高考物理復(fù)習(xí)第十一章機(jī)械振動(dòng)機(jī)械波光電磁波第二課時(shí)機(jī)械波市賽課公開課一等獎(jiǎng)省名師獲獎(jiǎng)?wù)n件

第2課時(shí)機(jī)械波1/52一、機(jī)械波1.機(jī)械波形成條件 (1)有發(fā)生機(jī)械振動(dòng)波源。 (2)有傳輸介質(zhì)，如空氣、水等。2.傳輸特點(diǎn) (1)機(jī)械波傳輸只是振動(dòng)______和______，質(zhì)點(diǎn)只在各自平衡位置附近做簡諧運(yùn)動(dòng)，并不隨波______。 (2)介質(zhì)中各質(zhì)點(diǎn)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)，經(jīng)過旅程為______，位移為______。形式能量遷移波源4A零2/523.機(jī)械波分類(1)橫波：質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)方向與波傳輸方向相互______波，有______(凸部)和______(凹部)。(2)縱波：質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)方向與波傳輸方向在___________上波，有______和______。

垂直波峰波谷同一直線密部疏部3/52相同介質(zhì)振動(dòng)頻率λf4/52三、波特有現(xiàn)象1.波疊加

幾列波相遇時(shí)，每列波都能夠__________________繼續(xù)傳輸而不相互干擾，只是重合區(qū)域里，任一個(gè)質(zhì)點(diǎn)總位移等于各列波分別引發(fā)位移_________。2.波干涉和衍射

波干涉波衍射條件兩列波頻率必須______顯著條件：障礙物或孔_____比波長小或相差不多現(xiàn)象形成加強(qiáng)區(qū)和減弱區(qū)相互隔開穩(wěn)定_________波能夠______________或孔繼續(xù)向前傳輸保持各自狀態(tài)矢量和相同尺寸干涉圖樣繞過障礙物5/523.多普勒效應(yīng)(1)條件：聲源和觀察者之間有____________。(2)現(xiàn)象：觀察者感到________發(fā)生改變。(3)實(shí)質(zhì)：聲源頻率________，觀察者接收到頻率________。

相對運(yùn)動(dòng)頻率不變改變6/52四、惠更斯原理1.內(nèi)容：介質(zhì)中任一波面上各點(diǎn)，都能夠看作發(fā)射子波_________，其后任意時(shí)刻，這些子波在波前進(jìn)方向_________就是新波面。2.應(yīng)用：假如知道某時(shí)刻一列波某個(gè)_________位置，還知道波速，利用惠更斯原理能夠得到下一時(shí)刻這個(gè)_________位置，從而確定波傳輸方向。

波源包絡(luò)面波面波面7/52【思索判斷】1.在水平方向傳輸波為橫波(

)2.在機(jī)械波中各質(zhì)點(diǎn)不隨波傳輸而遷移(

)3.經(jīng)過波圖象能夠找出任一質(zhì)點(diǎn)在任意時(shí)刻位移(

)4.機(jī)械波在傳輸過程中，各質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)周期、起振方向都相同(

)5.機(jī)械波在一個(gè)周期內(nèi)傳輸距離就是振幅4倍(

)6.波速表示介質(zhì)中質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)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)說明波源頻率發(fā)生改變(

)10.發(fā)生多普勒效應(yīng)時(shí)，波源發(fā)出頻率不變(

)×√√√×××√×√8/52考點(diǎn)一波形成和傳輸、波圖象(－/b)[關(guān)鍵點(diǎn)突破]1.波動(dòng)圖象信息(如圖所表示)(1)直接讀取振幅A和波長λ，以及該時(shí)刻各質(zhì)點(diǎn)位移。(2)確定某時(shí)刻各質(zhì)點(diǎn)加速度方向，并能比較其大小。(3)結(jié)合波傳輸方向可確定各質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)方向或由各質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)方向確定波傳輸方向。

9/522.波傳輸方向與質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)方向互判方法方法內(nèi)容圖象“上下坡”法沿波傳輸方向，“上坡”時(shí)質(zhì)點(diǎn)向下振動(dòng)，“下坡”時(shí)質(zhì)點(diǎn)向上振動(dòng)“同側(cè)”法波形圖上某點(diǎn)表示傳輸方向和振動(dòng)方向箭頭在圖線同側(cè)“微平移”法將波形沿傳輸方向進(jìn)行微小平移，再由對應(yīng)同一x坐標(biāo)兩波形曲線上點(diǎn)來判斷振動(dòng)方向10/523.振動(dòng)圖象與波圖象比較

振動(dòng)圖象波圖象研究對象一個(gè)質(zhì)點(diǎn)沿波傳輸方向上全部質(zhì)點(diǎn)圖象正(余)弦曲線正(余)弦曲線物理意義某質(zhì)點(diǎn)在各時(shí)刻位移某時(shí)刻各質(zhì)點(diǎn)位移11/52振動(dòng)方向(看下一時(shí)刻位移)(將波沿傳輸方向平移)Δt波形隨時(shí)間推移，圖象延續(xù)，但已經(jīng)有形狀不變隨時(shí)間推移，圖象沿波傳輸方向平移橫坐標(biāo)表示時(shí)間表示各質(zhì)點(diǎn)平衡位置聯(lián)絡(luò)(1)縱坐標(biāo)均表示質(zhì)點(diǎn)位移；(2)縱坐標(biāo)最大值都表示振幅；(3)波在傳輸過程中，各質(zhì)點(diǎn)都在各自平衡位置附近振動(dòng)，每一個(gè)質(zhì)點(diǎn)都有自己振動(dòng)圖象12/52[典例剖析]【例1】

周期為2.0s簡諧橫波沿x軸傳輸，該波在某時(shí)刻圖象如圖所表示，此時(shí)質(zhì)點(diǎn)P沿y軸負(fù)方向運(yùn)動(dòng)，則該波(

)A.沿x軸正方向傳輸，波速v＝20m/sB.沿x軸正方向傳輸，波速v＝10m/sC.沿x軸負(fù)方向傳輸，波速v＝20m/sD.沿x軸負(fù)方向傳輸，波速v＝10m/s13/52答案B14/52【例2】

一列簡諧橫波沿x軸負(fù)方向傳輸，波速v＝4m/s。已知坐標(biāo)原點(diǎn)(x＝0)處質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)圖象如圖所表示。在選項(xiàng)圖中能夠正確表示t＝0.15s時(shí)波形圖是(

)15/52解析由x＝0處質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)圖象可知波周期T＝0.4s，由v＝4m/s，得λ＝vT＝1.6m，x＝0處質(zhì)點(diǎn)在t＝0.15s時(shí)刻運(yùn)動(dòng)情況是在0～0.1m之間某一位置向平衡位置振動(dòng)。所以滿足以上條件波圖象為A項(xiàng)。答案A16/52【方法總結(jié)】波動(dòng)圖象與振動(dòng)圖象綜合問題采取“一分、一看、二找”方法(1)分清振動(dòng)圖象與波動(dòng)圖象。此問題最簡單，只要看清橫坐標(biāo)即可，橫坐標(biāo)為x則為波動(dòng)圖象，橫坐標(biāo)為t則為振動(dòng)圖象。(2)看清橫、縱坐標(biāo)單位。尤其要注意單位前數(shù)量級。(3)找準(zhǔn)波動(dòng)圖象對應(yīng)時(shí)刻。(4)找準(zhǔn)振動(dòng)圖象對應(yīng)質(zhì)點(diǎn)。17/52[針對訓(xùn)練]1.如圖所表示，一列簡諧橫波沿x軸正方向傳輸，從波傳到x＝5mM點(diǎn)時(shí)開始計(jì)時(shí)，已知P點(diǎn)相繼出現(xiàn)兩個(gè)波峰時(shí)間間隔為0.4s，下面說法中錯(cuò)誤是(

)A.這列波波長是4mB.這列波傳輸速度是10m/sC.質(zhì)點(diǎn)Q(x＝9m)經(jīng)過0.5s才第一次抵達(dá)波峰D.M點(diǎn)以后各質(zhì)點(diǎn)開始振動(dòng)時(shí)方向都是向下

18/52答案C19/522.(多項(xiàng)選擇)(·湖州聯(lián)考)圖甲為一列簡諧橫波在t＝2s時(shí)波形圖，圖乙為介質(zhì)中平衡位置在x＝0.5m處質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)圖象，P是平衡位置x＝1m質(zhì)點(diǎn)，以下說法正確是(

)A.波速為0.5m/sB.波傳輸方向向x軸負(fù)方向C.0～2s時(shí)間內(nèi)，P運(yùn)動(dòng)旅程為8cmD.當(dāng)t＝7s時(shí)，P恰好經(jīng)平衡位置向＋y方向運(yùn)動(dòng)

20/52答案

AC21/52考點(diǎn)二波長、頻率和波速(－/c)22/52二、波多解問題1.造成波動(dòng)問題多解主要原因 (1)周期性

①時(shí)間周期性：時(shí)間間隔Δt與周期T關(guān)系不明確。

②空間周期性：波傳輸距離Δx與波長λ關(guān)系不明確。 (2)雙向性 ①傳輸方向雙向性：波傳輸方向不確定。

②振動(dòng)方向雙向性：質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)方向不確定。2.處理波多解問題思緒

普通采取從特殊到普通思維方法，即找出一個(gè)周期內(nèi)滿足條件關(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，…)。

23/52[典例剖析]【例1】

(多項(xiàng)選擇)沿x軸正方向傳輸簡諧橫波，在t＝0時(shí)刻波形如圖所表示。質(zhì)點(diǎn)P位于x＝2cm處，質(zhì)點(diǎn)Q位于x＝6cm處。已知x＝4cm處依次出現(xiàn)兩次波谷時(shí)間間隔為0.4s，則以下判斷正確是(

)A.這列波波長是8cmB.質(zhì)點(diǎn)P和Q位移在任何時(shí)候都相同C.這列波傳輸速度是20cm/sD.x＝4cm處質(zhì)點(diǎn)做簡諧運(yùn)動(dòng)表示式為y＝6sin5πt(cm)24/52答案ACD25/52【例2】

(多項(xiàng)選擇)一列簡諧橫波沿直線傳輸，該直線上平衡位置相距9ma、b兩質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)圖象如圖所表示，以下描述該波圖象可能正確是(

)26/52答案AC27/52[針對訓(xùn)練]1.男女生二重唱中，女高音和男中音頻率、波長和波速分別為f1、λ1、v1和f2、λ2、v2，它們之間關(guān)系是(

)A.f1＞f2，λ1＞λ2，v1＞v2B.f1＜f2，λ1＜λ2，v1＜v2C.f1＞f2，λ1＜λ2，v1＝v2D.以上說法都不正確解析因?yàn)閮陕曇羰峭粋€(gè)機(jī)械波，因而波速相同，A、B均排除；而音調(diào)高即是頻率高，即f1＞f2，再由v＝λf，v相同，f1＞f2，所以λ1＜λ2，因而C正確，D錯(cuò)誤。答案C28/522.(多項(xiàng)選擇)如圖所表示，一列簡諧波沿一直線向左傳輸，當(dāng)直線上某質(zhì)點(diǎn)a向上運(yùn)動(dòng)抵達(dá)最大位移時(shí)，a點(diǎn)右方相距0.15mb點(diǎn)剛好向下運(yùn)動(dòng)到最大位移處，則這列波波長可能是(

)A.0.6m B.0.3m C.0.2m D.0.1mBD29/52考點(diǎn)三波干涉和衍射現(xiàn)象多普勒效應(yīng)惠更斯原理(－/b)[關(guān)鍵點(diǎn)突破]一、波干涉了解1.干涉圖樣及其特點(diǎn)(1)干涉圖樣：如圖所表示30/52(2)特點(diǎn)①加強(qiáng)區(qū)和減弱區(qū)位置固定不變。②加強(qiáng)區(qū)一直加強(qiáng)，減弱區(qū)一直減弱(加強(qiáng)區(qū)與減弱區(qū)不隨時(shí)間改變)③加強(qiáng)區(qū)與減弱區(qū)相互間隔(3)振動(dòng)加強(qiáng)點(diǎn)和減弱點(diǎn)①加強(qiáng)點(diǎn)：振動(dòng)振幅等于兩列波振幅之和，A＝A1＋A2。②減弱點(diǎn)：振動(dòng)振幅等于兩列波振幅之差，A＝|A1－A2|。31/522.加強(qiáng)點(diǎn)和減弱點(diǎn)了解32/52二、多普勒效應(yīng)了解與應(yīng)用1.多普勒效應(yīng)特點(diǎn)(1)發(fā)生多普勒效應(yīng)時(shí)，波源發(fā)出頻率不變，只是觀察者接收到頻率發(fā)生了改變。(2)當(dāng)波源和觀察者之間距離減小時(shí)，觀察者接收到頻率升高，當(dāng)波源和觀察者之間距離增大時(shí)，觀察者接收到頻率降低。

2.多普勒效應(yīng)應(yīng)用依據(jù)聲波多普勒效應(yīng)能夠測定車輛行駛速度；依據(jù)光波多普勒效應(yīng)能夠測定遙遠(yuǎn)天體相對地球運(yùn)行速度。

33/52[典例剖析]【例1】

(多項(xiàng)選擇)如圖所表示，為兩列波在空間相遇疊加，其中實(shí)線代表甲波向右傳輸，虛線代表乙波向左傳輸，則(

)A.A、B點(diǎn)是振動(dòng)加強(qiáng)點(diǎn)B.A、D點(diǎn)是振動(dòng)加強(qiáng)點(diǎn)C.B、E點(diǎn)是振動(dòng)減弱點(diǎn)D.D、F點(diǎn)是振動(dòng)減弱點(diǎn)

34/52解析在A、F點(diǎn)甲波向下振動(dòng)，乙波也向下振動(dòng)，故A、F點(diǎn)是振動(dòng)加強(qiáng)點(diǎn)；同理能夠判斷出在D點(diǎn)甲、乙兩波都向上振動(dòng)，是振動(dòng)加強(qiáng)點(diǎn)；在B、E兩點(diǎn)兩波波峰和波谷相遇，故是振動(dòng)減弱點(diǎn)，故選B、C。答案BC35/52【例2】

(多項(xiàng)選擇)以下關(guān)于多普勒效應(yīng)說法正確是(

)A.只有聲波才能發(fā)生多普勒效應(yīng)B.當(dāng)波源與觀察者相向運(yùn)動(dòng)時(shí)，波源本身頻率不變C.只要聲源在運(yùn)動(dòng)，觀察者聽到聲音音調(diào)就會(huì)變高D.當(dāng)聲源相對觀察者運(yùn)動(dòng)時(shí)，觀察者聽到聲音音調(diào)可能變高，也可能變低解析多普勒效應(yīng)是指當(dāng)波源和觀察者之間有相對運(yùn)動(dòng)時(shí)，觀察者接收到波頻率發(fā)生改變現(xiàn)象，波源本身頻率不會(huì)改變，B正確；聲波和觀察者之間相對遠(yuǎn)離時(shí)觀察者接收到波頻率變低，反之變高，音調(diào)由頻率決定，故C錯(cuò)誤，D正確；在電磁波傳輸中也有這一現(xiàn)象，故A錯(cuò)誤。答案BD36/52【方法總結(jié)】波衍射和波干涉比較內(nèi)容定義現(xiàn)象可觀察到現(xiàn)象條件相同點(diǎn)波衍射波能夠繞過障礙物繼續(xù)傳輸現(xiàn)象波能偏離直線而傳到直線傳輸以外空間縫、孔或障礙物尺寸跟波長相差不多或者小于波長衍射和干涉是波特有現(xiàn)象波干涉頻率相同兩列波疊加，使一些區(qū)域振動(dòng)加強(qiáng)，一些區(qū)域振動(dòng)減弱，而且加強(qiáng)和減弱區(qū)域相間分布現(xiàn)象振動(dòng)強(qiáng)弱相間區(qū)域，一些區(qū)域總是加強(qiáng)，一些區(qū)域總是減弱兩列波頻率相同、相位差恒定37/52[針對訓(xùn)練]1.如圖所表示是兩個(gè)完全相同波源在介質(zhì)中形成波相疊加而發(fā)生干涉示意圖，實(shí)線表示波峰，虛線表示波谷，則以下說法正確是(

)A.A點(diǎn)為振動(dòng)加強(qiáng)點(diǎn)，經(jīng)過半個(gè)周期，這一點(diǎn)振動(dòng)減弱B.B點(diǎn)為振動(dòng)減弱點(diǎn)，經(jīng)過半個(gè)周期，這一點(diǎn)振動(dòng)加強(qiáng)C.C點(diǎn)為振動(dòng)加強(qiáng)點(diǎn)，經(jīng)過半個(gè)周期，這一點(diǎn)振動(dòng)仍加強(qiáng)D.D點(diǎn)為振動(dòng)減弱點(diǎn)，經(jīng)過半個(gè)周期，這一點(diǎn)振動(dòng)加強(qiáng)

38/52解析A、C連線所在區(qū)域?yàn)檎駝?dòng)加強(qiáng)區(qū)域，經(jīng)過任意時(shí)間，該區(qū)域依然是振動(dòng)加強(qiáng)區(qū)域，選項(xiàng)A錯(cuò)誤，C正確；B、D連線所在區(qū)域?yàn)檎駝?dòng)減弱區(qū)域，經(jīng)過任意時(shí)間，該區(qū)域依然是振動(dòng)減弱區(qū)域，選項(xiàng)B、D錯(cuò)誤。答案

C39/522.以下物理現(xiàn)象：①在春天里一次閃電過后，有時(shí)雷聲轟鳴不絕；②“聞其聲而不見其人”；③學(xué)生圍繞振動(dòng)音叉轉(zhuǎn)一圈會(huì)聽到忽強(qiáng)忽弱聲音；④當(dāng)正在鳴笛火車向著我們疾駛而來時(shí)，我們聽到汽笛聲音調(diào)變高。分別屬于波(

)A.反射、衍射、干涉、多普勒效應(yīng)B.折射、衍射、多普勒效應(yīng)、干涉C.反射、折射、干涉、多普勒效應(yīng)D.衍射、折射、干涉、多普勒效應(yīng)

40/52解析在春天里一次閃電過后，有時(shí)雷聲轟鳴不絕，屬于聲波反射；“聞其聲而不見其人”屬于聲波衍射；學(xué)生圍繞振動(dòng)音叉轉(zhuǎn)一圈會(huì)聽到忽強(qiáng)忽弱聲音屬于聲波干涉；當(dāng)正在鳴笛火車向著我們疾駛而來時(shí)，我們聽到汽笛聲音調(diào)變高屬于多普勒效應(yīng)。正確選項(xiàng)是A。答案

A41/521.(·寧波模擬)平靜湖面?zhèn)鬏斨涣兴娌?橫波)，在波傳輸方向上有相距3m甲、乙兩小木塊隨波上下運(yùn)動(dòng)。測得兩小木塊每分鐘都上下30次。甲在波谷時(shí)，乙在波峰，且兩小木塊之間有一個(gè)波峰，這列水面波(

)A.頻率是30Hz B.波長是3mC.波速是1m/s D.周期是0.1s42/52答案C43/522.一根粗細(xì)均勻較長繩子，右側(cè)固定。現(xiàn)使左側(cè)S點(diǎn)上下振動(dòng)，產(chǎn)生一列向右傳輸機(jī)械波，某時(shí)刻第一次形成了如圖所表示波形。以下說法中正確是(

)A.該波頻率逐步增大B.該波頻率逐步減小C.此時(shí)S點(diǎn)向下運(yùn)動(dòng)D.S點(diǎn)起始振動(dòng)方向是向下

44/52解析波速是由介質(zhì)性質(zhì)決定，與波長無關(guān)，故該波波速保持不變，由圖看出，該波波長逐步增大，而波速一定，由波速v＝λf知頻率逐步減小，故A錯(cuò)誤，B正確；由波傳輸方向與S點(diǎn)振動(dòng)方向關(guān)系知此時(shí)S點(diǎn)向上運(yùn)動(dòng)，故C錯(cuò)誤；右端剛起振點(diǎn)振動(dòng)方向與波源S起振方向相同，方向向上，D錯(cuò)誤。答案B45/523.(多項(xiàng)選擇)如圖甲為一列簡諧橫