高三物理一轮复习 第10章 第2讲 机械波课件(选修3-4)
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高三物理一轮复习 2 机械波课件(选修3-4)
【解析】 当孔的尺寸比波长大时，会发生衍射现象，只 不过不明显．只有当孔、缝或障碍物的尺寸跟波长相差不多， 或者比波长更小时，才会发生明显的衍射现象，切不可把此条 件用来判断波是否发生了衍射现象．
【答案】 BC
[热点考向剖析] 考向一 波的形成和传播 1．在波动中，振动相位总是相同的两个相邻质点间的距 离叫波长． 2．波传到任意一点，该点的起振方向都和波源的起振方 向相同． 3．介质中每个质点做的都是受迫振动，所以任一质点的 振动频率和周期都和波源相同．因此可以断定：波从一种介质 进入另一种介质，由于介质的情况不同，它的波长和波速可以 改变，但频率和周期都不会改变．
[练一练] 如图所示是一列简谐波在t＝0时刻的波形图，介质中的质 点P沿y轴方向做简谐运动的表达式为y＝10sin(5πt)cm.关于这列 简谐波，下列说法中正确的是( )
A．这列简谐波的振幅为20 cm B．这列简谐波的周期为5.0 s C．这列简谐波在该介质中的传播速度为25 cm/s D．这列简谐波沿x轴正向传播
【解析】 机械波的产生条件是有波源和介质．由于介质 中的质点依次带动由近及远传播而形成波，所以选项A和B正 确；波的传播速度是波形由波源向外伸展的速度，在均匀介质 中其速度大小不变；而质点振动的速度和方向都随时间周期性 地发生变化，选项C错误；波源一旦将振动传给了介质，振动 就会在介质中向远处传播，当波源停止振动时，介质仍然继续 传播波源振动的运动形式，不会随波源停止振动而停止传播， 选项D错误．
__________ 传播
2.多普勒效应 (1)条件：波源和观察者之间有__相__对__运__动___． (2)现象：观察者感到_频__率__发生变化． (3)实质：波源频率_不__变_，观察者接收到的频率_变__化__．
2021高三物理一轮复习课件：选修3-4第2讲 机械波
【解析】 设波沿 x 轴正方向传播，t＝0.2 s 可能是n＋14 个周期(n＝0,1,2…)，即 t＝n＋14T1，
周期 T1＝n＋t 41＝4n4＋t 1 波速 v1＝Tλ1＝4×(44nt ＋1)＝5(4n＋1) m/s(n＝0,1,2,3…)
设波沿 x 轴负方向传播，t＝0.2 s 可能是n＋34个周期(n ＝0,1,2…)，即 t＝n＋34T2.
• 【答案】 AB
• 如下图甲为某波源的振动图象．图乙是该 波源产生的横波在某时刻的波动图，波动 图象的O点表示波源．问：
• (1)这列波的波速多大？
• (2)若波向右传播，当波动图中质点Q第一 次到达平衡位置且向上运动时，质点P已 经经过了多少路程？
• 【解析】 (1)从振动图象和波动图象可 以看出：波源起振方向沿－y方向，T＝ 0.2 s，λ＝0.2 m
率．
• (2)波源不动：观察者朝向波源以某一速 度运动，由于相对速度增大而使得单位时 间内通过观察者的完全波的个数增多，接 收频率增大了．同理可知，当观察者背离 波源运动时，接收频率将减小．
• (3)观察者不动：波源朝向观察者以某一 速度运动，由于波长变短，而使得单位时 间内通过观察者的完全波的个数增多，接 收频率亦增大，同理可知，当波源背离观 察者运动时，接收频率将减小．
• 2．机械波的分类 • (1)横波：质点振动方向与波的传播垂方直 向
波峰的波，有 波谷(凸部)和
•同(一2条)纵(直凹波线部上：)．质点振动方向密与部波的传播疏部方．向
是
•
的波，有
和
• 3．波长、波速、频率及其关系
• (1)波长 • 在波的传播方向上，相对平衡位位置移的
总是相等的两个相邻的质点的平衡位
高二物理选修3-4机械波复习课件.ppt
4．一列简谐横波沿 x 轴正方向传播，t＝0 时刻的波形如图所 示，介质中质点 P、Q 分别位于 x＝2 m、x＝4 m 处．从 t＝0 时 刻开始计时，当 t＝15 s 时质点 Q 刚好第 4 次到达波峰．
(1)求波速； (2)写出质点 P 做简谐运动的表达式 (不要求推导过程 )．
解析：(1)设简谐横波的波速为 v，波长为 λ，周期为 T，由图 象知 λ＝4 m．由题意知 t＝15 s＝3T＋34T①
3．(多选)如图所示，一列简谐横波沿 x 轴正方向传播，波传 到 x＝1 m 的 P 点时，P 点开始向下振动，此时为计时起点，已知 在 t＝0.4 s 时 PM 间第一次形成图示波形，此时 x＝4 m 的 M 点正 好在波谷．下列说法中正确的是 ( )
A．P 点的振动周期为 0.4 s B．M 点开始振动的方向沿 y 轴正方向 C．当 M 点开始振动时，P 点正好在波峰 D．这列波的传播速度是 10 m/s E．从计时开始的 0.4 s 内，P 质点通过的路程为 30 cm
[自我诊断 ] 1．判断正误 (1)在机械波的传播过程中，各质点随波的传播而迁移． (×) (2)相距一个 (或整数个 )波长的两个质点的振动位移在任何时 刻都相同，而且振动速度的大小和方向也相同． (√ ) (3)两列波在介质中叠加，一定产生干涉现象． (×) (4)波的传播在时间上有周期性，在空间上也有周期性． (√ ) (5)机械波传递的是振动形式和能量． (√ )
又 v＝Tλ② 联立①②式，代入数据得 v＝1 m/s (2)质点 P 做简谐运动的表达式为 y＝0.2sin(0.5π t)m 答案：(1)1 m/s (2)y＝0.2sin(0.5 πt)m
考点一 波的图象及波速公式的应用 1．波动图象的特点 (1)质点振动 nT(波传播 nλ)时，波形不变． (2)在波的传播方向上，当两质点平衡位置间的距离为 nλ 时(n ＝1,2,3…)，它们的振动步调总相同；当两质点平衡位置间的距离 为(2n＋1)2λ(n＝0,1,2,3…)时，它们的振动步调总相反． (3)波源质点的起振方向决定了它后面的质点的起振方向，各 质点的起振方向与波源的起振方向相同．
高三物理一轮复习 第10章 第2讲 机械波(选修3-4)
T 的时间,图甲的波形向x轴负方向平移了λ =2 m的距离,如图所示,因波向x
4
编辑课件 4
轴负方向传播,则此时P点的运动方向沿y轴负方向,B项正确;由图甲可以看 出,由于t=0.10 s时质点P不处于平衡位置或最大位移处,故从t=0.10 s到t=0.2 5 s,质点P通过的路程不为30 cm,D项错误。
长或者跟波长相差不多,故选项D也正确。
编辑课件
重难突破
重难一 波的图像
1.根据某时刻波形图画另一时刻波形图的方法 (1)特殊点法 在波形图像上取数个特殊点(波峰、波谷或平衡位置),先根据波传播的 方向确定它们的振动方向,再判断Δt后各点运动到什么位置,最后连成曲 线,即为另一时刻的波形图。 (2)平移法 由Δx=v·Δt,先计算出Δt时间内波传播的距离,再将原波形图沿波传播的方
波的衍射和波的干涉的比较波的衍射波可以绕过障碍物继续传播的现象波能偏离直线而传到直线传播以外的空间缝孔或障碍物的尺寸跟波长相差不多或者小于波长衍射和干涉是波特有的现象波的干涉频率相同的两列波叠加使某些区域的振动加强某些区域的振动减弱而且加强和减弱的区域相间分布的现象振动强弱相间的区域某些区域总是加强某些区域总是减两列波的频率相同相位差恒定ppt课件3
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第2讲 机械波 编辑课件
知识梳理
一、机械波 1.机械波的形成条件:① 波源 ;② 介质 。 2.机械波的特点 (1)机械波传播的只是振动的③ 形式 和④ 能量 ,质点只在各自的 平衡位置附近振动,并不随波⑤ 迁移 。 (2)介质中各质点的振幅相同,振动周期和频率都与⑥ 波源 的振动周 期和频率相同。 (3)各质点开始振动(即起振)的方向均⑦ 相同 。
或,注v 意Tλ三 者分别由什么决定。
高三物理 复习课件：选修3-4机械振动与机械波、光、电磁波与相对论 3-4-1 大赛获奖精美课件PPT
Ⅰ Ⅰ Ⅰ Ⅰ Ⅰ Ⅰ Ⅱ Ⅰ
全反射、光导纤维 光的干涉、衍射和偏振现象 狭义相对论的基本假设 质速关系、质能关系 相对论质能关系式 实验一：用单摆测定重力加速度 实验二：测定玻璃的折射率 实验三：用双缝干涉测光的波长
Ⅰ Ⅰ Ⅰ Ⅰ Ⅰ
第1讲 机 械 振 动
梳理基础·强化训练
基础知识清单 一、简谐运动 1．弹簧振子 弹簧振子是一种理想化的模型， 是对实际的 “弹簧——小球” 系统的科学简化．其条件为：①杆光滑，无摩擦；② m 弹簧≪ m 小球．
3．平衡位置 (1)力学特征：沿振动方向力∑ F＝0. (2)运动学特征：有最大速度． (3)几何特征：两最大位置以平衡位置为中心对称．
4．简谐运动的定义 (1)从运动学角度定义： 符合 x＝ Asin(ωt＋ φ)的运动称为简谐运动． (2)从动力学角度定义： 物体在跟偏离平衡位置的位移大小成正比， 并且总指向平衡 位置的回复力的作用下的振动，叫做简谐运动，即 F＝－ kx.
2．单摆振动为简谐运动 (1)单摆振动是简谐运动：由右图所知：Fτ ＝mgsinθ ，a＝gsinθ ；当 θ≤ 5 x x °时，有 sinθ ≈ tanθ ＝ ，Fτ ＝ mg ，若考虑到方 L L x 向，则 Fτ ＝－ mg ，即 Fτ ＝－kx，故为简谐运动． L
条件： 摆角小于 5°(严格说应该是 sinθ ＝tanθ )， 这是一种 近似理想的体现．
二、描述简谐运动的物理量 1．振幅 (1)定义： 振动物体离开平衡位置的最大距离， 叫振幅． 符号： A；单位：米(m)． (2)表达意义：振幅表示振动的范围，表示振动的强弱，决定 1 2 振动的能量，对劲度系数为 k 的弹簧振子来说．能量 E＝ kA . 2 (3)振幅是标量，只表示大小．
高中物理选修3-4机械波ppt课件
3．两质点间关系不确定形成多解 在波的传播方向上，如果两个质点间的距离不确定或者两者 相位之间关系不确定，就会形成多解。若不能联想到所有可能性 情况，就会出现漏解。
[典例指津] 如图所示，实线和虚线分别为某种波在 t 时刻 和 t＋Δt 时刻的波形曲线。B 和 C 是横坐标分别为 d 和 3d 的两 个质点。下列说法中正确的是( )
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答案：如解析图所示。
专题2 关于机械波的多解问题 波的传播和介质各质点的振动之间有着密切的内在联系。在 求解这类问题时，如果质点振动或波的传播方向不确定或波的传 播时间或距离不确定等，就容易出现多解的现象；如果同学们在 解题中又不能透彻全面地分析题意，合理地使用已知条件，就会 造成解答不完整，或是用特解代替通解的现象。
解析：由振动图象知周期 T＝4 s。 由题图可得出 P、Q 两点振动的时间间隔为 Δt＝(n＋34)T，n＝0,1,2,3… 两点平衡位置的间距 Δx＝(n＋34)λ，n＝0,1,2,3… 欲画最大波速情况下的波形，由 v＝λ/T 知，波长需最长。 当 n＝0 时，波长最大，此时 λm＝43Δx＝2 m，故 t＝0 时的波形 如图所示。
A．这列波的速度一定是 10 m/s B．这列波的周期一定是 3 s C．这列波的波长可能是 24 m D．这列波的频率可能是 1.25 Hz
解析：由经过 3 s，波传播了 30 m，可知波速 v＝ΔΔxt ＝330 m/s ＝10 m/s。A 正确，由于 a 点振动到最高点，b 恰好在平衡位置， 经过 3 s，a 点在平衡位置，b 恰好在最高点，所以 a、b 间可能 有：(14＋n)个或(34＋n)个波形，即14λ＋nλ＝30 或34λ＋nλ＝30。在14 λ＋nλ＝30 系列解中，n＝1 时，λ＝24 m，C 正确；而周期的可
高考物理一轮复习 1.2 机械波课件 新课标选修34
答案 A
考点三 波的图象与振动图象的综合应用 【典例3】 如图1－2－11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( )．
图 1－2－11
A．t＝0.15 s时，质点Q的加速度达到正向最大 B．t＝0.15 s时，质点P的运动方向沿y轴正方向 C．从t＝0.10 s到t＝0.25 s，该波沿x轴正方向传播了6 m D．从t＝0.10 s到t＝0.25 s，质点P通过的路程为30 cm
内容衍射 和干涉
定义
现象
可观察到明显 现象的条件
波的衍射
波可以绕过 障碍物继续 传播的现象
波能偏离直 线而传到直 线传播以外
的空间
缝、孔或障碍 物的尺寸跟波 长相差不多或 者小于波长
波的干涉
频率相同的 两列波叠加， 使某些区域 的振动加强， 某些区域的 振动减弱的
现象
干涉图样稳 定，振动强 弱区域相间 分布，加强 区、减弱区 位置不变
但原有形状不变
向平移
一个周期
一个波长
3.波长、波速、频率及其关系 (1)波长
在波动中，振动相位总是 相同的两个相邻质点间的
距离，用λ表示． (2)波速
波在介质中的传播速度．由 介质 本身的性质决定．
(3)频率
由 波决源定，等于 波源的振动频率．
(4)波长、波速和频率的关系
①v＝λf ②v＝Tλ
1．波的干涉与波的衍射的比较
图 1－2－10
解析 在处理相距一定距离的两个质点关系时必须尝试作出 两质点间在该时刻的最少波形，然后根据间距和波长关系求波长 (注意波的周期性)．波是由 A 向 B 传播的，而且在 A 到达波峰的 时刻，B 处于平衡位置向上运动，则 A、B 间最少14波长，所以有 λ＝4n4＋l 1，v＝Tλ ＝T4n4＋l 1＝0.44××04n.4＋5 1＝4n4＋.5 1，当 n＝0 时， v＝4.5 m/s，当 n＝1 时，v＝0.9 m/s，当 n＝2 时，v＝0.5 m/s 等．
考点三 波的图象与振动图象的综合应用 【典例3】 如图1－2－11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( )．
图 1－2－11
A．t＝0.15 s时，质点Q的加速度达到正向最大 B．t＝0.15 s时，质点P的运动方向沿y轴正方向 C．从t＝0.10 s到t＝0.25 s，该波沿x轴正方向传播了6 m D．从t＝0.10 s到t＝0.25 s，质点P通过的路程为30 cm
内容衍射 和干涉
定义
现象
可观察到明显 现象的条件
波的衍射
波可以绕过 障碍物继续 传播的现象
波能偏离直 线而传到直 线传播以外
的空间
缝、孔或障碍 物的尺寸跟波 长相差不多或 者小于波长
波的干涉
频率相同的 两列波叠加， 使某些区域 的振动加强， 某些区域的 振动减弱的
现象
干涉图样稳 定，振动强 弱区域相间 分布，加强 区、减弱区 位置不变
但原有形状不变
向平移
一个周期
一个波长
3.波长、波速、频率及其关系 (1)波长
在波动中，振动相位总是 相同的两个相邻质点间的
距离，用λ表示． (2)波速
波在介质中的传播速度．由 介质 本身的性质决定．
(3)频率
由 波决源定，等于 波源的振动频率．
(4)波长、波速和频率的关系
①v＝λf ②v＝Tλ
1．波的干涉与波的衍射的比较
图 1－2－10
解析 在处理相距一定距离的两个质点关系时必须尝试作出 两质点间在该时刻的最少波形，然后根据间距和波长关系求波长 (注意波的周期性)．波是由 A 向 B 传播的，而且在 A 到达波峰的 时刻，B 处于平衡位置向上运动，则 A、B 间最少14波长，所以有 λ＝4n4＋l 1，v＝Tλ ＝T4n4＋l 1＝0.44××04n.4＋5 1＝4n4＋.5 1，当 n＝0 时， v＝4.5 m/s，当 n＝1 时，v＝0.9 m/s，当 n＝2 时，v＝0.5 m/s 等．
高考物理一轮复习 机械振动 机械波 光 电磁波 相对论简介 基础课时2 机械波课件(选修3-4)
(2)意义：表示在波的传播方向上，某时刻各质点离开_平__衡__ _位__置__的位移。 (3)图象：
2.波长、波速、频率及其关系 (1)波长λ 在波动中，振动相位总是__相__同__的两个相邻质点间的距离。 (2)波速v： 波在介质中的传播速度，由_介__质___本身的性质决定。
(3)频率f： 由波源决定，等于波源的__振__动__频__率__。
(4)波长、波速和频率的关系： ①v＝__λ_f ；②v＝Tλ。 知识点三、波的干涉和衍射现象 多普勒效应
1.波的干涉和衍射
条件 现象
波的干涉
波的衍射
两列波的频率必须_相__同__
形成加强区和减弱区相互 隔开的稳定的_干__涉__图__样__
明显条件：障碍物或孔的 _尺__寸__比波长小或相差不多 波能够_绕__过__障__碍__物__或孔继
基础课时2 机械波
[知识梳理]
知识点一、机械波 横波和纵波 1.机械波的形成条件
(1)有发生机械振动的波源。 (2)有传播介质，如空气、水等。 2.传播特点 (1)机械波传播的只是振动的_形__式__和_能__量__，质点只在各自的平 衡位置附近做简谐运动，并不随波_迁__移__。 (2)介质中各质点的振幅相同，振动周期和频率都与___波__源__的振动 周期和频率相同。
解析 由题图可知，O、M 为振动加强的点，此时点 O 处于波谷， 点 M 处于波峰，点 M 是峰、峰相遇，只有当两波源振动相位相同 时，点 M 到两波源的距离差才是波长的整数倍，若两波源振动相 位相反，则点 M 到两波源的距离差为半波长的奇数倍，故 A、C 均错误；P、N 两点为减弱点，又因为两列波的振幅相同，因此 P、 N 两点的振幅为零，即两点始终处于平衡位置，B 正确；从该时 刻经14周期，两列波分别引起的振动都使点 M 位于平衡位置，故 点 M 位于平衡位置，D 正确。 答案 BD
高考物理一轮复习 2 机械波全程课件 新人教选修34
• (3)波速v：单位时间内振动向外传播的距 离，即v＝ .波速与波长和频率的关系： ，v＝波λf 速的大小由 决介定质．
• 考点精析 • 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．
• 所有取值；如此下去．例如令n＝0，波
速
•
当m＝0时，波速 m/s，
即4.67m/s；当m＝1时，波速为23.3m/s，
超出选项范围，不再讨论．再令n＝1，
• [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．
• A．图示时刻A、B两点的竖直高度差为 2cm
• B．图示时刻C点正处在平衡位置且向水 面上运动
• C．F点到两波源的路程差为零
• [解析] A、B两点为振动加强点，A、B 两点振幅均为2cm，A、B两点竖直高度 差为4cm，故A错；C点为B、D两点连线 的中点，所以C点处在平衡位置，又因D 点离波源较近，所以C点正向水平面上运 动；F点为振动减弱点，它到两波源距离 之差应为半波长的奇数倍，故C错； A点由波峰
反射波的波长、频率和波速都跟入射波 的相同．
• 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．
• 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．
• [考例1] (2008·全国卷Ⅰ)一列简谐横波 沿x轴传播，周期为T.t＝0时刻的波形如 图所示．此时平衡位置位于x＝3m处的
• 考点精析 • 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．
• 所有取值；如此下去．例如令n＝0，波
速
•
当m＝0时，波速 m/s，
即4.67m/s；当m＝1时，波速为23.3m/s，
超出选项范围，不再讨论．再令n＝1，
• [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．
• A．图示时刻A、B两点的竖直高度差为 2cm
• B．图示时刻C点正处在平衡位置且向水 面上运动
• C．F点到两波源的路程差为零
• [解析] A、B两点为振动加强点，A、B 两点振幅均为2cm，A、B两点竖直高度 差为4cm，故A错；C点为B、D两点连线 的中点，所以C点处在平衡位置，又因D 点离波源较近，所以C点正向水平面上运 动；F点为振动减弱点，它到两波源距离 之差应为半波长的奇数倍，故C错； A点由波峰
反射波的波长、频率和波速都跟入射波 的相同．
• 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．
• 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．
• [考例1] (2008·全国卷Ⅰ)一列简谐横波 沿x轴传播，周期为T.t＝0时刻的波形如 图所示．此时平衡位置位于x＝3m处的
选修34第二讲机械波课件
选修34 第二讲 机械波
解析：由A、B两质点的的振动图象及传播可画出t＝0时刻的
波动图象如图所示，由此可得λ＝ m，A正确；由振动图
象得周期T＝4 s，故
B错误；由
振动图象知3 s末A质点位移为－2 cm，B质点位移为0，故C错
误；由振动图象知1 s末A质点处于波峰，振动速度为零，B质
点处于平衡位置，振动速度最大，故D错误．
图12－2－1
选修34 第二讲 机械波
⑤若知道波的传播方向，可知该时刻各质点的运动方向．如 图12－2－1所示，设波向右传播，则此时A、D质点沿y轴负方 向运动，B、C质点沿y轴正方向运动． ⑥若知道某时刻某质点的运动方向，可判断波的传播方 向．如图12－2－1所示，若D点向上运动，则该波向左传播．
所以波速v＝ ＝4 m/s.
(4)Δx＝vΔt＝14 m＝3×4＋ λ， 所以只需将波形向x轴负方向平移λ
图12－2－5 ＝2 m即可，如图
12－2－5所示．
选修34 第二讲 机械波
(5)求路程，因为n＝ 所以路程s＝4nA＝4×0.2×3.5 m＝2.8 m. P点经3.5个周期后仍在平衡位置处，所以位移为零． [答案] 见解析
选修34 第二讲 机械波
2.某同学用一根弹性绳进行机械波的实验．用手握住绳 的一端做周期为1 s的简谐运动，在绳上形成一列简谐 波．以弹性绳为x轴，手握住的一端为坐标原点O，且 从波传到x＝1 m处的M点开始计时，如图12－2－6所 示，求：
选修34 第二讲 机械波
图12－2－6 (1)当时间t为多少时，平衡位置在x＝4.5 m处的N质点恰好第 一次从平衡位置向y轴正方向运动？ (2)画出上问中t时刻弹性绳上的波形图．
2．机械波传播过程中，在固体和液体中的传播速度比在空气 中的传播速度大．
解析：由A、B两质点的的振动图象及传播可画出t＝0时刻的
波动图象如图所示，由此可得λ＝ m，A正确；由振动图
象得周期T＝4 s，故
B错误；由
振动图象知3 s末A质点位移为－2 cm，B质点位移为0，故C错
误；由振动图象知1 s末A质点处于波峰，振动速度为零，B质
点处于平衡位置，振动速度最大，故D错误．
图12－2－1
选修34 第二讲 机械波
⑤若知道波的传播方向，可知该时刻各质点的运动方向．如 图12－2－1所示，设波向右传播，则此时A、D质点沿y轴负方 向运动，B、C质点沿y轴正方向运动． ⑥若知道某时刻某质点的运动方向，可判断波的传播方 向．如图12－2－1所示，若D点向上运动，则该波向左传播．
所以波速v＝ ＝4 m/s.
(4)Δx＝vΔt＝14 m＝3×4＋ λ， 所以只需将波形向x轴负方向平移λ
图12－2－5 ＝2 m即可，如图
12－2－5所示．
选修34 第二讲 机械波
(5)求路程，因为n＝ 所以路程s＝4nA＝4×0.2×3.5 m＝2.8 m. P点经3.5个周期后仍在平衡位置处，所以位移为零． [答案] 见解析
选修34 第二讲 机械波
2.某同学用一根弹性绳进行机械波的实验．用手握住绳 的一端做周期为1 s的简谐运动，在绳上形成一列简谐 波．以弹性绳为x轴，手握住的一端为坐标原点O，且 从波传到x＝1 m处的M点开始计时，如图12－2－6所 示，求：
选修34 第二讲 机械波
图12－2－6 (1)当时间t为多少时，平衡位置在x＝4.5 m处的N质点恰好第 一次从平衡位置向y轴正方向运动？ (2)画出上问中t时刻弹性绳上的波形图．
2．机械波传播过程中，在固体和液体中的传播速度比在空气 中的传播速度大．
高考物理总复习 2机械波课件 新人教版选修34
• (2)现象：某些地方的振动加强，某些地方的振动减弱，并 且加强和减弱的区域间隔出现，加强的地方始终加强，减 弱的地方始终减弱，形成的图样是稳定的干涉图样．
• 【例7】 (2010·上海)利用发波水槽得到的水面波形如图 a、b所示，则( )
• A．图a、b均显示了波的干涉现象 • B．图a、b均显示了波的衍射现象 • C．图a显示了波的干涉现象，图b显示了波的衍射现象 • D．图a显示了波的衍射现象，图b显示了波的干涉现象 • 【解析】 波绕过障碍物继续传播的现象就是波的衍射现
握及应用，但是“差不多”，这一条件不好把握．本题展 示的小孔的尺寸为波长的2－3倍(根据高考题目测量的结 果)．此种情况仍可称为“差不多”，可以产生明显的衍射 现象．
• 三、波的干涉
• 1．波的独立传播原理
• 几列波相遇时，互不干扰，仍保持原有的波形，继续向前 传播，这就是波的独立传播性原理．“各自保持原有的波 形”指：保持原有的波速、频率、波长、振动方向等不 变．
• 2．次声波
• 频率低于20 Hz的声波．
• 3．超声波
• 频率高于20 000 Hz的声波，应用：声呐、探伤、打碎、诊 断等．
• 【例9】 如图所示图A是在高速公路上用超声波测速仪测 量车速的示意图，测速仪发出并接收超声波脉冲信号，根 据发出和接收到的信号间的时间差，测出被测物体的速 度．图B中P1、P2是测速仪发出的超声波信号，n1、n2分别 是P1、P2由汽车反射回来的信号．
• D．站在场边的观察者听到发动机工作时发出的声音的音 调是不变的
• 【解析】 “发动机”做圆周运动，相对操纵者距离不变， 故B项正确，A项错．“发动机”做圆周运动，离观察者的 距离是周期性变化的，因此C项正确，D项错．
• 【例7】 (2010·上海)利用发波水槽得到的水面波形如图 a、b所示，则( )
• A．图a、b均显示了波的干涉现象 • B．图a、b均显示了波的衍射现象 • C．图a显示了波的干涉现象，图b显示了波的衍射现象 • D．图a显示了波的衍射现象，图b显示了波的干涉现象 • 【解析】 波绕过障碍物继续传播的现象就是波的衍射现
握及应用，但是“差不多”，这一条件不好把握．本题展 示的小孔的尺寸为波长的2－3倍(根据高考题目测量的结 果)．此种情况仍可称为“差不多”，可以产生明显的衍射 现象．
• 三、波的干涉
• 1．波的独立传播原理
• 几列波相遇时，互不干扰，仍保持原有的波形，继续向前 传播，这就是波的独立传播性原理．“各自保持原有的波 形”指：保持原有的波速、频率、波长、振动方向等不 变．
• 2．次声波
• 频率低于20 Hz的声波．
• 3．超声波
• 频率高于20 000 Hz的声波，应用：声呐、探伤、打碎、诊 断等．
• 【例9】 如图所示图A是在高速公路上用超声波测速仪测 量车速的示意图，测速仪发出并接收超声波脉冲信号，根 据发出和接收到的信号间的时间差，测出被测物体的速 度．图B中P1、P2是测速仪发出的超声波信号，n1、n2分别 是P1、P2由汽车反射回来的信号．
• D．站在场边的观察者听到发动机工作时发出的声音的音 调是不变的
• 【解析】 “发动机”做圆周运动，相对操纵者距离不变， 故B项正确，A项错．“发动机”做圆周运动，离观察者的 距离是周期性变化的，因此C项正确，D项错．
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(4)一个周期内,质点完成一次全振动,通过的路程为⑧ 4A ,位移为⑨ 零。
3.波长、波速、频率及其关系 (1)波长 在波动中,振动相位总是⑩ 相同 的两个相邻质点间的距离,用λ表示。
(2)波速 波在介质中的传播速度,由 介质 本身的性质决定。 (3)频率 由 波源 决定,等于 波源 的振动频率。 (4)波长、波速和频率的关系: v=fλ 。
A.这列简谐波的振幅为20 cm B.这列简谐波的周期为5.0 s C.这列简谐波在该介质中的传播速度为25 cm/s
D.这列简谐波沿x轴正向传播
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答案 D 由题图可知,质点偏离平衡位置的最大距离即振幅为10 cm,A
错;由该质点P振动的表达式可知这列简谐横波的周期为T= 2 = 2 s=0.4 s,
(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。 (3)从图像可获取的信息有: a.该时刻各质点的振动 位移 ; b.振幅A和 波长λ ;
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c.若已知波的传播方向,由图像可知各质点的振动方向;若已知某质点该
时刻的振动方向,由图像可知波的传播方向。
6.辨析
(1)根据公式v=λf可知波速与频率成正比 (✕)
(2)波可以传递振动形式和能量 (√)
(3)在机械波传播过程中,质点会随波迁移 (✕)
二、波特有的现象
1.波的叠加:几列波相遇时,每列波都能够保持各自的状态继续传播而不
互相① 干扰 ,只是在重叠的区域里,任一质点的总位移等于各列波分
别引起的位移的② 矢量和 。
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2.波的干涉 (1)两列波产生干涉的条件:频率相同、相位差恒定。 (2)现象:两列波相遇时,某些区域振动总是③ 加强 ,某些区域振动总 是④ 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 波长的⑤ 整数倍 时,振动加强;凡到两波源的路程差为半个波长的⑥
1 =25 Hz,波速v=λ =200 m/s,波向x轴的正方向传播,选项A错误。从t1时刻
T
T
开始,经0.1 s质点P经过2.5个全振动,通过的路程为 1 m,选项B错误。根据
多普勒效应,观察者和波源靠近时接收到的频率升高,远离时接收到的频率
降低,选项C正确。发生明显衍射现象的条件是障碍物或孔的尺寸小于波
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4.波的分类 (1)横波:质点的振动方向与传播方向 垂直 ,凸起的最高处叫做波 峰,凹下的最低处叫做波谷。 (2)纵波:质点的振动方向与波的传播方向在 同一直线 上,质点分布
最密的位置叫做密部,质点分布最疏的位置叫做疏部。
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5.波的图像 (1)图像: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像,简谐. 答案 D 多普勒效应是指当波源和观察者之间有相对运动时,观察者 接收到的波的频率发生变化的现象,波源自身的频率不会变化,B错。声源 和观察者之间相对远离时频率变低,反之变高,音调由频率决定,故C错D 对。在电磁波的传播中也有这一现象,故A错。
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3.如图所示是一列简谐波在t=0时的波形图,介质中的质点P沿y轴方向做简 谐运动的表达式为y=10 sin (5πt) cm。关于这列简谐波,下列说法中正确的 是( )
A.该波的传播速度可能是600 m/s
B.从t1时刻开始,经0.1 s质点P通过的路程为0.8 m
C.若该波波源从O点沿x轴正向运动,则在x=200 m处的观测者接收到的波
的频率将大于25 Hz
D.遇到宽约3 m的障碍物时,该波能精发选生pp明t 显的衍射现象
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4. 答案 CD 由波动图像知波长λ=8 m,由题意知周期T=0.04 s,则频率f=
浙江专用 物理
第2讲 机械波
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知识梳理
一、机械波 1.机械波的形成条件:① 波源 ;② 介质 。 2.机械波的特点 (1)机械波传播的只是振动的③ 形式 和④ 能量 ,质点只在各自的 平衡位置附近振动,并不随波⑤ 迁移 。 (2)介质中各质点的振幅相同,振动周期和频率都与⑥ 波源 的振动周 期和频率相同。 (3)各质点开始振动(即起振)的方向均⑦ 相同 。
奇数倍 时,振动减弱。 3.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⑦ 差不多
,或者比波长⑧ 小 。
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(2)现象:波绕过障碍物继续传播。 4.多普勒效应 由于波源和观察者之间有⑨ 相对运动 ,使观察者接收到的波的频率 发生变化的现象叫多普勒效应。 5.辨析 (1)发生多普勒效应时,波源发出的频率不变 ⑩(√) (2)一切波均会发生衍射现象 (√)
ω 5
B错;由题图可知,该波的波长为λ=4 m,波速v= λ = 4 m/s=10 m/s,C错;由质
T 0 .4
点P做简谐运动的表达式可知,t=0时刻质点P正在向上运动,由此可判断波
沿x轴正向传播,D正确。
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4.如图所示为一列简谐横波的波形图,其中虚线是t1=0.01 s时的波形,实线 是t2=0.02 s时的波形,已知t2-t1=T/4。关于这列波,下列说法中正确的是( )
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1.一列简谐横波沿x轴正方向传播,某一时刻的波形图如图所示,此时质 点P、S跟质点Q、R的振动位移大小相等、方向相反。由图可知,在此后的 任一时刻 ( ) A.质点P和S的振动加速度大小和方向总相同 B.质点P和Q的振动位移大小总相同、方向总相反 C.质点P和S的振动速度大小和方向总相同 D.质点P和R的振动加速度大小总相同、方向总相反
答案 D 由波动图像可得,P、R两点相隔半个波长,所以在振动过程中 的位移、加速度总是大小相等、方向相反,故只有D对。
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2.下列关于多普勒效应的说法正确的是 ( ) A.只有声波才能发生多普勒效应 B.当波源与观察者相向运动时,波源自身的频率会变大 C.只要声源在运动,观察者听到的声音的音调就会变高 D.当声源相对观察者运动时,观察者听到的声音音调可能变高,也可能变低