2014届高考物理一轮复习课件(考纲解读+考点探究+高分技巧)：选修3-4 第2讲 机械波(78张ppt,含详解)

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横波的图象 Ⅱ(考纲要求)
【思维驱动】
如图12-2-1所示为一列沿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 图12-2-1 ( A．1 cm<x<3 cm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
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Байду номын сангаас析
由波沿x轴负方向传播知，
当Q点在t＝0时的振动状态传到
P点时，波形如图中虚线所示， 所以此时1 cm<x<2 cm范围内的质点正在向y轴正方向运动， 因此选项A错误；Q处质点此时正在波谷位臵，加速度沿y轴 的正方向，故选项B正确、选项C错误；波传播的是振动的
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4A 位移为
3．机械波的分类 (1)横波：质点的振动方向与波的传播方向相互 波，有 波峰 (凸部)和 波谷 (凹部)． 同一直线 的波， 垂直 的
(2)纵波：质点的振动方向与波的传播方向在
有 密部 和 疏部 .
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【知识存盘】
1．波长：在波动中，振动相位总是
的距离，用λ表示．
相同
的两个相邻质点间
2．波速：波在介质中的传播速度．由 介质 3．频率：由 波源
λ ②v＝T
本身的性质决定．
决定，等于
波源
的振动频率．
4．波长、波速和频率的关系
①v＝λf
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波的干涉和衍射现象 多普勒效应 Ⅰ
(1)何时x＝5.4 m的质点第一次到达波峰？ (2)从t＝0开始至x＝5.4 m的质点第一次到达波峰这段时间内，
波源通过的路程是多少？
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解析
(1)由题图知 λ＝60 cm＝0.6 m，
4×1.5 s 1 由题知 1.5 s＝1 T，所以 T＝ s＝1.2 s， 4 5 x λ 设经过 t＝1.5 s 波传播的距离为 x，因此波速 v＝ t ＝T， λt 0.6×1.5 所以 x＝ T ＝ m＝0.75 m， 1.2 即 t＝1.5 s 时波刚好传到距波源 0.75 m 的质点，前面距离该 质点最近的波峰是位于 x＝0.3 m 的质点， Δx 设再经过 t′最近的波峰传到 x＝5.4 m 处， 因此波速 v＝ ＝ t′ λ T，
①直接读取振幅A和波长λ，以及该时刻各质点
的位移．②确定某时刻各质点加速度和速度的方
应用 向，并能比较大小．③结合波的传播方向可确定 各质点的振动方向或由各质点的振动方向确定波 的传播方向.
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波速、波长和频率(周期)的关系 Ⅱ(考纲要求)
【思维驱动】 关于公式v＝λf，正确的说法是 ( )．
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【变式跟踪1】 如图12-2-7所示为波源
O振动1.5 s时沿波的传播方向上部分
质点振动的波形图，已知波源O在 图12-2-7 t＝0时开始沿y轴负方向振动，t＝1.5 s时它正好第二次到达 波谷，问：
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D．这列波的周期一定是0.15 s
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解析
由波的图象可看出， 这列波的波长 λ＝12 cm，B 错误；
λ λ 12 根据 v＝T，可求出这列波的周期为 T＝v＝ s＝0.15 s，D 80 正确；根据 x＝vt＝80×0.05 cm＝4 cm 可判断，波应沿 x 轴 负方向传播，根据波的“微平移”法可判断 t＝0.05 s 时刻 x ＝6 cm 处的质点正在向上运动，A、C 错误． 答案 D
考点一
对机械波的理解及图象的应用
机械波的特点及各物理量之间的关系 (1)介质依存性：机械波离不开介质．
(2)能量信息性：机械波传播的是振动的形式、能量和信息．
(3)传播不移性：在传播方向上，各质点只在各自平衡位置附
近振动，并不随波迁移．
(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．
在t＝0时，M通过其平衡位置沿y轴正方向运动，N位于
其平衡位置上方最大位移处 ．已知该波的周期大于 1
s．则 ( )．
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5 A．该波的周期为 s 3 1 B．在 t＝ s 时，N 的速度一定为 2 m/s 3 C．从 t＝0 到 t＝1 s，M 向右移动了 2 m 1 2 D．从 t＝ s 到 t＝ s，M 的动能逐渐增大 3 3
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解析 根据题意，M、N 间的基本波形如右 3 图所示，则 Δx＝nλ＋ λ(n＝0,1,2，„)，所 4 8 以该简谐横波的波长 λ＝ m(n＝0,1,2， 4n＋3 λ λ 4 „)．根据 v＝ T ，得简谐横波的周期 T＝ v ＝ s(n＝ 4n＋3 4 4 0,1,2，„)．当 n＝0 时，T＝ s；当 n＝1 时，T＝ s．又题设 3 7 4 T>1 s，所以该波的周期 T＝ s，选项 A 错误． 3
形式和能量，质点并不随波迁移，故选项D错误．
答案 B
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【知识存盘】
横波的图象
项目 坐标轴
内容
以横轴表示各质点的平衡位置，纵轴表示该
时刻各质点的位移
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
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图象
图12-2-6
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备课札记
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考点二
波的多解问题
【典例2】 (2012·四川卷，19)在xOy平面内
有一列沿x轴正方向传播的简谐横波， 波速为2 m/s，振幅为A.M、N是平衡位 置相距2 m的两个质点，如图12-2-8所示． 图12-2-8
找一点P′，若P′在P上方，则P向上运动，若P′在P下方， 则P向下运动．
图12-2-5
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3．微平移法
原理：波向前传播，波形也向前平移．
方法：作出经微小时间Δt后的波形，如图12-2-6虚线所示， 就知道了各质点经过Δt时间到达的位置，此刻质点振动 方向也就知道了，图中P点振动方向向下．
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【知识存盘】
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 迁移．
各自的平衡位置附近做简谐运动，并不随波
(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． (3)一个周期内，质点完成一次全振动，通过的路程为 ， 零．
第2讲 机械波
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机械波、横波和纵波 Ⅰ(考纲要求)
【思维驱动】 (2011·新课标全国卷)一振动周期为T、振幅为A，位于x＝ 0点的波源从平衡位置沿y轴正向开始做简谐振动．该波源
产生的一维简谐横波沿x轴正向传播，波速为v，传播过程
中无能量损失．一段时间后，该振动传播至某质点P，关 于质点P振动的说法正确的是 (
对简谐波而言，介质中各振动质点的振幅和周期都与波源的
相同，A、B正确；质点P的振动速度不是波的传播速度v，
C错误；质点P开始振动的方向与波源开始振动的方向相同， 与它们的距离无关，D错误；若P点与波源距离x＝vT＝λ， 相差波长λ整数倍的质点振动情况都相同，故E正确． 答案 ABE
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以题说法
质点的振动方向与波的传播方向的互判方法
1．上下坡法 沿波的传播方向看，“上坡”的点向下运动，“下坡” 的点向上运动，简称“上坡下，下坡上”如图12-2-4所 示．
图12-2-4
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2．带动法
如图12-2-5所示，在质点P靠近波源一方附近的图象上另
A．v＝λf适用于一切波
B．由v＝λf知，f增大，则波速v也增大 C．v、λ、f三个量中，对同一列波来说，在不同介质中传播 时保持不变的只有f D．由v＝λf知，波长是2 m的声音比波长是4 m的声音传播速
度小
解析 因波速公式具有普遍意义，故A对；波的频率由波源决
定，故C对． 答案 AC
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波的衍射
过障碍物 继续传播 的现象
到直线传
播以外的 空间
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跟波长相差
不多或者小 于波长
射是波特
有的现象
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频率相同的两列波 干涉图样稳定， 叠加，使某些区域 振动强弱区域 两列波的频率 相同
波的干涉
的振动加强，某些
区域的振动减弱的 现象