第三章 機械波【復(fù)習(xí)課件】-2020-2021學(xué)年高二物理單元復(fù)習(xí)一遍過（新教材人教版選擇性必修第一冊）

1、2020-20212020-2021學(xué)年高二物理單元復(fù)習(xí)一遍過（新教材人教版必修第一冊）學(xué)年高二物理單元復(fù)習(xí)一遍過（新教材人教版必修第一冊） 物理教 師：金 上 機械振動機械振動 物體在附近所做的叫機械振動機械振動 機械波的形成：機械波的形成：波源振動帶動與它相鄰的質(zhì)點發(fā)生振動，并依次帶動離波 源更遠的質(zhì)點振動，只是后一質(zhì)點的振動比前一質(zhì)點的振動遲一些于是 波源的振動逐漸傳播出去 機械波的產(chǎn)生條件：機械波的產(chǎn)生條件： (1)要有； (2)要有傳播振動的 機械波可分為橫波和縱波兩類，如下表所示. 定義標識性物理量實物波形 橫波 質(zhì)點的振動方向與波的傳 播方向互相垂直垂直的波 波峰：凸起的最高處

2、波谷：凹下的最低處 縱波 質(zhì)點的振動方向與波的傳 播方向在同一直線同一直線上的波 密部：質(zhì)點分布密集的位置 疏部：質(zhì)點分布稀疏的位置 機械振動在介質(zhì)中傳播，形成機械波 機械波傳播振動形式的同時，也向外傳遞能量和信息. 波形成的原因：以繩波為例(如圖) (1)可以將繩分成許多小部分，每一小部分看做 (2)在無外來擾動之前，各個質(zhì)點排列在同一直線上，各個質(zhì)點所在的位置 稱為各自的 (3)由于外來的擾動，會引起繩中的某一質(zhì)點振動，首先振動的這個質(zhì)點稱 為 (4)由于繩中各質(zhì)點之間存在著相互作用力，作為波源的質(zhì)點就周圍質(zhì) 點振動，并依次帶動鄰近質(zhì)點振動，于是振動就在繩中由近及遠地傳播 橫波橫波 定義：

3、把介質(zhì)質(zhì)點的振動方向跟波的傳播方向的波叫做橫波 (1)在橫波中，凸起的最高處叫做，凹下去的最低處叫做，橫波是 以波峰和波谷這個形式將機械振動傳播出去的，這種波在傳播時呈現(xiàn)出凸 凹相間的波形 (2)橫波是物體的形狀發(fā)生了變化而產(chǎn)生彈力作用所致，故純粹的橫波只能 通過固體傳播 縱波縱波 定義：把介質(zhì)質(zhì)點的振動方向跟波的傳播方向在上的波叫做縱 波 (1)在縱波中，質(zhì)點分布密集的地方叫做，質(zhì)點分布稀疏的地方叫做 縱波在傳播時呈現(xiàn)出疏密相間的波形 (2)在縱波的情況下，物體的各部分經(jīng)常受到壓縮和拉長，也就是說經(jīng)常在 改變自己的體積在體積改變時，固體內(nèi)固然要產(chǎn)生彈力，液體和氣體也 要產(chǎn)生彈力，所以縱波在這

4、三種狀態(tài)的介質(zhì)中都能傳播 波傳播的特點：波傳播的特點： (1)波傳播的是，而介質(zhì)的質(zhì)點并不隨波遷移； (2)波在傳遞運動形式的同時，也傳遞和 (多選)關(guān)于振動與波的關(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 形式 C 離波源遠的質(zhì)點振動較慢 D 波源停止振動時，波立即停止傳播 關(guān)于振動和波的關(guān)系，下列說法正確的是() A 如果波源停止振動，已經(jīng)振動的質(zhì)點將繼續(xù)振動，未振動的質(zhì)點則不 會振動 B 發(fā)聲體在振動時，一定會產(chǎn)生聲波 C 機械波是質(zhì)點隨波遷移，也是振動能量的傳遞 D 波動的過程是質(zhì)點的振動形式及能量

5、由近及遠的傳播過程 (多選)一列橫波沿繩子向右傳播，某時刻繩子形成如圖所示的凹凸形狀， 對此時繩上A、B、C、D、E、F六個質(zhì)點，有() A 它們的振幅相同 B 其中D和F的速度方向相同 C 其中A和C的速度方向相同 D 從此時起，B比C先回到平衡位置 某地區(qū)地震波中的橫波和縱波傳播速率分別約為4 km/s和9 km/s.一種 簡易地震儀由豎直彈簧振子P和水平彈簧振子H組成(如圖)在一次地震中， 震源在地震儀下方，觀察到兩振子相差5 s開始振動，則() A P先開始振動，震源距地震儀約36 km B P先開始振動，震源距地震儀約25 km C H先開始振動，震源距地震儀約36 km D H先開

6、始振動，震源距地震儀約25 km (多選)關(guān)于機械波的形成，下列說法中正確的是() A 物體做機械振動，一定產(chǎn)生機械波 B 后振動的質(zhì)點總是跟著先振動的質(zhì)點振動，只是時間上落后一步 C 參與振動的質(zhì)點都有相同的頻率 D 機械波是質(zhì)點隨波遷移，也是振動能量的傳遞 下列現(xiàn)象中屬于波的是() A 風(fēng)吹過麥田時形成的滾滾麥浪 B 船駛過平靜的湖面，湖面上形成的水浪 C 團體操中演員們此起彼伏形成的人浪 D 在船搖晃時，船上的乘客都一起左右搖晃 波的圖像描述的是某一時刻介質(zhì)中偏離各自平衡位置的， 由波形圖還可以知道 波長、頻率f和波速v的關(guān)系：. 說明： 波速v由決定； 頻率f由決定； 一列橫波由A介質(zhì)

7、進入B介質(zhì)時，f不變，v發(fā)生變化，導(dǎo)致波長發(fā) 生變化 機械波在同一均勻介質(zhì)中傳播，波的傳播距離s與波速v之間的關(guān) 系為. 波的傳播方向和質(zhì)點振動方向互相判斷的方法有和 波的周期性是指波在上的周期性和上的周期性. 應(yīng)用應(yīng)用s svtvt處理波的傳播類問題處理波的傳播類問題 波速由介質(zhì)的性質(zhì)決定，與波的頻率、質(zhì)點的振幅無關(guān)，在同一種均 勻介質(zhì)中波速為一確定值波速是振動形式勻速傳播出去的速度，可 以用svt來處理有關(guān)波的傳播類問題 聲波在空氣中傳播的速度約為340 m/s，人耳只能區(qū)分相差0.1 s以上 的兩個聲音，人要聽到自己講話的回聲，離障礙物的距離至少要大于( ) A 34 m B 17 m

8、C 100 m D 170 m 波的圖像和振動圖像的綜合問題波的圖像和振動圖像的綜合問題 若問題中同時出現(xiàn)波的圖像，注意以下幾方面： (1)波的圖像與振動圖像外形上很相似，辨別它們時要看圖像的橫坐標 是時間t還是位移x. (2)簡諧波中的所有質(zhì)點都做簡諧運動，它們的振幅、周期均相同 (3)求解兩種圖像結(jié)合問題的技巧是要從一種圖像中找到某一質(zhì)點的振 動信息，再根據(jù)該質(zhì)點的振動信息、題設(shè)條件和相應(yīng)的物理規(guī)律推知 另一種圖像及相關(guān)情況 波的傳播方向和質(zhì)點振動方向的關(guān)系波的傳播方向和質(zhì)點振動方向的關(guān)系 已知質(zhì)點的運動方向，判斷波的傳播方向或與之相反的問題，其判斷的 基本規(guī)律是橫波的形成與傳播的特點，常

9、用以下兩種方法進行分析： (1)帶動法：先振動的質(zhì)點帶動鄰近的后振動的質(zhì)點，在質(zhì)點a靠近振源 一方附近的圖像上另找一點a點若a點在a點上方，則a向上運動，若 a點在a點下方，則a向下運動(如圖3所示)反之，可由質(zhì)點振動方向 判斷波的傳播方向 (2)微平移法：若假設(shè)波沿某方向傳播，將圖像沿波的傳播方向移動一段 距離x(x0.5 s)時的波形能正確反映t37.5 s時波形的是 ( ) A .B C .D 一質(zhì)點做簡諧運動質(zhì)點的位移隨時間變化的規(guī)律如圖所示，則從圖中可 以看出() A 質(zhì)點做簡諧運動的周期為5 s B 質(zhì)點做簡諧運動的振幅為4 cm C t3 s時，質(zhì)點的速度為零 D t3 s時，質(zhì)

10、點沿y軸正向運動 (多選)根據(jù)圖甲、乙所示，分別判斷下列說法正確的是() A 甲是振動圖象，乙是波動圖象 B 甲是波動圖象，乙是振動圖象 C 甲中A質(zhì)點向下振動，乙中B時刻質(zhì)點向下振動 D 甲中A質(zhì)點向上振動，乙中B時刻質(zhì)點向下振動 (多選)關(guān)于振動圖象和波的圖象，以下說法正確的是() A 波的圖象反映出很多質(zhì)點在同一時刻的位移 B 通過波的圖象可以找出任一質(zhì)點在任一時刻的位移 C 從振動圖象可以找出很多質(zhì)點在任一時刻的位移 D 兩種圖象的縱坐標都表示質(zhì)點離開平衡位置的位移 振幅：振幅：振動物體離開平衡位置的 波峰和波谷：波峰和波谷：在橫波中，叫做波峰， 叫做波谷 波的疊加原理波的疊加原理 在

11、幾列波傳播的重疊區(qū)域里，質(zhì)點要同時參與由幾列波引起的， 質(zhì)點的位移等于各列波單獨存在時在該處引起的振動 波的干涉現(xiàn)象波的干涉現(xiàn)象 定義：定義：振動頻率相同、步調(diào)一致的兩列波疊加，使某些區(qū)域的振動加 強，某些區(qū)域的振動減弱，而且振動加強的區(qū)域和振動減弱的區(qū)域相 互隔開，始終穩(wěn)定，這種現(xiàn)象叫做波的干涉 條件：條件：兩列波的頻率相同、步調(diào)一致 波的衍射現(xiàn)象波的衍射現(xiàn)象 定義：定義：波可以繞過障礙物繼續(xù)傳播的現(xiàn)象，叫做波的衍射 波發(fā)生明顯衍射現(xiàn)象的條件：波發(fā)生明顯衍射現(xiàn)象的條件：當(dāng)縫的寬度或障礙物的大小與波長相差 不多或比波長小時，就能發(fā)生明顯的衍射現(xiàn)象 多普勒效應(yīng)多普勒效應(yīng): :由于波源跟觀察者之間

12、有相對運動，使觀察者感受到波的 頻率發(fā)生了變化的現(xiàn)象. 波的疊加波的疊加 波的獨立性：波的獨立性：大量事實證明，幾列波相遇時能保持(頻率、 波長、振動方向等)繼續(xù)傳播，互不影響這就是波的獨立性 波的疊加原理：波的疊加原理：幾列波相遇時在相遇區(qū)域內(nèi)，任一質(zhì)點的位移是各列 波單獨存在時在該點引起的位移的這就是波的疊加原理 波的干涉波的干涉 干涉條件：干涉條件：只要是振動頻率相同、步調(diào)一致(相差恒定)的兩列波疊加 就會產(chǎn)生干涉現(xiàn)象 干涉圖樣的特征干涉圖樣的特征 (1)加強區(qū)和減弱區(qū)的位置固定不變 (2)加強區(qū)始終加強，減弱區(qū)始終減弱(加強區(qū)與減弱區(qū)不隨時間變 化) (3)加強區(qū)與減弱區(qū)互相間隔 波的

13、衍射波的衍射 產(chǎn)生明顯衍射現(xiàn)象的條件產(chǎn)生明顯衍射現(xiàn)象的條件：障礙物或孔的尺寸跟波長相差不多或比波長 小 (1)衍射是波特有的現(xiàn)象，一切波都可以發(fā)生衍射 (2)波的衍射總是存在的，只有“明顯”與“不明顯”的差異，不會出現(xiàn)“不發(fā) 生衍射現(xiàn)象”的說法 (3)波傳到小孔(障礙物)時，小孔(障礙物)仿佛是一個新波源，由它發(fā)出與 原來同頻率的波在孔(障礙物)后傳播，就偏離了直線方向因此，波的直 線傳播只是在衍射不明顯時的近似情況 多普勒效應(yīng)多普勒效應(yīng) 如果波源或觀察者相對于介質(zhì)運動時，使觀察者所接收到的頻率與波源的 振動頻率不同這一效應(yīng)稱為多普勒效應(yīng) (1)波源和觀察者無相對運動時，觀察者接收到的頻率波源

14、的頻率； (2)當(dāng)波源與觀察者相互靠近時，觀察者接收到的頻率波源的頻率； (3)當(dāng)波源與觀察者相互遠離時，觀察者接收到的頻率波源的頻率 (多選)如圖所示，一小型漁港的防波堤兩端MN相距約60 m，在防波堤后 A、B兩處有兩個小船進港躲避風(fēng)浪某次海嘯引起的波浪沿垂直于防波 堤的方向向防波堤傳播，下列說法中正確的有() A 假設(shè)波浪的波長約為10 m，則A、B兩處小船基本上不受波浪影響 B 假設(shè)波浪的波長約為10 m，則A、B兩處小船明顯受到波浪影響 C 假設(shè)波浪的波長約為50 m，則A、B兩處小船基本上不受波浪影響 D 假設(shè)波浪的波長約為50 m，則A、B兩處小船明顯受到波浪影響 (多選)如圖所

15、示是觀察水面波衍射的實驗裝置AC和BD是兩塊擋板， AB是一個孔，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，則關(guān)于波經(jīng)過孔之后的 傳播情況，下列描述中正確的是() A 此時能觀察到波的明顯的衍射現(xiàn)象 B 擋板前后波紋間距離相等 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，能觀察到更明顯的衍射現(xiàn)象 如圖所示，圓形實線是波源O在水槽里產(chǎn)生的水波的波峰，下列說法正確 的是 () A 水波只要進入CAE和DBF區(qū)域就叫波的衍射 B 水波只要進入CAA和DBB區(qū)域就叫波的衍射 C 水波必須充滿CAE和DB

16、F區(qū)域才叫波的衍射 D 水波必須充滿CAA和DBB區(qū)域才叫波的衍射 甲、乙兩列完全相同的橫波，分別從波源A、B兩點沿直線Ox相向傳播， t0時的圖象如圖所示，若兩列波的波速均為1 m/s，則() A t0.2 s時，CD間E、F、G三點的位移最大 B t0.2 s時，CD間只有F點的位移最大 C t0.3 s時，CD間E、G兩點的位移最大 D t0.3 s時，CD間只有F點的位移最大 如圖所示，S1、S2是兩個步調(diào)完全相同的相干波源，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，關(guān)于圖中所標的a、b、 c、d四點，下列說法中正確的是() A d點始終保持靜止不動 B 圖示時

17、刻c點的位移為零 C b點振動始終加強，c點振動始終減弱 D 圖示時刻，b、c兩點的豎直高度差為10 cmEa點振動介于加強點 和減弱點之間 (多選)由兩個完全相同的波源S1與S2發(fā)出的兩列波在某時刻的情況如圖 所示，其中實線表示波峰，虛線表示波谷下列說法正確的是() A 處于波谷與波谷相遇處質(zhì)點振動一定最強 B 處于波峰與波峰相遇處的質(zhì)點振動一定最強 C 振動最強的質(zhì)點的位移始終最大 D 振動最弱的質(zhì)點除了該時刻處于波峰與波谷的交點外，沒有其他質(zhì)點 利用發(fā)波水槽得到的水面波形如圖甲、乙所示，則() A 圖甲、乙均顯示了波的干涉現(xiàn)象 B 圖甲、乙均顯示了波的衍射現(xiàn)象 C 圖甲顯示了波的干涉現(xiàn)象，圖乙顯示了波的衍射現(xiàn)象 D 圖甲顯示了波的衍射現(xiàn)象，圖乙顯示了波的干涉現(xiàn)象 如圖，S1、S2是振幅均為A的兩個水波波源，某時刻它們形成的波峰和 波谷分別由實線和虛線表示則() A 兩列波在相遇區(qū)域發(fā)生干涉 B a處質(zhì)點振動始終減弱，b、c處質(zhì)點振動始終加強 C 此時a、b、c處各質(zhì)點的位移是：xa0，xb2A，xc2A D a、b、c處各質(zhì)點隨著水波飄向遠處 (多選)一頻率為600 Hz的聲源以20 rad/s的角速度沿一半徑為0