【三位一体】广西田阳高中2013版高考物理总复习 机械波课件

可见波速的确定由 n、 m 共同决定， 分析时可先令 n＝ 0， 再讨论 m 的所有取值； 然后令 n＝1， 再讨论 m 的所有取值； 14 m＋ 4 如此下去．例如令 n＝ 0，波速 v＝ m/s，当 m＝0 3 14 时，波速 m/s，即 4.67m/s；当 m＝ 1 时，波速为 23.3m/s， 3 超出选项范围，不再讨论．再令 n＝1，当 m＝1 时，波速为 10.00m/s 等．
A．14.0m/s C．6.00m/s
[解析] 当 a 点位移达到正极大， b 点在平衡位置向 下运动时，则沿水平绳 a、b 两点间波形至少会有四分之 3 三波长，设 n 为正整数，则有 λ＋ nλ＝14.0m，n＝0,1,2„ 4 当经过 1.00s，a 点在平衡位置向下运动，b 点在负的 最大位移处， 则这段时间至少含有四分之一周期， 设m为 1 正整数，则有 T＋ mT＝ 1.00s，m＝ 0,1,2„ 4 λ 14 m＋4 因此波速是 v＝ ＝ m/s T 4n＋ 3
2．波的分类 (1)横波：质点的振动方向与 传播方向 垂直，突起部分叫 波峰， 凹陷 部分叫波谷． (2)纵波：质点的振动方向与波的传播方向在 一条直线上， 质点分布密的叫 密部 ，质点分布疏的叫 疏部 ．
3．描述机械波的物理量 (1)波长 λ：两个相邻的、在振动过程中对平衡位置的 位移 总是相等 的质点间的距离叫波长． 在横波中，两个相邻的 波峰 (或波谷)间的距离等于 波长． 在纵波中， 两个相邻的 密部 (或疏部)间的距离等于 波长． 在一个周期内机械波传播的距离等于 波长 ．
归纳领悟 振动图象与波动图象的比较
振动图象 研究对象 一振动质点 一质点位移随 时间变化规律
波动图象
沿波传播方
向所有质点 某时刻所有质点 的空间分布规律
研究内容
图象
物理 意义
表示一质点在 各时刻的位移
表示某时刻 各质点的位移
图象变化 一完整曲 线占横坐 标距离 形状
随时间推移图象延续， 随时间推移，图象
波的多解性
命题规律
根据所给波形，利用波的周期性和双向性
确定波长、周期、波速和传播方向．
如图所示， 一根张紧的水平弹性长绳上的 a、 b 两点， 相距 14.0m，b 点在 a 点的右方． 当一列简谐横波沿此绳向右 传播时，若 a 点的位移达到正极大时，b 点的位移恰为零， 且向下运动，经过 1.00s 后，a 点的位移为零，且向下运动， 而 b 点的位移恰好达到负极大，则这列简谐横波的波速可能 等于( ) B．10.0m/s D．4.67m/s
3 负方向运动时， 坐标为 x＝ 0.4m 处质元的位移为 A.当坐 2 标为 x＝ 0.2m 处的质元位于平衡位置且向 y 轴正方向运动 时， x＝ 0.4m 处质元的位移和运动方向分别为 ( )
1 A．－ A、沿 y 轴正方向 2 1 B．－ A、沿 y 轴负方向 2 3 C. － A、沿 y 轴正方向 2 3 D．－ A、沿 y 轴负方向 2
2．波的衍射 (1)产生明显衍射现象的条件： 障碍物或孔(缝)的尺 寸跟波长 差不多 ，或者比波长
更小 ．
(2)现象：波绕过障碍物继续传播．
归纳领悟 1．波的叠加遵循什么规律？ 两列波在空间相遇与分离时都保持其原来的特性(如 f、A、λ、振动方向)沿原来方向传播，而不相干扰，在两 列波重叠的区域里，任何一个质点同时参与两个振动， 其振动位移等于这两列波分别引起的位移的矢量和．
但已有形态不变 沿传播方向平移
表示一个周期
表示一个波长
正弦函数或余弦函数的图象
波特有的现象
考点自清 1．波的干涉 (1)产生稳定干涉的条件：频率相同的两列同性质的波 相遇． (2)现象：两列波相遇时，某些区域振动总是 加强 ，
某些区域振动总是 减弱 ，且加强区和减弱区互相间隔．
(3)对两个完全相同的波源产生的干涉来说， 凡到两波 源的路程差为一个波长 整数倍 时，振动加强；凡到两波 源的路程差为半个波长的 奇数倍 时，振动减弱．
④纵波和横波的传播速度是不同的．
(3)对频率的理解 ①在波的传播方向上，介质各质点都做受迫振动，其 振动是由振源的振动引起的，故各质点的振动频率都等于 振源的振动频率．
②当波从一种介质进入另一种介质时，波的频率不变.
波的图象
考点自清 1．图象：在平面直角坐标系中，用横坐标表示介质中 各质点的 平衡位置 ；用纵坐标表示某一时刻，各质点偏 离平衡位置的 位移 ，连接各位移矢量的末端，得出的曲线 即为波的图象，简谐波的图象是 正弦 (或余弦 )曲线． 2．物理意义：某一时刻介质中 各质点 相对平衡位置 的位移．
(4)时空重复性：机械波传播时，介质中的质点不断地 重复着振源的振动形式，虽然距波源由近及远振动依次落
后，但振动快慢完全一致，具有时间上的重复性——周期；
而介质中的不同位置处的一些特定质点具有完全相同“步 调”的振动形式，这些相邻的特定质点形成波的空间上的 重复性——波长．
(5)周期、频率同源性：介质 (包括在不同介质 )中各质 点的振动周期和频率都等于振源的振动周期和频率，而且
如图所示．由图象可以判定
a．该波最大速度为10m/s 质点位移为零
b．在t＋0.2s时，x＝3m的 d．若波
c. 质点振动周期的最大值为0.4s
沿 x 轴正方向传播，各质点刚开始振动时的方向向上．上
述说法中正确的是( A．ab [答案] B ) B．bc C．cd D．ad
[解析] ① t 时刻与 t＋ 0.4s 时刻波形相同，所以 nT＝ 0.4s(n＝ 1,2，„ )，质点振动周期的最大值为 0.4s，故 c 正 确； λ 4n ②波速 v＝ ＝ m/s(n＝ 1,2， „)，则该波的最小速 T 0.4 度为 10m/s，故 a 错误．
2．关于加强点、减弱点的位移与振幅的理解 (1) 加强处和减弱处都是两列波引起的位移的矢量 和，质点的位移都随时间变化，各质点仍围绕平衡位置 振动，与振源振动周期相同．
(2)加强处振幅大，等于两列波的振幅之和，即 A＝ A1 ＋A2，质点的振动能量大，并且始终最大，减弱处振幅小，
等于两列波的振幅之差，即A＝|A1－A2|，质点振动能量小，
⑤在简谐横波波形图线中，一个完整的正弦曲线在横 轴所截取的距离．
⑥波长反映了机械波在传播过程中的空间周期性．
(2)对波速的理解 ①机械波在均匀介质中匀速传播，波速就是指波在介 质中的传播速度． ②同一类机械波在同一种均匀介质中的传播速度是一
个定值，波速的大小完全由介质来决定，和波的频率无
关．
③注意区别：波的传播速度与波源的振动速度是两个 不同的概念．
(2)特例：夏日轰鸣不绝的雷声；在空房子里说话听到 声音更响．
2 ．声波能发生干涉、衍射等现象，声音的共振现象
称为声音的共鸣．
波的形成与传播
命题规律
根据波的形成及传播特点判断某一时刻的
波形或某质点的振动情况．
(2011· 四川 )如图为一沿 x 轴负方向传播的简谐 横波在 t＝ 0 时的波形图，当 Q 点在 t＝ 0 时的振动状态传 到 P 点时，则 ( )
本题考查的是波动图象、振动图象及其关系，
并且始终最小，若A1＝A2，则减弱处不振动． (3)加强点的位移变化范围：－ |A1＋A2|～|A1＋A2|，减 弱点位移变化范围：－|A1－A2|～|A1－A2|.
声波
考点自清 1．声波 (1)空气中的声波是 纵波 ．
20～20000Hz (2)能够引起人耳感觉的声波频率范围是： .
(3)能够把回声与原声区分开来的最小时间间隔为 0.1s .
[答案] BD
[总结评述]
波在传播过程中，空间的周期性体现在
波形的重复性，可以从波长着手来描述．时间的周期性体
现在振动的重复性，可以从周期着手来描述，解答时要善
于抓住实质，熟悉描述周期性的方法，提高分析和解决问 题的能力．
一列横波沿 x 轴传播，传播方向未知． t 时刻与 t ＋ 0.4s
时刻波形相同，两时刻在x轴上－3m～3m的区间内的波形
根据振动图象，判断波动图象Байду номын сангаас某质点的振动情况．(3)根
据波的传播情况，判断某质点的振动情况．
(2011· 重庆)介质中坐标原点 O 处的波源在 t＝ 0 时 刻开始振动，产生的简谐波沿 x 轴正向传播，t0 时刻传到 L 处， 波形如图所示． 下列能描述 x0 处质点振动的图象是( )
[ 解析 ]
选考内容
第
2 讲
机械波
机械波
考点自清 1．机械波的产生 (1)定义：机械振动在 介质 中的传播过程，叫做机械波． (2)产生条件： 波源和介质 ． (3)产生过程：沿波的传播方向上各质点的振动都受它前 一个质点的带动而做 受迫振动，对简谐波而言各质点振动的
振幅和周期 __________都相同，各质点只在自己的 平衡位置 附近振动．
(2)频率 f：波的频率由 波源 决定，在传播过程中， 只要波源的振动频率一定，则无论在什么介质中传播，波 的频率都 不变 ． Δx (3)波速 v： 单位时间内振动向外传播的距离， 即 v＝ . t 波速与波长和频率的关系：v＝λf ， 波速的大小由 介质 决 定．
归纳领悟 1．机械波的特点 (1)介质依存性：机械波离不开介质，真空中不能传播 机械波． (2)能量信息性：机械波传播的是振动的形式，因此机 械波可以传递能量、传递信息． (3)传播不移性：在波的传播方向上，各质点只在各自 的平衡位置附近振动，并不随波定向迁移．
A．1cm＜x＜3cm范围内的质点正在向y轴的负方向运 动
B．Q处的质点此时的加速度沿y轴的正方向
C．Q处的质点此时正在波峰位置 D．Q处的质点此时运动到p处
[ 解析 ]
本题考查波的传播规律，意在考查考生对波
的规律的理解及应用能力；当 Q 点在 t ＝ 0 时的振动状态传