s時，質(zhì)點Q向y軸負(fù)方向運動，A錯誤．結(jié)合題圖甲、乙可知，波沿x軸負(fù)方向傳播，t＝0.25 s時P處于y軸的負(fù)方向，則其加速度沿y軸的正方向，B正確．由圖甲知波長λ＝8 m，由圖乙知周期T＝0.2 s，則波傳播的速度,題組設(shè)計,解析,答案,BCE,考點二 波動圖象和振動圖象的綜合,A．在t＝0.10 s時，質(zhì)點Q向y軸正方向運動 B．在t＝0.25 s時，質(zhì)點P的加速度方向與y軸正方向相同 C．從t＝0.10 s到t＝0.25 s，該波沿x軸負(fù)方向傳播了6 m D．從t＝0.10 s到t＝0.25 s，質(zhì)點P通過的路程為30 cm E．質(zhì)點Q簡諧運動的表達(dá)式為y＝0.10sin 10πt(國際單位制),,題組設(shè)計,解析,考點二 波動圖象和振動圖象的綜合,“一分、一看、二找”巧解波的圖象與 振動圖象綜合類問題 (1)分清振動圖象與波的圖象．只要看清橫坐標(biāo)即可，橫坐標(biāo)為x則為波的圖象，橫坐標(biāo)為t則為振動圖象． (2)看清橫、縱坐標(biāo)的單位．尤其要注意單位前的數(shù)量級． (3)找準(zhǔn)波的圖象對應(yīng)的時刻． (4)找準(zhǔn)振動圖象對應(yīng)的質(zhì)點．,規(guī)律總結(jié),考點二 波動圖象和振動圖象的綜合,1．造成波動問題多解的主要因素有 (1)周期性： ①時間周期性：時間間隔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振動方向雙向性：質(zhì)點振動方向不確定．,考點三 機械波的多解問題,考點闡釋,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，即找出一個周期內(nèi)滿足條件的關(guān)系Δt或Δx，若此關(guān)系為時間，則t＝nT＋Δt(n＝0，1，2…)；若此關(guān)系為距離，則x＝nλ＋Δx(n＝0，1，2…)．,考點闡釋,考點三 機械波的多解問題,1．(2013高考重慶卷)一列簡諧橫波沿直線傳播，某時刻該列波上正好經(jīng)過平衡位置的兩質(zhì)點相距6 m，且這兩質(zhì)點之間的波峰只有一個，則該簡諧波可能的波長為( ) 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,,題組設(shè)計,解析,答案,C,考點三 機械波的多解問題,2．(2013高考天津卷)(多選)一列簡諧橫波沿直線傳播，該直線上平衡位置相距9 m的a、b兩質(zhì)點的振動圖象如圖所示，下圖中描述該波的圖象可能正確的是 ( ),,題組設(shè)計,解析,答案,AC,考點三 機械波的多解問題,,,題組設(shè)計,解析,考點三 機械波的多解問題,求解波的多解問題的一般步驟 (1)根據(jù)初、末兩時刻的波形圖確定傳播距離與波長的關(guān)系通式． (2)根據(jù)題設(shè)條件判斷是唯一解還是多解．,規(guī)律總結(jié),考點三 機械波的多解問題,1．波的干涉中振動加強點和減弱點的判斷 某質(zhì)點的振動是加強還是減弱，取決于該點到兩相干波源的距離之差Δr. (1)當(dāng)兩波源振動步調(diào)一致時 若Δr＝nλ(n＝0，1，2，…)，則振動加強；,考點四 波的干涉、衍射、多普勒效應(yīng),考點闡釋,2．波的衍射現(xiàn)象是指波能繞過障礙物繼續(xù)傳播的現(xiàn)象，產(chǎn)生明顯衍射現(xiàn)象的條件是縫、孔的寬度或障礙物的尺寸跟波長相差不大或者小于波長． 3．多普勒效應(yīng)的成因分析 (2)當(dāng)波源與觀察者相互靠近時，觀察者接收到的頻率變大，當(dāng)波源與觀察者相互遠(yuǎn)離時，觀察者接收到的頻率變小．,考點闡釋,考點四 波的干涉、衍射、多普勒效應(yīng),題組一 波的干涉現(xiàn)象 1.如右圖所示為兩列相 干水波在t＝0時刻的疊 加情況，其中實線表示 波峰，虛線表示波谷． 若兩列波的振幅均保持5 cm不變，波速和波長分別為1 m/s和0.5 m，C點是BD連線的中點．則下列說法正確的是( ),A、B、C、D點振動始終加強，選項A、B錯誤；t＝0時刻，A、B兩點的豎直高度差為20 cm，選項C錯誤；波動周期T＝λ/v＝0.5 s，在t＝0至t＝0.25 s的時間內(nèi)，B點通過的路程為20 cm，選項D正確．,題組設(shè)計,解析,答案,D,考點四 波的干涉、衍射、多普勒效應(yīng),A．A、D點振動始終加強，B點振動始終減弱 B．C點始終保持靜止不動 C．t＝0時刻，A、B兩點的豎直高度差為10 cm D．在t＝0至t＝0.25 s的時間內(nèi)，B點通過的路程為20 cm,題組設(shè)計,考點四 波的干涉、衍射、多普勒效應(yīng),題組二 波的衍射現(xiàn)象 2.如右圖所示為觀察水面 波衍射的實驗裝置，AC和 BD是兩塊擋板，AB是一個 小孔，O是波源，圖中已畫 出波源所在區(qū)域波的傳播情況，每兩條相鄰波紋(圖中曲線)之間的距離表示一個波長，則對波經(jīng)過孔后的傳播情況，下列描述不正確的是( ),由題圖可以看出，孔AB尺寸與波長相差不大，因只有縫、孔的寬度或障礙物的尺寸跟波長相差不多，或者比波長更小時，才能觀察到明顯的衍射現(xiàn)象，A、C正確；,題組設(shè)計,解析,答案,D,考點四 波的干涉、衍射、多普勒效應(yīng),A．此時能明顯觀察到波的衍射現(xiàn)象 B．擋板前后波紋間距相等 C．如果將孔AB擴大，有可能觀察不到明顯的衍射現(xiàn)象 D．如果孔的大小不變，使波源頻率增大，能更明顯地觀察到衍射現(xiàn)象,,題組設(shè)計,解析,考點四 波的干涉、衍射、多普勒效應(yīng),題組三 多普勒效應(yīng)的理解 3．a(chǎn)為聲源，發(fā)出聲波；b為接收者，接收a發(fā)出的聲波．若a、b運動，且只限于沿兩者連線方向上，則下列說法正確的是( ) A．a(chǎn)靜止，b向a運動，則b接收到的聲頻比a發(fā)出的高 B．a(chǎn)、b向同一方向運動，則b接收到的聲頻一定比a發(fā)出的高 C．a(chǎn)、b向同一方向運動，則b接收到的聲頻一定比a發(fā)出的低 D．a(chǎn)、b都向相互背離的方向運動，則b接收到的聲頻比a發(fā)出的高,根據(jù)多普勒效應(yīng)知，當(dāng)聲源與接收者相向運動時，接收者接收到的聲頻增大，A正確；a、b向同一方向運動，但速度的大小未知，聲源與接收者之間的距離是增大還是減小不能確定，B、C錯誤；a、b都向相互背離的方向運動，接收者接收到的聲頻減小，D錯誤．,題組設(shè)計,解析,答案,A,考點四 波的干涉、衍射、多普勒效應(yīng),,,,本節(jié)課的重點、難點是機械波的形成及波動和振動兩種圖象問題綜合分析．復(fù)習(xí)中抓住以下幾點： 1．“一個公式兩點注意”： (2)機械波的頻率由波源決定與介質(zhì)無關(guān)． (3)波由一種介質(zhì)進(jìn)入另一種介質(zhì)時，f不變，v、λ改變．,■名師微點撥…………………………………………,,,,2．圖象問題的“五個易錯”： (1)不理解振動圖象與波的圖象的區(qū)別． (2)誤將振動圖象看做波的圖象或?qū)⒉ǖ膱D象看做振動圖象． (3)不知道波傳播過程中任意質(zhì)點的起振方向與波源的起振方向相同． (4)不會區(qū)分波的傳播位移和質(zhì)點的振動位移． (5)誤認(rèn)為質(zhì)點隨波遷移． 3．干涉和衍射的“兩點提醒” (1)加強點只是振幅增大，并非任一時刻位移都大． (2)衍射不需要條件、只有明顯衍射才有條件．,