最新人教版高中物理选修3-4第十二章机械波整合
最新人教版高中物理选修3-4第十二章《波长、频率和波速》
3.波长、频率和波速1.理解波长、频率和波速的物理意义,能在波的图象中求出波长。
2.理解波源振动周期、各质点振动周期与波传播的周期(频率)的关系。
3.知道波速的物理意义,理解波长、周期(频率)和波速之间的关系,能初步利用这一关系进行计算。
在古代战争中,士兵常常会将箭筒放在地上,枕着箭筒睡觉。
你知道这是为什么吗?提示:古代士兵之所以枕着箭筒睡觉是因为能听到从较远的距离传来的部队行军时的声音,箭筒起到收集声波的作用,而且在相同距离时,声音在大地中传播比在空气中传播要快。
1.波长λ:在波动中,振动相位总是相同的两个________间的距离,叫做波长,通常用____表示。
在横波中,两相邻的____________之间的距离等于波长。
在纵波中,两相邻____________之间的距离等于波长。
2.频率f:波的频率由__________决定,在任何介质中频率不变,等于波源的振动频率。
3.波速v:波速仅由________的性质决定,在不同的介质中波速不同。
4.波速与波长和周期的关系为______,即波源振动几个周期,波向前传播几个波长。
思考:当波从一种介质进入另一种介质时,波长、频率和波速,哪个物理量保持不变?答案:1.相邻质点λ波峰(或波谷)密部(或疏部)2.波源的频率3.介质本身4.v=λT思考提示:波的频率由波源的频率决定,和介质无关。
一、波长、波速、频率的决定因素1.周期和频率:只取决于波源,波的周期和频率就是指波源的周期和频率,与v、λ无任何关系。
当波从一种介质进入另一种介质时,波源没变,波的周期和频率不会发生变化。
所以说周期和频率由波源决定。
2.波速v:由介质的物理性质决定,同一均匀介质,物理性质相同,波在其中传播的速度恒定。
所以说波速由介质决定。
3.波长λ:对一列波,其波长、波速、周期的关系不会变化,始终是v=λT=λf,由于v、T都由相关因素决定,而这些因素同时又决定了波长λ,即波长λ由波源和介质共同决定。
高中物理 第十二章 机械波 人教版选修3-4
解析:由质点振动方向可知,该波沿x轴正方向传播。
所以有: 0 .0s 3 (n 3 )T T 0 .1s 2 f 4 n 3 Hz
4
4 n 3
0 .12
Байду номын сангаас
当n=3时,f=12.5Hz,A选项正确。
根据波速公式
vf 1 .2 4 n 3 m /s (4n 0 3)m 0 /s 0 .12
当v=10m/s,n取负值,所以B选项错误。
t=0时,x=1.2m处质点的加速度方向沿y轴负方向,C 选项错误,D选项明显不正确。
答案:A
ppt课件
例5.(05广东)一列沿x同正方向传播的横波,t=0时 刻的波形如图中实线所示,t=0.02s时刻的波形如图中 的虚线所示,则( ) A.质点P的运动方向向右 B.波的周期可能为0.27s C.波的频率可能为1.25Hz D.波的传播速度可能为20m/s
f5 要求在小孔后产生显著的衍射现象,应取小孔的尺 寸能与波长相比或小于波长。所以答案D正确
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例2.下左图所示为一列简谐横波在t=20s时的波形
图,下右图是这列波中P点的振动图线,求该波的
传播速度和传播方向。
解析:由波动图象可知:λ=100m,由振动图象可知: T=2s。 所以v=λ/T=50m/s P点在t=20s时的振动情况与t=2s时的振动情况相同, 由振动图象可知P点在t=20s时的振动方向向上,波峰 即将到达,所以波向左传播。
ppt课件
例3.(05北京)一列简谐机械波横波某时刻的波形图如 图所示,波源的平衡位置坐标为x=0。当波源质点处于平 衡位置上方且向下运动时,介质中平衡位置坐标x=2的质 点所处的位置及运动情况是( ) A.在其平衡位置下方且向上运动 B.在其平衡位置下方且向下运动 C.在其平衡位置上方且向上运动 D.在其平衡位置上方且向下运动
人教版物理选修3-4同步配套课件:第十二章 机械波 本章整合12课件
一级达标重点名校中学课件
专题一
专题二
解析:由题中条件可知,P、Q间的波形有如图所示四种且均向 右传播:
2������ ������
对于图(1),λ=2l,Q 点振动到波谷需时间 t= 4 ������ = 4 × ������ = 4 ×
3������ 1 1 ������
3
3
������
3
= 2������ ; 对于图(2),λ=l,Q 点振动到波谷需时间 t= 4 ������ = 4 × ������ = 4������ ; 3 3 ������ 3������ 对于图(3),λ=l,Q 点振动到波谷需时间 t= 4 ������ = 4 × ������ = 4������ ; 对于图(4),λ= 3 ������, ������点振动到波谷需时间t= 4 ������ = 4 × ������ = 4 × 3������ =
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专题一
专题二
解析:由图象知振幅一定为 10 cm,所以 A 错误。 在 t=0 时质点 a 位于波谷位置,质点 b 位于平衡位置且向 y 轴正方向运动,又由于简 谐波由 a 向 b 传播,所以 nλ+ 4 ������ = 10.5 m(其中 n=0,1,2,…),则波长不 可能是 8.4 m,B 错误。 波速 v= ������ = 4(4������+3) m/s,所以波速 v 不可能是 10.5 m/s,C 错误。波由 a 传播到 b 所用时间 t= ������ =
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专题一
专题二
2.Δt前波形的画法。 如果运用平移法,只需将波形逆着波的传播方向推进;如果运用 特殊点法,只需沿着质点振动的反方向找Δt后的 质点位置,其他做法不变。 温馨提醒(1)根据波形呈空间周期性的特点。当波向前推进为波 长整数倍时,波形同原来相同,所以实际作图时通常采取去整(波长 整数倍部分)留零(不到一个波长的部分)的方法去处理。 (2)平移后的波形,图象的前半部分要出现“残缺”,一定要注意 把图象补画完整。
高中物理 第十二章 机械波小结练习 新人教版选修3-4(2021年最新整理)
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第十二章机械波小结(时间:90分钟满分:100分)一、选择题(本题共10个小题,每小题4分,共40分)1.如图1所示,有一条均匀的弹性绳,0、1、2、3、……、16是绳上一系列等间隔的点.现有一列简谐横波沿此绳传播.某时刻,绳上点9的位移向上且达到最大值、点12的位移为零且向上运动.则再经过错误!个周期,下面所给的弹性绳上某些质点的位置和振动方向(只画出其中一段绳上某四个质点的情况)的四个图中可能正确的是()图12.下列关于简谐运动和简谐波的说法,正确的是( )A.介质中质点振动的周期一定和相应的波的周期相等B.介质中质点振动的速度一定和相应的波的波速相等C.波的传播方向一定和介质中质点振动的方向一致D.横波的波峰与波谷在振动方向上的距离一定是质点振幅的两倍图23.如图2所示,沿x轴正向传播的一列简谐波在某时刻的波形图为一正弦曲线,其波速为200 m/s,则可推出()A.再经过0。
01 s,图中质点a的速度方向与加速度方向相同B.图中质点b此时动能正在减小,其加速度正在增大C.若发生稳定干涉现象,该波所遇到的波的频率为50 HzD.若发生明显衍射现象,该波所遇到的障碍物的尺寸不大于2 m4.如图3所示,均匀介质中两波源S1、S2分别位于x轴上x1=0、x2=14 m处,质点P 位于x轴上x P=4 m处.t=0时刻两波源同时开始由平衡位置向y轴正方向振动,振动周期均为T=0.1 s,传播速度均为v=40 m/s,波源S1的振幅为A1=2 cm,波源S2的振幅为A2=3 cm,则从t=0至t=0。
高中物理 第十二章 机械波 第1节 波的形成和传播讲义(含解析)新人教版选修3-4-新人教版高二选修
第1节波的形成和传播1.波的传播过程中,各质点的周期均与波源的振动周期相同。
2.波在传播时,是前一质点带动后一质点振动,离波源越远,质点振动越滞后。
3.各质点只在各自的平衡位置附近振动,并不随波迁移。
4.质点的振动方向与波的传播方向相互垂直的波,叫横波,质点的振动方向与波的传播方向在同一直线上的波,叫纵波。
一、波的形成和传播1.形成原因:以绳波为例(如图所示)(1)可以将绳分成许多小部分,将每一部分看做质点。
(2)在无外来扰动之前,各个质点排列在同一直线上,各个质点所在的位置称为各自的平衡位置。
(3)由于外来的扰动,会引起绳中的某一质点振动,首先振动的这个质点称为波源。
(4)由于绳中各质点之间存在着相互作用力,作为波源的质点就带动周围质点振动,并依次带动邻近质点振动,于是振动就在绳中由近及远地向外传播。
2.介质(1)定义:波借以传播的物质。
(2)特点:组成介质的质点之间有相互作用,一个质点的振动会引起相邻质点的振动。
二、横波和纵波定义标识性物理量实物波形横波质点的振动方向与波的传播方向互相垂直的波(1)波峰:凸起的最高处(2)波谷:凹下的最低处纵波质点的振动方向与波的传播方向在同一直线上的波(1)密部:质点分布最密的位置(2)疏部:质点分布最疏的位置三、机械波1.定义机械振动在介质中传播,形成机械波。
2.产生条件(1)要有机械振动。
(2)要有传播振动的介质。
3.机械波的实质(1)传播振动这种运动形式。
(2)传递能量的一种方式。
依靠介质中各个质点间的相互作用力而使各相邻质点依次做机械振动来传递波源的能量。
1.自主思考——判一判(1)质点振动的平衡位置不断转换即形成波。
(×)(2)在绳波的形成和传播中,所有质点同时运动,同时停止运动。
(×)(3)在绳波的形成和传播中,所有质点的运动是近似的匀速直线运动。
(×)(4)机械波传播的是能量和振动形式,机械波不能在真空中传播。
(√)(5)横波在固体、液体、气体中都能传播,纵波只能在气体中传播。
人教版高中物理选修3-4 第十二章 机械波 章末总结
章末总结一、对波的图象的理解 从波的图象中可以看出:(1)波长λ;(2)振幅A ;(3)该时刻各质点偏离平衡位置的位移情况;(4)如果波的传播方向已知,可判断各质点在该时刻的振动方向以及下一时刻的波形;(5)如果波的传播速度大小已知,可利用图象所得的相关信息进一步求得各质点振动的周期和频率:T =λv ,f =v λ.例1 一列沿x 轴传播的简谐横波,波速为10 m/s ,在t =0时刻的波形图线如图1所示,此时x =1.0 m 处的质点正在向y 轴负方向运动,则( )图1A .此波一定沿x 轴正方向传播B .x =1.0 m 处的质点做简谐运动的周期为0.20 sC .t =0时刻x =1.5 m 处的质点具有最大速度D .再经1.0 s ,x =1.5 m 处的质点通过的路程为10 m 答案 B解析 此时x =1.0 m 处的质点正在向y 轴负方向运动,知该波向x 轴负方向传播.故A 错误;在波的传播方向上,各点的周期是相等的,由题图知波长是2.0 m ,则:T =λv =2.010 s =0.20 s .故B 正确;t =0时刻x =1.5 m 处的质点处在负方向的最大位移处,所以速度是0.故C 错误;再经1.0 s ,经历了n =t T =1.0 s0.20 s =5个周期,质点在一个周期内的路程等于4个振幅,x =1.5 m处的质点通过的路程为s =5×4A =20×0.02 m =0.4 m .故D 错误. 针对训练1图2一列简谐横波沿x 轴传播,t =0时的波形如图2所示,质点a 与质点b 相距1 m ,a 质点正沿y 轴正方向运动;t =0.02 s 时,质点a 第一次到达正向最大位移处,由此可知( ) A .此波的传播速度为25 m/s B .此波沿x 轴正方向传播C .从t =0时起,经过0.04 s ,质点a 沿波传播方向迁移了1 mD .t =0.04 s 时,质点b 处在平衡位置,速度沿y 轴负方向 答案 A解析 由题可知波长λ=2 m ,周期T =0.08 s ,则v =λT =25 m/s ,A 对;由a 点向上运动知此波沿x 轴负方向传播,B 错;质点不随波迁移,C 错;t =0时质点b 向下运动,从t =0到t=0.04 s 经过了半个周期,质点b 回到平衡位置沿y 轴正方向运动,D 错. 二、波的图象与振动图象的区别和联系波动图象与振动图象相结合是机械振动与机械波相结合的最重要的一类题型.解题时要明确两个对应关系:一是波动图象所对应的时刻是振动图象横轴上的哪个时刻,二是振动图象所对应的质点是波动图象上哪个质点.例2 (多选)图3甲为一列简谐横波在t =0.10 s 时刻的波形图,P 是平衡位置为x =1 m 处的质点,Q 是平衡位置为x =4 m 处的质点,图乙为质点Q 的振动图象,则下列说法正确的是( )图3A .该波的周期是0.10 sB .该波的传播速度为40 m/sC .该波沿x 轴的负方向传播D .从t =0.10 s 到t =0.25 s ,质点P 通过的路程为30 cm 答案 BC解析 由题图乙知该波的周期是0.20 s ,故A 错误.由题图甲知波长λ=8 m ,则波速为:v =λT =80.20 m /s =40 m/s ,故B 正确.t =0.10 s 时,由题图乙知质点Q 正向下运动,根据波形平移法可知该波沿x 轴负方向传播,故C 正确.该波沿x 轴负方向传播,此时P 点正向上运动.从t =0.10 s 到t =0.25 s 经过的时间为Δt =0.15 s =34T ,由于t =0.10 s 时刻质点P 不在平衡位置或波峰、波谷处,所以质点P 通过的路程不是3A =30 cm ,故D 错误.针对训练2 (多选)如图4甲所示为一列横波在t =0时的波动图象,图乙为该波中x =2 m 处质点P 的振动图象.下列说法正确的是( )图4A .波速为4 m/sB .波沿x 轴负方向传播C .再过0.5 s ,质点P 的动能最大D .再过2.5 s ,质点P 振动的路程为1.8 cm 答案 AC解析 由题图知λ=4 m ,T =1 s ,根据v =λT =4 m/s 可知A 正确;根据“上下坡法”,质点P 向上运动,且处于下坡,所以该波是沿x 轴正方向传播的,B 错误;再过0.5 s ,质点P 又回到平衡位置,所以动能最大,C 正确;再过2.5 s ,质点P 振动的路程s =2.51×0.8 cm =2 cm ,D 错误.三、波动问题的多解性波在传播过程中,由于空间周期性、时间周期性和传播方向的双向性而引起多解,解决这类问题要注意下列情况:(1)波的空间周期性:在波的传播方向上,相距为波长整数倍的质点的振动情况相同. (2)波的时间周期性:由波的传播特性可知,经过整数倍个周期,波的图象相同.(3)波的传播方向的双向性:若根据题中条件无法确定波的传播方向,在解题时要注意考虑波的传播方向可以有两个方向. 例3图5一列简谐横波t 1时刻的波形如图5中实线所示,t 2时刻的波形如图中虚线所示,已知Δt =t 2-t 1=0.5 s .问:(1)这列波的传播速度是多少?(2)若波向左传播,且3T <Δt <4T ,波速是多大? (3)若波速等于68 m/s ,则波向哪个方向传播?答案 (1)若波向右传播,v 右=(16n +4) m /s(n =0,1,2…);若波向左传播,v 左=(16n +12) m/s(n =0,1,2…) (2)60 m/s (3)向右 解析 (1)有两组解:若波向右传播,传播距离s =(n +14)λ,故v 右=sΔt =(n +14)×80.5 m /s =(16n +4) m/s(n =0,1,2…);若波向左传播,传播距离s ′=(n +34)λ,故v 左=s ′Δt =(n +34)×80.5 m /s =(16n +12) m/s(n =0,1,2…).(2)因波向左传播,且3T <Δt <4T ,则必有3λ<s ′<4λ,故n =3,v 左=(16n +12) m /s =60 m/s. (3)因波速v =68 m/s ,所以s =v ·Δt =68×0.5 m =34 m =(4+14)λ,故波向右传播.针对训练3 如图6所示实线是一列简谐横波在t 1=0时刻的波形,虚线是这列波在t 2=0.5 s 时刻的波形,这列波的周期T 符合:3T <t 2-t 1<4T ,问:图6(1)若波向右传播,波速多大? (2)若波向左传播,波速多大?(3)若波速大小为74 m/s ,波速方向如何? 答案 (1)54 m /s (2)58 m/s (3)波向左传播 解析 (1)由题目中波形图知λ=8 m , 波向右传播时,传播距离Δx 满足 Δx =kλ+38λ(k =0,1,2,3…)则传播时间满足Δt =kT +38T (k =0,1,2,3…)由于3T <t 2-t 1<4T , 因此k 取3故Δt =3T +38T ,波速v =λT ,解得v =54 m/s.(2)波向左传播时,传播距离Δx 满足 Δx =kλ+58λ(k =0,1,2,3…)传播时间满足Δt =kT +58T (k =0,1,2,3…)由3T <t 2-t 1<4T 可知k 取3 故Δt =3T +58T ,波速v =λT ,解得v =58 m/s.(3)波速大小为74 m/s 时,波在Δt 时间内传播的距离为Δx =v Δt =74×0.5 m =37 m =4λ+58λ,所以波向左传播.。
高中人教版物理选修3-4课件:第十二章 机械波 本章整合
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动图象,则(
)
A.横波的波长是8 m
B.横波的频率是0.2 Hz
C.质点P随波迁移的速度大小为40 m/s
D.t=0.1 s时质点P正沿y轴正方向运动
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重点题型
重点题型
归纳整合
归纳整合
解析:由波的图象可知,横波的波长是8 m,故选项A正确;由质点Q
的振动图象可知,横波的周期为0.2 s,频率是5 Hz,故选项B错误;质
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重点题型
归纳整合
4.思考关于机械波的其他一些现象的内容,填写下图。
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重点题型
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答案:①波绕过障碍物的现象
②几列波相遇时保持各自的振动状态,各质点的位移等于这几列
波单独传播时引起的位移的矢量和
③频率相同的两列波叠加时,某些区域的振幅加大、某些区域的
(1)波长λ=
m。
(2)当B点离开平衡位置的位移为+6 cm时,A点离开平衡位置的位
移是
cm。
解析:(1)由题意可知波速 v= =10 m/s,周期 T=2.0 s,波长 λ=20
最新人教版高中物理选修3-4第十二章《机械波》
第十二章 机械波知识建构专题应用专题一 振动图象与波的图象表示一个质点在各时刻的位移表示某时刻各质点的位移质点振动周期 质点振幅各时刻质点位移各时刻速度、加速度方向波长、振幅任意一质点此刻的位移任意一质点在该时刻的加速度方传播方向、振动方向的互判质中某一质点在此后的一段时间内的振动图象,则( )。
A .若波沿x 轴正方向传播,则图乙为质点A 的振动图象B .若波沿x 轴正方向传播,则图乙为质点B 的振动图象C .若波沿x 轴负方向传播,则图乙为质点C 的振动图象D .若波沿x 轴负方向传播,则图乙为质点D 的振动图象 专题二 波动问题的多解机械波传播过程中在时间和空间上的周期性、传播方向上的双向性、质点振动方向的不确定性等都是形成波动问题多解的主要原因。
有以下三种主要类型:1.波的图象的周期性形成多解机械波在一个周期内不同时刻图象的形状是不同的,但在相隔时间为周期整数倍的不同时刻图象的形状是相同的。
机械波的这种周期性必然导致波的传播距离、时间和速度等物理量有多值与之对应,即这三个物理量可分别表示为:x =nλ+Δx ,t =nT +Δt ,v =x t =nλ+ΔxnT +Δt=λT,其中n =0,1,2,3… 【专题训练2】 一列横波在t =0时刻的波形如图中实线所示,在t =1 s 时刻的波形如图中虚线所示。
由此可以判定此波的( )。
A .波长一定是4 cmB .周期一定是4 sC .振幅一定是2 cmD .传播速度一定是1 cm/s2.波的传播方向的双向性形成多解在一维条件下,机械波既可以沿x 轴正方向传播,又可以沿x 轴负方向传播,因而引起波动问题的多解。
【专题训练3】 如图所示,在同一均匀介质中有一个振源S ,它以50 Hz 的频率上下振动,该振动以40 m/s 的速度沿弹性绳向左、右两边传播。
开始时刻S 的速度方向向下,试画出在t =0.03 s 时刻的波形。
3.波形的隐含性形成多解许多波动习题往往只给出完整波形的一部分,或给出了几个特点,而其余部分处于隐含状态。
人教版高二物理选修3-4 第十二章 机械波 课件(共31张PPT)
2020/7/11
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典例精析 三、由波的传播方向确定质点的振动方向
(1)由图甲可知,t=
T 2
时,质点8未到达波峰,正在向上
振动,质点12、16未振动.
(2)由图乙可知,t=34T时,质点8正在向下振动,质点12
正在向上振动,质点16未振动.
(3)由图丙可知,t=T时,质点8、12正在向下振动,质
例1 关于机械波的说法中,正确的是( ) A.各质点都在各自的平衡位置附近振动 B.相邻质点间必有相互作用力 C.前一质点的振动带动相邻的后一质点振动,后一质点
的振动必定滞后于前一质点
D.各质点随波的传播而迁移
2020/7/11
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典例精析 一、机械波的形成及特点
解析 振源的振动使其周围质点依次振动,之所以能 依次振动下去,就是依靠了相邻质点间的相互作用力; 沿波的传播方向,后一质点的振动必滞后于前一质点 的振动;质点只在平衡位置附近振动,并不随波迁移. 答案 ABC
2020/7/11
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典例精析 二、振动与波的关系
例2 关于振动与波的关系,下列说法中正确的是( ) A.振动是波的成因,波是振动的传播 B.振动是单个质点呈现的运动现象,波是许多质点联合
起来呈现的运动现象
C.波的传播速度就是质点振动的速度 D.波源停止振动时,波立即停止传播
2020/7/11
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三、机械波及特点
4.振动和波的区别与联系
(1)区别:振动是单个质点所表现出的周而复始的运动
现象;波是质点群联合起来表现出的周而复始的运动
现象.
(2)联系:①振动是波的起因,波是振动的传播.②有波
人教版 物理选修3-4第十二章 机械波
2. 波的叠加
1)波的独立传播:两列波相遇后彼此穿过,仍然 保持各自的运动状态,继续传播。 2)波的叠加:在波的重叠的区域里,介质的质点 同时参与这几列波引起的振动,质点的位移等于这 几列波单独传播时引起的位移的矢量和。
3. 波的干涉
1)干涉现象:频率相同的两列波叠加时,某些区 域的振幅加大,某些区域的振幅减小的现象。
四. 多普勒效应和惠更斯原理
1. 多普勒效应
1)现象(1842年发现):当汽车向你 驶来时,感觉音调变高;当汽车离你 远去时,感觉音调变低。
2)音调:由频率决定,频率越高音 调越高,频率越低音调越低。
3)多普勒效应:由于波源和观察者之间有相对运动, 使观察者感到频率变化的现象叫做多普勒效应。
注意:频率由声源决定,实际频率并没有变化。
2. 惠更斯原理
1)几个基本概念 波面:同一时刻,介质中处于波峰 或波谷的质点所构成的面。 波线:用来表示波的传播方向,跟 各个波面垂直的线。
平面波:平面波的波面为平面;球面波:球面波的 波面为球面。
2)惠更斯原理的内容 介质中任一波面上的各点,都可以看做发射子波的 波源,其后任意时刻,这些子波在波前进方向的包 络面就是新的波面。
y
A
v
p
o
在波动中,振动相位总是相 同的两个相邻质点间的距离。 A
x
2. 频率 f
波的传播周期或频率与各个质点的振动周期或频率 是相同的,等于波源的振动周期或频率。
3. 波速 v
经过一个周期T,振动在介质中传播的距离等于一个 波长 。 v f T
4. 注意事项
1)机械波在介质中的传播速度由介质本身的性质 决定,在不同的介质中,波速是不同的。
(人教版)高中物理选修3-4(同步课件)第十二章 机械波 12.5
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相对位置
图示
②波源 S 不动,
观察者 A 运动,由
A→B 或 A→C,如
图所示
结论 若靠近波源,由 A→B,
则 f 波源<f 观察者,音调变高; 若远离波源,由 A→C 则 f 波源>f 观察者,音调变低
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第十二章 机械波
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③观察者 A 不动,波 源 S 运动,由 S→S2, 如图所示
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三、多普勒效应的应用
1.测车辆速度:交警向行进中的车辆发射_频__率___已__知___的超 声波,同时测量_反__射__波___的频率,根据反射波频率_变__化__的__多___少__
就能知道车辆的速度.
2.测星球速度:测量星球上某些元素发出的光波的_频__率__.然 后与地球上这些元素__静__止__时发光的频率对照,可得星球的速度.
答案:(1)偏高 偏低 (2)偏高 不变 (3)不变
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发生多普勒效应的几种情况
相对位置
图示
结论
①波源 S 和观察者 A 相对介质不动,如 图所示
f 波源=f , 观察者 音调不变
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2.下列说法中正确的是( ) A.发生多普勒效应时,波源的频率变化了 B.发生多普勒效应时,观察者接收到的频率发生了变化 C.多普勒效应是在波源与观察者之间有相对运动时产生的 D.多普勒效应是由奥地利物理学家多普勒首先发现的
高中物理,选修3---4,第十二章机械波,全章课件汇总
几点说明: (1)同一波在不同介质中传播时周期(或 频率)保持不变。 (2)每经历一个周期,波向前传播一个波 长的距离。 (3)每经历一个周期,原有的波形图不发 生变化。 3、波速:波的振动形式(以波峰或波谷标志)在 介质中的推进速度,用 V 表示 V T 或 V f 注意:波的速度只取决于介质
(2)条件:机械振动和介质
例1:日常生活中,发现皮球掉入池 塘中,能否通过往池塘丢入石块,
借助石块激起的水波将球冲到岸
边吗?
例2、关于波下列说法正确的是: A.质点振动方向总是垂直于波传播的 方向 B.波在传播的过程中,沿波的传播方 向上的介质质点依次做受迫振动 C.物体做机械振动,一定产生机械波 D.如果振源停止振动,在介质中传播 的振动也立即停止。
介质可以看成是由大量的质点构 成的,两相邻的质点之间都有相互 的作用力,介质上的某一质点在波 源的作用下发生振动时,就会带动 与它相邻的质点振动,这些质点的 振动又会带动各自周围的质点发生 振动,这样振动就在介质中由近及 远的传播形成机械波。
2.机械波的特点: (1)沿波的传播方向,介质中各质点由 波源开始由近及远的依次开始振动,靠 近波源的质点超前于远离波源的质点; (2)振动各质点只在各自的平衡位置附 近做往复运动,而质点本身并不随波的 传播而迁移。 (3)实质:机械波通过向外传播机械振 动的形式向外传递能量和信息。
选修3—4 第十二章 机械波
§12.2
波的图象
复习提问:
1、机械波的形成条件是什么? 2、机械波的成因是什么? 3、振动图像成因是什么?
机械波是机械振动或能量在介质里的传播过 程,从波源开始,随着波的传播,介质中的 质点先后开始振动起来,虽然这些质点只在 平衡位置附近做重复波源的振动。但由于它 们振动步调不一致,所以在某一时刻介质中 各质点对平衡位置的位移各不相同。
(人教版)高中物理选修3-4(同步课件)第十二章 机械波 12.6
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3.折射定律 (1)内容:入射角的正弦跟折射角的正弦之比,等于波在第 Ⅰ种介质中的__传__播__速__度___与波在第Ⅱ种介质中的_传__播__速__度____ 之比(.2)公式:__ssi_inn__ri=__vv_12__.
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图中,1、2、3 分别代表入射波、反射波、折射波 的波线,则( )
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A.2 与 1 的波长、频率相等,波速不等 B.2 与 1 的波速、频率相等,波长不等 C.3 与 1 的波速、频率、波长相等 D.3 与 1 的频率相等,波速、波长均不等
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解析: A、B、C 选项中应用了波的反射现象;D 选项 应用了波的折射现象,深水区域和浅水区域视为不同介质,故波 的传播方向发生改变.
答案:ACD
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3.下列说法正确的是( ) A.波发生反射时,波的频率不变,波速变小,波长变短 B.波发生反射时,频率、波长、波速均不变 C.波发生折射时,波的频率不变,但波长、波速发生变化 D.波发生折射时,波的频率、波长、波速均发生变化
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有一辆汽车以 15 m/s 的速度匀速行驶,在其正前方有 一陡峭山崖,汽车鸣笛 2 s 后司机听到回声,此时汽车距山崖的 距离有多远?(v 声=340 m/s)
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第十二章 机械波
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解析:由于波沿 x 轴负方向传播,所以 t=0 时刻 A 点向下振动,由图可知 λ=10 cm,由 v= 得 T= = 示。 答案:见解析
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【专题训练 1】
沿 x 轴负方向传播的简谐波在 t=0 时刻的波形如图所示,已知波速 v=5 m/s,试画出平衡位置在 x=10 cm 的质点 A 的振动图象。
图象
物理意 义
表示一个质点在各时刻的位移
表示某时刻各质点的位移
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续表 振动图象 (1)质点振动周期 (2)质点振幅 (3)各时刻质点位移 (4)各时刻速度、加速度方向 记录着一个人一段时间内活动 的录像带 波的图象 (1)波长、振幅 (2)任意一质点此刻的位移 (3)任意一质点在该时刻的加速度 方向 (4)传播方向、振动方向的互判 记录着许多人某时刻动作表情的 集体照片
(2)由振动图象画波的图象: 这类问题一般见到的情况是:给出振动图象和波的传播方向,便可画出 任一时刻的波形图;或是给出两个质点的振动图象,加上两质点平衡位置的 间距和波源方位,便可画出多种情况下的波形图。
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图象信 息
形象比 喻
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图象变 化 一完整 曲 线占横 坐 标距离
随时间推移,图象延续,但已有形状 不变
随时间推移,图象沿传播方向 平移
������ ������
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专题一 振动图象与波的图象
1.振动图象与波的图象的比较
振动图象 研究对 象 研究内 容 一个振动质点 一个质点位移随时间的变化规 律 波的图象 沿波传播方向的所有质点 某时刻所有质点的空间分布规 律
本章整合
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形成:机械振动在介质中的传播 条件:波源(振源) 、介质,二者缺一不可 特点:传播的是运动形式、能量、信息,质点并没有随波迁移 机械波的形成 波动与质点振动的关系 分类:按波动方向与振动方向的关系分为横波、纵波 描述波的物理量 波长(波空间的周期性 )、频率( 周期)、波速 关系:������ = ������������或������ = 形成及物理意义 波的图象 与振动图象的区别 从波的图象可获得的信息 衍射:波绕过障碍物或小孔的现象 叠加原理 波的一些现象 干涉(干涉与衍射是波特有的现象) 多普勒效应:因波源与观察者之间有相对运动而产生,一切波都会发生多普勒效应 反射和折射(惠更斯原理,可分析其规律)
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解析:根据振动图象可知 :该波的周期 T=4 s。波速最大,即波长最长时, 可得 1.5 m 是在一个波长之内。 由题图可知,0~1 s,P 由最大位置运动到 O,Q 点由 O 运动到负向最大位移处,P 又比 Q 距波源近,故 Q 达到 P 的状态经历 的时间为 T,即波向前传播了
3 4
3 λ 4
的距离。即 =1.5 m,所以 λ=2 m。
3������ 4
则 t=0 时,波的图象如图所示。 答案:见解析
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表示一个周期
表示一个波长
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2.振动图象与波的图象虽存在诸多区别,但也有一定的联系,由质点的振 动图象,附加少许条件便可画出它所在介质中参与波动的质点在某时刻的 波形图。若给出波形图,附加少许条件便可画出任一质点的振动图象。 (1)由波的图象画振动图象: 给出波的图象,附加波的传播方向便可粗略画出任一质点的振动图象 (周期 T 未知)。如果能再给出波速便可准确画出任一质点的振动图象。
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【专题训练 2 】 P、Q 是一列简谐横波中的两质点,它们的平衡位置相 距 1.5 m,各自的振动图象如图中的实线和虚线所示。若 P 比 Q 离波源近, 试画出波速最大情况下 t=0 时刻波的图象。
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������ ������ ������ ������ 0.1 5
s=0.02 s,则可画出质点 A 的振动图象如图所
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