【優(yōu)化方案】浙江省高考物理總復習 第11章第二節(jié) 機械波課件 大綱人教

第二節(jié)機械波

課堂互動講練經典題型探究知能優(yōu)化演練第二節(jié)機械波基礎知識梳理基礎知識梳理一、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)質點不隨波遷移．波源介質能量垂直相同波源3．波速v、波長λ和頻率f、周期T的關系公式：v＝＝λf機械波的速度大小由_____決定，與機械波的頻率無關．三、機械波的圖象1．圖象：在平面直角坐標系中，用橫坐標表示介質中各質點的_________，用縱坐標表示某一時刻各質點偏離平衡位置的______，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．介質平衡位置位移2．物理意義：某一時刻介質中各質點相對__________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________時，才會發(fā)生明顯的衍射現(xiàn)象．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，介質的質點同時參與這幾列波引起的振動，質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，使某些區(qū)域的振動____、某些區(qū)域的振動____，這種現(xiàn)象叫波的干涉．加強減弱(2)條件：兩列波的頻率相同．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．靠近遠離頻率課堂互動講練一、振動圖象與波動圖象的比較波的振動圖象與波動圖象雖然形狀相同，但所研究的對象、意義、特點等有所不同．所以，要掌握兩者的區(qū)別，及在某些情況下兩者的相互轉化．

兩種圖象比較內容振動圖象波動圖象研究對象某一振動質點沿波傳播方向所有質點圖象意義某一質點位移隨時間變化規(guī)律某時刻所有質點相對平衡位置的位移圖象特點圖象信息(1)周期、振幅(2)各時刻質點的位移(3)速度、加速度的方向(1)波長、振幅(2)任意一質點該時刻的位移(3)任意一質點在該時刻加速度的方向圖象變化隨時間推移圖象延續(xù)，但已有形狀不變隨時間推移，圖象沿傳播方向平移一個完整曲線對應橫坐標一個周期一個波長即時應用(即時突破，，小試牛刀刀)1.一列沿著x軸正方向傳傳播的橫波波，在t＝0時刻的波形形如圖11－2－1甲所示．圖圖甲中某質質點的振動動圖象如圖圖乙所示．．質點N的振幅是______m，振動周期期為________s，圖乙表示示質點________(從質點K、L、M、N中選填)的振動圖象象．該波的的波速為________m/s.圖11－2－1解析：從甲、乙圖圖可看出波波長λ＝2.0m，周期T＝4s，振幅A＝0.8m；乙圖中顯顯示t＝0時刻該質點點處于平衡衡位置向上上振動，甲甲圖波形圖圖中，波向向x軸正方向傳傳播，則L質點正在平平衡位置向向上振動，，波速v＝λ/T＝0.5m/s.答案：0.84L0.52．質點振動動方向與波波傳播方向向的互判圖象方法微平移法：沿波的傳播方向將波的圖象進行一微小平移，然后由兩條波形曲線來判斷．例如：波沿x軸正向傳播，t時刻波形曲線如圖中實線所示．將其沿v的方向移動一微小距離Δx，獲得如圖中虛線所示的圖線．可以判定：t時刻質點A振動方向向下，質點B振動方向向上，質點C振動方向向下．“上、下坡”法沿著波的傳播方向看，上坡的點向下振動，下坡的點向上振動，即“上坡下、下坡上”．例如：圖中，A點向上振動，B點向下振動，C點向上振動．逆向描跡法逆著波的傳播方向用鉛筆描波形曲線，筆頭向上動，質點的振動方向向上，筆頭向下動，質點的振動方向就向下.3.波的多解性性問題造成波動問問題多解的的主要因素素有：(1)周期性①時間周期期性：時間間間隔Δt與周期T的關系不明明確．②空間周期期性：波傳傳播距離Δx與波長λ的關系不明明確．(2)雙向性①傳播方向向雙向性：：波的傳播播方向不確確定．②振動方向向雙向性：：質點振動動方向不確確定．(3)波形的隱含含性形成多多值解在波動問題題中，往往往只給出完完整波形的的一部分，，或給出幾幾個特殊點點，而其余余信息均處處于隱含狀狀態(tài)．這樣樣，波形就就有多種情情況，形成成相關波動動問題的多多值解．即時應用(即時突破，，小試牛刀刀)2.(2010年高考安徽徽理綜卷)一列沿x軸正方向傳傳播的簡諧諧橫波，某某時刻的波波形如圖11－2－2所示．P為介質中的的一個質點點，從該時時刻開始的的一段極短短時間內，，P的速度v和加速度a的大小變化化情況是()A．v變小，a變大B．v變小，a變小C．v變大，a變大D．v變大，a變小圖11－2－2解析：選D.由題圖知波波傳播方向向沿x軸正方向，，根據質點點振動方向向與波的傳傳播方向的的關系可知知質點P的速度方向向在該時刻刻開始的一一段極短時時間內沿y軸正方向，，即向該質質點的平衡衡位置運動動，因此P質點速度度增大；；質點P做簡諧運運動，向向平衡位位置運動動，距離離平衡位位置的位位移減小小，所受受回復力力減小，，因此加加速度a減小，即即v變大，a減小，故故只有選選項D正確．2．現(xiàn)象判判斷法：：若某點點總是波波峰與波波峰(或波谷與與波谷)相遇，則則該點為為加強點點；若總總是波峰峰與波谷谷相遇，，則為減減弱點．．不能認認為加強強點的位位移永遠遠最大，，減弱點點的位移移永遠最最?。靡粭l曲曲線將加加強點連連接起來來，這條條曲線上上的點都都是加強強點；把把減弱點點用曲線線連接起起來，曲曲線上的的點都是是減弱點點．加強強點與減減弱點之之間各質質點的振振幅介于于加強點點與減弱弱點的振振幅之間間．即時應用用(即時突破破，小試試牛刀)3.(2011年杭州質量檢檢測)如圖11－2－3所示表示兩列列相干水波某某時刻的波峰峰和波谷位置置，實線表示示波峰，虛線線表示波谷，，相鄰實線與與虛線間的距距離為0.2m，波速為1m/s，在圖示范圍圍內可以認為為這兩列波的的振幅均為1cm，C點是相鄰實線線與虛線間的的中點，則()圖11－2－3A．圖示時刻A、B兩點的豎直高高度差為2cmB．圖示時刻C點正處于平衡衡位置且向水水面上運動C．F點到兩波源的的路程差為零零D．經0.1s，A點的位移為零零解析：選BD.圖示時刻點A、B、D振動加強，A、B間高度差hAB＝4A＝4cm，A、D間高度差為零零；圖示時刻刻點C在水面，根據據上下坡法，，點C由水面向上運運動；圖示時時刻E、F振動減弱，位位移為零，到到兩波源的路路程差為半波波長的奇數(shù)倍倍；波長為0.4m，周期為0.4s，經過時間Δt＝0.1s＝0.25T，兩列波的平平衡位置傳到到A點，則位移為為零．2．波源不動：：觀察者朝向向波源以某一一速度運動，，由于相對速速度增大而使使得單位時間間內通過觀察察者的完全波波的個數(shù)增多多，接收頻率率增大了．同同理可知，當當觀察者背離離波源運動時時，接收頻率率將減小．3．觀察者不動動：波源朝向向觀察者以某某一速度運動動，由于波長長變短，而使使得單位時間間內通過觀察察者的完全波波的個數(shù)增多多，接收頻率率亦增大，同同理可知，當當波源背離觀觀察者運動時時，接收頻率率將減?。磿r應用(即時突破，小小試牛刀)4.站在火車站臺臺上的旅客聽聽到路過火車車鳴笛聲的音音調(注：音調由頻頻率決定，頻頻率大時音調調高，頻率小小時音調低)變化情況，以以下說法正確確的是()A．當火車進站站時，鳴笛聲聲的音調變低低B．當火車進站站時，鳴笛聲聲的音調變高高C．當火車離站站時，鳴笛聲聲的音調變低低D．當火車離站站時，鳴笛聲聲的音調變高高解析：選BC.根據多多普勒勒效應應，火火車進進站時時，波波源向向觀察察者靠靠近，，旅客客聽到到的鳴鳴笛聲聲的音音調變變高；；當火火車離離站時時，旅旅客聽聽到的的鳴笛笛聲的的音調調變低低，故故B、C正確．．經典題型探究題型一波的形成和傳播例1(2009年高考考江蘇蘇卷)在t＝0時刻，，質點點A開始做做簡諧諧運動動，其其振動動圖象象如圖圖11－2－4所示．．質點點A振動的的周期期是________s；t＝8s時，質質點A的運動動沿y軸的__________方向(填“正”或“負”)；質點點B在波的的傳播播方向向上與與A相距16m，已知知波的的傳播播速度度為2m/s，在t＝9s時，質質點B偏離平平衡位位置的的位移移是________cm.圖11－2－4【思路點點撥】振動周周期由由圖象象可直直接得得出，，經過過Δt時間后后A、B兩質點點的振振動情情況需需要根根據波波的傳傳播規(guī)規(guī)律及及波的的周期期性來來判斷斷．【答案】4正10(2009年高考考福建建理綜綜卷)圖11－2－5甲為一一列簡簡諧橫橫波在在t＝0.10s時刻的的波形形圖，，P是平衡衡位置置為x＝1m處的質質點，，Q是平衡衡位置置為x＝4m處的質質點，，圖乙乙為質質點Q的振動動圖象象，則則()題型二波動圖象和振動圖象的綜合問題例2圖11－2－5A．t＝0.15s時，質質點Q的加速速度達達到正正向最最大B．t＝0.15s時，質質點P的運動動方向向沿y軸負方方向C．從t＝0.10s到t＝0.25s，該波波沿x軸正方方向傳傳播了了6mD．從t＝0.10s到t＝0.25s，質點點P通過的的路程程為30cm【解析】由質點點Q的振動動圖象象可知知，t＝0.15s時，Q正處于于最低低點，，加速速度達達到正正向最最大，，選項項A對；t＝0.10s時，Q正處于于平衡衡位置置向下下運動動，故故波是是向左左傳播播的，，所以以t＝0.15s時，質質點P運動方方向沿沿y軸負方方向，，選項項B對；【答案】AB(2010年高高考考四四川川卷卷改改編編題題)一列列簡簡諧諧橫橫波波沿沿直直線線由由A向B傳播播，，A、B相距距0.45m，如如圖圖11－2－6是A處質質點點的的振振動動圖圖象象．．當當A處質質點點運運動動到到波波峰峰位位置置時時，，B處質質點點剛剛好好到到達達