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(guò)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(guò)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(guò)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(guò)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(guò)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(shuō)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(guò)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(guò)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(wú)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(shuō)明O、F兩質(zhì)點(diǎn)之間的距離等于________。 (2)再經(jīng)過(guò)5s，平衡位置在Q處的質(zhì)點(diǎn)第一次處于波峰位置，說(shuō)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(guò)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(guò)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(guò)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(guò)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(wèn)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(wèn)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(wèn)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(wèn)題的多解性。,2．解決波的多解問(wèn)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(wú)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(wú)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。,