高二物理機(jī)械振動(dòng)和機(jī)械波

高二物理機(jī)械振動(dòng)和機(jī)械波第一頁(yè)，共25頁(yè)。二、復(fù)習(xí)要求（一）．簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)1．需要掌握的知識(shí)與技能（1）要求掌握兩個(gè)簡(jiǎn)諧振動(dòng)模型：（1）彈簧振子，（2）單擺；（2）力學(xué)特征：F=-kx

簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的物體受到恢復(fù)力的大小與位移大小始終正比，方向與位移方向相反；（3）運(yùn)動(dòng)學(xué)特征：位移、速度、加速度、動(dòng)量、沖量；（4）能量特征：動(dòng)能、勢(shì)能、機(jī)械能守恒；簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)過(guò)程力學(xué)、運(yùn)動(dòng)學(xué)、能量各物理量的變化特點(diǎn)，運(yùn)動(dòng)圖像與其對(duì)應(yīng)的過(guò)程分析；（5）單擺的周期公式：T=2；（6）受迫振動(dòng)的頻率，共振及其應(yīng)用；第一頁(yè)第二頁(yè)，共25頁(yè)。2．需要落實(shí)的過(guò)程與方法（1）．運(yùn)動(dòng)過(guò)程對(duì)應(yīng)的物理量：對(duì)應(yīng)練習(xí)教材P961（2）．簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的對(duì)稱性。教材P94例1、P97例1，對(duì)應(yīng)練習(xí)教材P963（3）．單擺的等效加速度。教材P95例2。對(duì)應(yīng)練習(xí)教材P962（4）．利用圖像判斷簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)物理量及物理量的變化。教材P97例2。P98對(duì)應(yīng)練習(xí)1、2、3。第二頁(yè)第三頁(yè)，共25頁(yè)。（二）、機(jī)械波1．需要掌握的知識(shí)與技能（1）機(jī)械波的形成過(guò)程及波長(zhǎng)、周期、波速等概念；（2）波的圖像；（3）波的干涉、衍射；（4）聲波，超聲波及其應(yīng)用；（5）多普勒效應(yīng)。第三頁(yè)第四頁(yè)，共25頁(yè)。2．需要落實(shí)的過(guò)程與方法（1）機(jī)械波的形成過(guò)程，每經(jīng)過(guò)一個(gè)周期波向前推進(jìn)一個(gè)波長(zhǎng)。（2）波的圖像：①已知介質(zhì)質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向，判斷波的傳播方向（或者條件、結(jié)果互換）；②已知t時(shí)刻的波形圖和經(jīng)過(guò)Δt時(shí)間后的波形圖，求波速或波的傳播方向；③已知波在某時(shí)刻的波形圖及其介質(zhì)中某質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)圖像，求波長(zhǎng)、波速或頻率。④已知某時(shí)刻t的波形，求經(jīng)過(guò)Δt時(shí)間后的波形。第四頁(yè)第五頁(yè)，共25頁(yè)。（3）波的特有現(xiàn)象①波的疊加②波的干涉、衍射，波的干涉③波的衍射④聲波(20Hz~20000Hz)、超聲波,多普勒效應(yīng)：考察特點(diǎn)，多以聲波為例進(jìn)行考察，超聲波反射的應(yīng)用和多普勒效應(yīng)的理解。對(duì)多普勒效應(yīng)的理解：a由于波源和觀察者之間有相對(duì)運(yùn)動(dòng)，使觀察者感到波的頻率發(fā)生變化的現(xiàn)象。b．當(dāng)波源和觀察者相對(duì)于介質(zhì)均靜止時(shí)，單位時(shí)間內(nèi)波源發(fā)出的完全波個(gè)數(shù)等于觀察者接收到的完全波的個(gè)數(shù)，即接收頻率等于波源頻率。c.當(dāng)波源相對(duì)于介質(zhì)靜止，觀察者向著（或背離）波源運(yùn)動(dòng)時(shí)，相當(dāng)于波通過(guò)觀察者速度增大[v波相對(duì)觀=v波對(duì)介+v介對(duì)人]（或減?。ㄩL(zhǎng)不變（相對(duì)于慣性系），故單位時(shí)間內(nèi)觀察者接收到的完全波個(gè)數(shù)多于（或少于）波源發(fā)出的完全波的個(gè)數(shù)，即接收頻率大于（或小于）波源頻率。[f=v波相對(duì)觀/]同理，觀察者相對(duì)于介質(zhì)靜止，波源相對(duì)于介質(zhì)運(yùn)動(dòng)時(shí)，接收到的頻率也要發(fā)生變化。d.當(dāng)波源與觀察者相對(duì)于介質(zhì)同時(shí)運(yùn)動(dòng)時(shí)，接收頻率與波源及觀察者相對(duì)介質(zhì)的速度均有關(guān)。第五頁(yè)第六頁(yè)，共25頁(yè)。三、復(fù)習(xí)建議1．復(fù)習(xí)課設(shè)計(jì)指導(dǎo)思想設(shè)置問(wèn)題情境，啟發(fā)學(xué)生思考，討論表述點(diǎn)撥，歸納反饋運(yùn)用（一）基本概念和對(duì)規(guī)律復(fù)習(xí)設(shè)置問(wèn)題情境：彈簧振子模型彈簧振子（二）基本概念和對(duì)規(guī)律運(yùn)用落實(shí)簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的對(duì)稱性。

第六頁(yè)第七頁(yè)，共25頁(yè)。單擺的等時(shí)性機(jī)械波的形成過(guò)程問(wèn)題：第七頁(yè)第八頁(yè)，共25頁(yè)。0`1`2`3`4`5`6`7`8`9`101112131415169`10`11`12`圖a圖b圖c圖6-11第八頁(yè)第九頁(yè)，共25頁(yè)。搭臺(tái)階：（1）若每?jī)蓚€(gè)質(zhì)點(diǎn)間隔為10cm，則波長(zhǎng)為多少？（2）畫出此時(shí)刻0至8質(zhì)點(diǎn)的位置和運(yùn)動(dòng)方向。（3）若波傳播到第12個(gè)質(zhì)點(diǎn)所用時(shí)間2s，T=?v=?第九頁(yè)第十頁(yè)，共25頁(yè)。及時(shí)反饋落實(shí)例1．在某介質(zhì)中，質(zhì)點(diǎn)O在t＝0時(shí)刻由平衡位置開始向上振動(dòng)。經(jīng)0.1s第一次向上振動(dòng)到最大位移處。同時(shí)，產(chǎn)生的橫波水平向右傳播了50cm。在O點(diǎn)右側(cè)有一點(diǎn)P，與O點(diǎn)相距8m。求：（1）這列波的周期和波長(zhǎng)各是多少；（2）這列橫波的波速；（3）波動(dòng)傳播到P點(diǎn)，P點(diǎn)剛開始振動(dòng)時(shí)的速度方向；（4）從O點(diǎn)開始振動(dòng)到P點(diǎn)第一次到達(dá)波峰位置所需時(shí)間？第十頁(yè)第十一頁(yè)，共25頁(yè)。例2．在均勻介質(zhì)中，各質(zhì)點(diǎn)的平衡位置在同一直線上，相鄰兩質(zhì)點(diǎn)的距離均為s，如圖6－10甲所示。振動(dòng)從質(zhì)點(diǎn)1開始向右傳播，質(zhì)點(diǎn)1開始運(yùn)動(dòng)時(shí)的速度方向向上。經(jīng)過(guò)時(shí)間t，前13個(gè)質(zhì)點(diǎn)第一次形成如圖6－10乙所示的波形。關(guān)于這列波的周期和波速有如下說(shuō)法，其中正確的是（）A．這列波的周期B．這列波的周期C．這列波的傳播速度D．這列波的傳播速度第十一頁(yè)第十二頁(yè)，共25頁(yè)。圖6-1012345678910111213甲乙圖6-1012345678910111213甲乙第十二頁(yè)第十三頁(yè)，共25頁(yè)。波動(dòng)圖像（1）波動(dòng)圖像和振動(dòng)圖像的關(guān)系問(wèn)題：圖6－21甲為一列波在某時(shí)刻的波形圖，圖6－21乙為此波中平衡位置坐標(biāo)為10cm的質(zhì)點(diǎn)從該時(shí)刻起的振動(dòng)圖象，則：（1）此波的波長(zhǎng)為

；（2）振幅為

；（3）周期為

；（4）此波沿

方向傳播；波速為

；（5）圖6－21甲中P點(diǎn)從圖示時(shí)刻開始經(jīng)過(guò)

s第一次回到平衡位置。經(jīng)過(guò)T/8波推進(jìn)/8－44圖6-21x/cmy/cm0P-0.0451017.50.04甲t/sy/cm0P0.01乙0.020.03第十三頁(yè)第十四頁(yè)，共25頁(yè)。（04高考題）一列簡(jiǎn)諧橫波沿x軸負(fù)方向傳播，圖1是t=1s時(shí)的波形圖，圖2是波中某振動(dòng)質(zhì)元位移隨時(shí)間變化的振動(dòng)圖線(兩圖用同一時(shí)間起點(diǎn))，則圖2可能是圖1中哪個(gè)質(zhì)元的振動(dòng)圖線？（）A

A．x=0處的質(zhì)元；B．x=1m處的質(zhì)元；

C．x=2m處的質(zhì)元；D．x=3m處的質(zhì)元。x/m圖1Oy/m123456圖2Ot/sy/m123456第十四頁(yè)第十五頁(yè)，共25頁(yè)。波動(dòng)的空間概念及多值性問(wèn)題：一列簡(jiǎn)諧橫波沿一直線在空間傳播，某一時(shí)刻直線上相距為d的A、B兩點(diǎn)均處在位移為零的位置，且A、B之間僅有一個(gè)波峰，若經(jīng)過(guò)時(shí)間t，質(zhì)點(diǎn)B恰好到達(dá)波峰位置.(1)畫出波形圖，確定A、B的可能位置；（2）波傳播的周期可能是多少？（3）該波的波速可能值是多少？第十五頁(yè)第十六頁(yè)，共25頁(yè)。

(04全國(guó)高考題)如圖，一簡(jiǎn)諧橫波在x軸上傳播，軸上a、b兩點(diǎn)相距12m。t

＝0時(shí)a點(diǎn)為波峰，b點(diǎn)為波谷；t

＝0.5s時(shí)，a點(diǎn)為波谷，b點(diǎn)為波峰。則下列判斷中正確的是A．波一定沿x軸正方向傳播（）BB．波長(zhǎng)可能是8mC．周期可能是0.5sD．波速一定是24m/sba0x第十六頁(yè)第十七頁(yè)，共25頁(yè)。（04廣西高考題）一列簡(jiǎn)諧波沿一直線向左運(yùn)動(dòng)，當(dāng)直線上某質(zhì)點(diǎn)a向上運(yùn)動(dòng)到達(dá)最大位移時(shí)，a點(diǎn)右方相距0.15m的b點(diǎn)剛好向下運(yùn)動(dòng)到最大位移處，則這列波的波長(zhǎng)可能是 （）BD A．0.6mB．0.3m C．0.2mD．0.1m左

ab右

第十七頁(yè)第十八頁(yè)，共25頁(yè)。5.波的特性(1)波的疊加問(wèn)題：從一條弦線的兩端，各發(fā)生一如圖6-23所示的脈沖橫波，它們均沿弦線傳播，速度相等，傳播方向相反。已知這兩個(gè)脈沖的波長(zhǎng)均為L(zhǎng)，當(dāng)左邊脈沖的前端到達(dá)弦中的a點(diǎn)時(shí)，右邊脈沖的前端正好到達(dá)與a相距L/2的b點(diǎn)。請(qǐng)畫出此時(shí)弦線上的脈沖波形。ab左右圖6—23第十八頁(yè)第十九頁(yè)，共25頁(yè)。（04年高考題）A、B兩波相向而行，在某時(shí)刻的波形與位置如圖所示.已知波的傳播速度為v，圖中標(biāo)尺每格長(zhǎng)度為L(zhǎng)，在圖中畫出又經(jīng)過(guò)t=7L/v時(shí)的波形.第十九頁(yè)第二十頁(yè)，共25頁(yè)。（2）波的干涉問(wèn)題：如圖6－25所示，S1、S2是振動(dòng)情況完全相同的兩個(gè)機(jī)械波波源，振幅為A，a、b、c三點(diǎn)分別位于S1、S2連線的中垂線上，且ab＝bc。某時(shí)刻a是兩列波的波峰相遇點(diǎn)，c是兩列波的波谷相遇點(diǎn)，則（1）a處質(zhì)點(diǎn)的位移范圍是多少？（2）c處質(zhì)點(diǎn)的位移始終為－2A，對(duì)嗎？（3）b處質(zhì)點(diǎn)的振幅為0，對(duì)嗎？（4）c處質(zhì)點(diǎn)的振幅為2A，對(duì)嗎？圖6-25S1S2abc第二十頁(yè)第二十一頁(yè)，共25頁(yè)。3．在圖6-27中，S1和S2是水面上的兩個(gè)完全相同的上下振動(dòng)的振源。由于它們的振動(dòng)，在水面上產(chǎn)生兩組波長(zhǎng)相同的同心圓形水波。a、b、c是兩振源連線中垂線上的三個(gè)點(diǎn)。而且ab＝bc=λ/2。兩組水波相遇后，a、b、c三點(diǎn)振動(dòng)疊加的情況是：a點(diǎn)的振動(dòng)

，b點(diǎn)的振動(dòng)

，c點(diǎn)的振動(dòng)

。（填“加強(qiáng)”或“減弱”）均加強(qiáng)abcS1S2圖6-27第二十一頁(yè)第二十二頁(yè)，共25頁(yè)。如圖6-28所示，兩列頻率都是30Hz的橫波均以6m/s的速度在同一直線上沿相反方向傳播。在t＝0時(shí)刻，兩列波分別傳播到S1、S2時(shí)，S1、S2都剛從平衡位置開始向上振動(dòng)。S1、S2做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的振幅分別是2cm和1cm。在S1、S2之間有一點(diǎn)A。S1A=2.95m，S2A＝4.25m，當(dāng)兩列波都傳播到A點(diǎn)后，A點(diǎn)的振幅是多少？1cmS1S2A圖6-28第二十二頁(yè)第二十三頁(yè)，共25頁(yè)。（3）聲波和多普勒效應(yīng)①聲納（水聲測(cè)位移）向水中發(fā)出的超聲波，遇到障礙物（如魚群、潛艇、礁石等）后被反射，測(cè)出發(fā)出超聲波到接收到反射波的時(shí)間及方向，即可算出障礙物的方位，；雷達(dá)則向空中發(fā)射電磁波，遇到障礙物后被反射，同樣根據(jù)發(fā)射電磁波到接收到反射波的時(shí)間及方向，即可算出障礙物的方位。超聲波與電磁波相比較，下列說(shuō)法正確的是（）DA.超聲波和電磁波在傳播時(shí)，都向外傳遞能量，但超聲波不能傳遞信息B.這兩種波都可以在介質(zhì)中傳播，也可以在真空中傳播C.在真空中傳播的速度與在其他介質(zhì)中傳播的速度相比較，這兩種波在空氣中傳播時(shí)具有較大的傳