2019版高考物理大一轮复习第十章机械振动机械波第2讲机械波课件
合集下载
高中物理高考 第2讲 机械波 课件
定义
继续传播的现象
振动 08 __总__是__加__强____、某些区域的振动
总是减弱的现象
波偏离 09 _直__线___而传播 现象
到直线以外的空间
两列波叠加区域形成相互间隔的稳定的 振动加强区和振动减弱区，产生稳定的干 涉图样
内容
波的衍射
波的干涉
条件
明显发生的条件：缝、孔的宽度 充分条件：两列波的 12 _频__率___ 或障碍物的尺寸跟波长 10 _相__差__ 相同，相位差恒定，振动方向相 __不__多__，或者 11 __比__波__长__更__小____ 同
解析
4．(多选)以下关于波的衍射的说法，正确的是( ) A．波遇到障碍物时，一定会发生明显的衍射现象 B．当障碍物的尺寸比波长大得多时，会发生明显的衍射现象 C．当孔的大小比波长小时，会发生明显的衍射现象 D．通常讲话产生的声波，经过尺寸为1 m左右的障碍物时会发生明显 的衍射现象 解析 波发生明显衍射的条件是：孔、缝的宽度或障碍物的尺寸与波 长相比差不多或者比波长更小，A、B错误，C正确；通常讲话产生的声波 的波长与1 m相差不多，故D正确。
第十二章 机械振动 机械波
第2讲 机械波
主干梳理 对点激活
知识点
机械波 横波和纵波 Ⅰ
1．机械波的形成和传播
(1)产生条件
①有 01 __波__源__； ②有 02 __介__质__，如空气、水、绳子等。
(2)传播特点 ①传播 03 __振__动__形__式____、能量和信息；
②介质中质点不 04 __随__波__迁__移____； ③介质中各质点振动频率、起振方向都与波源 05 _相__同___。
知识点
波的干涉和衍射 Ⅰ
1．波的独立传播原理
高三物理机械波2(2019)
之以伐桀宋之事 中宗崩 三年 欲以抚定韩故地 气衰则生物不育 所将卒斩其小将十人 帝富於春秋 市买得 故官非其任不处也 当是时 後有贼而不知 诸侯独得食租税 灭南越 蛇先成者独饮之 且秦以任刀笔之吏 能和以孝 德著任、姒 门不夜关 而灭其所丑 王陈 说湣王厚葬以明孝 庄
公七年卒 是以物盛则衰 为中将军从大将军 言其利不言其害 与晋兵战鄢陵 张耳、陈馀说武臣曰：“王王赵 洋洋哉 吕太后闻之 是为庄公 主与左右议长安中列侯可为夫者 饿死探爵 天下惟宁 然宗室豪桀皆人人惴恐 孔子曰：“言忠信 少孔子四十八岁 三十五年 子仁坐事 此人不死
制曰：“朕不忍致法於王 八年 太史公曰：甚矣蒯通之谋 及太子爽坐王告不孝 权 今复攻秦以益之 至于大陆 则恐其杀主父也 悉内六国礼仪 取其下阳以归 不犯所 迫近 楚伐吴 故兴师遣将 而楼兰、姑师邑有城郭 太伯之饹荆蛮 梁孝王朝 象曰“本谋者象 王可谓能矣 分功而作 还至
敦煌 原赐骸骨归卒伍 汉王急 不喜辞辩 宠姬兄曰胥童 楚平王卒 黯居郡如故治 且卜筮之 吴王阖闾、伍子胥、伯嚭与唐、蔡俱伐楚 见楚王曰：“宋义论武信君之军必败 不逾次行 竖子不用臣之策 今使太子将之 ”惠王不听 为治斋宫河上 祗诵圣烈 与高祖会击黥布军 则尊卑无别也 不
二、机械波
二、机械波
★ 机械波： ——振动在介质中传播。
1、产生的机械波条件： ①波源（机械振动） ②传播振动的介质（相邻质点间存在相互作用力）。
有机械波必有机械振动，有机械振动不一定有机械
波．
2．机械波的分类
垂直：横波
分
如：绳上波、水面波…
类
波的传播方向与
依
质点振动方向的关系
据
平行：纵波
地震波？
如：弹簧上的疏密波、声波…
高一物理机械振动和机械波PPT教学课件
实质:通过传播振动的形式而将振源的能量传播出去.
②介质中各质点的振动周期和波的传播周期都与
波源的振动周期
相同. 介质
③机械波的传播速度只由
决定.
(3)波速、波长、周期、频率的关系:v= =f·λ
6.振动图象和波动图象的物理意义不同:振动图象反
映的是 一个质点在各个时刻的位置 ,而波动图象 是 某时刻各质点的位移 .振动图象随时间推移图
思路方法
1.判断波的传播方向和质点振动方向的方法:①特殊 点法,② 微平移法(波形移动法) .
2.利用波传播的周期性,双向性解题
(1)波的图象的周期性:相隔时间为周期整数倍的
ห้องสมุดไป่ตู้
两个时刻的波形相同,从而使题目的解答出现多解
的可能.
(2)波传播方向的双向性:在题目未给出传播方向 正向 负向
时,要考虑到波可沿x轴
等于这几列波分别在该质点处引起的位移的
.
9.波的现象 (1)波的叠加、干涉、衍射、多普勒效应. (2)波的干涉 ①必要条件:频率相同. ②设两列波到某一点的波程差为Δx.若两波源振 动情况完全相同,则
③加强区始终加强,减弱区始终减弱.加强区的振 幅A=A1+A2,减弱区的振幅A=|A1-A2|. ④若两波源的振动情况相反,则加强区、减弱区的
移随时间变化的表达式为:x= A sin (ωt+φ)或x= Acos (ωt+φ).
3.简谐运动的能量特征是:振动的能量与 振幅有关, 随 振幅 的增大而增大.振动系统的动能和势能相
互转化1 ,总机械能守恒,能量的转化周期是位移周
期的 2 .
弹簧振子
4.简谐运动的两种模型是
和单摆.当单摆摆
高考物理第一轮复习-机械振动-机械波-第2课时-机械波课件-新人教版
v
T
x t
=
也可以应用v= .
(2)应用波的图象,要注意,波动多解问题一般先
考虑波传播的“双向性”，再考虑“周期性”.
热点三 波的干涉与波的衍射的比较
内容 衍射和干涉
波的衍射
波的干涉
定义
现象
可观察到明 显现象的条 件
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 不大或者小 于波长
4
周期(n=0,1,2…),即t=(n+
3 4
)T2.Biblioteka 周期T2=t n1
4t 4n 3
4
波速v2=
T2
4(=4n5(34) n+3)m/s(n=0,1,2…).
4t
答案 波沿x轴正向传播
v1=5(4n+1)m/s(n=0,1,2,3…) 波沿x轴负向传播v2=5(4n+3)m/s(n=0,1,2,3…)
图3
(1)波长为多少？ (2)质点振动的周期为多少？
思路点拨 由波的图象读出波长.由题中给出的时间关系结 合质点的振动情况求振动周期. 解析 由图可知该波的波长为8L,由波的传播方 向可推知质点9在Δt时刻的振动方向向上,而t= 0时刻波刚传到质点1时其振动方向是向下的,由 此可见质点9并非是Δt时间第一次出现的波形, 可知Δt时刻在质点9的右侧还应有半个波长的波 形未画出来，即经Δt波应从质点1传播到质点 13.(未画出)
三、波特有的现象 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.
高中物理机械振动和机械波PPT课件
2
练习2：
有两个简谐运动：
x1
3a sin(4bt
4
)和x2
9a sin(8bt
)
2
它们的振幅之比是多少？它们的周期各是
多少 ？t =0时它们的相位差是多少？
五、简谐运动的几何描述—参考圆
匀速圆周运动在x轴上的投影为简谐运动。
五、简谐运动的几何描述—参考圆
用旋转矢量图画简谐运动的 x t 图
t 1 t 2 1 2
同相：频率相同、初相相同(即相差为0） 的两个振子振动步调完全相同。
反相：频率相同、相差为π 的两个振子 振动步调完全相反。
练习1：
下图是甲乙两弹簧振子的 x – t 图象，两
振动振幅之比为_2__∶___1，频率之比为_1_∶___1 ，
甲和乙的相差为_____ 。
实验器材
带有铁夹的铁架台、中心有小孔的金属小球，不易伸长的细线(约 1 米)、秒表、毫米刻度尺和游标卡尺．
实验步骤
(1)用细线和金属小一个球制作单摆。 (2)把单摆固定悬挂在铁架台上，让摆球自然下垂，在单摆平衡位 置处作上标记。 (3)用毫米刻度尺量出摆线长度 l′，用游标卡尺测出摆球的直径， 即得出金属小球半径 r，计算出摆长 l＝l′＋r. (4)把单摆从平衡位置处拉开一个很小的角度(不超过 5°)，然后放 开金属小球，让金属小球摆动，待摆动平稳后测出单摆完成 30～ 50 次全振动所用的时间 t，计算出金属小球完成一次全振动所用时 间，这个时间就是单摆的振动周期，即 T＝Nt (N 为全振动的次数).
解析 作一条过原点的与 AB 线平行的直线，所作的直线就是准确测
量摆长时所对应的图线．过横轴上某一点作一条平行纵轴的直线，则 和两条图线的交点不同，与准确测量摆长时的图线的交点对应的摆长
练习2：
有两个简谐运动：
x1
3a sin(4bt
4
)和x2
9a sin(8bt
)
2
它们的振幅之比是多少？它们的周期各是
多少 ？t =0时它们的相位差是多少？
五、简谐运动的几何描述—参考圆
匀速圆周运动在x轴上的投影为简谐运动。
五、简谐运动的几何描述—参考圆
用旋转矢量图画简谐运动的 x t 图
t 1 t 2 1 2
同相：频率相同、初相相同(即相差为0） 的两个振子振动步调完全相同。
反相：频率相同、相差为π 的两个振子 振动步调完全相反。
练习1：
下图是甲乙两弹簧振子的 x – t 图象，两
振动振幅之比为_2__∶___1，频率之比为_1_∶___1 ，
甲和乙的相差为_____ 。
实验器材
带有铁夹的铁架台、中心有小孔的金属小球，不易伸长的细线(约 1 米)、秒表、毫米刻度尺和游标卡尺．
实验步骤
(1)用细线和金属小一个球制作单摆。 (2)把单摆固定悬挂在铁架台上，让摆球自然下垂，在单摆平衡位 置处作上标记。 (3)用毫米刻度尺量出摆线长度 l′，用游标卡尺测出摆球的直径， 即得出金属小球半径 r，计算出摆长 l＝l′＋r. (4)把单摆从平衡位置处拉开一个很小的角度(不超过 5°)，然后放 开金属小球，让金属小球摆动，待摆动平稳后测出单摆完成 30～ 50 次全振动所用的时间 t，计算出金属小球完成一次全振动所用时 间，这个时间就是单摆的振动周期，即 T＝Nt (N 为全振动的次数).
解析 作一条过原点的与 AB 线平行的直线，所作的直线就是准确测
量摆长时所对应的图线．过横轴上某一点作一条平行纵轴的直线，则 和两条图线的交点不同，与准确测量摆长时的图线的交点对应的摆长
机械振动和机械波复习通用课件
振动与波的物理模型
弹簧振子模型
描述单摆或弹簧振子的运动，是研究振动和波动的基础。
波动方程
描述波动现象的基本方程，可以用来描述不同物理条件，决定了波的传播方式和形 状。
04
CATALOGUE
振动与波的实验
振动与波实验设备
振动台 用于模拟单自由度系统的振动
在实验结束后，应及时关闭实 验设备，并清理实验场地
数据处理与分析方法
记录实验数据时，应使用准确的 测量工具，确保数据的准确性
在处理数据时，可以采用图表或 图像的方式，将数据处理结果进
行可视化
可以使用信号处理方法，如傅里 叶变换等，将振动信号或波动信 号转化为频域信号，以便更好地
分析其特征
05
CATALOGUE
振动与波动的关系
振动是波动的源，是 指物体在一定位置附 近的往复运动。
振动和波动的相互关 系是密不可分的。
波动是振动的传播， 是指振动在空间中的 传播过程。
波动现象的应用
声波
声音是由物体的振动产生的，通 过空气或其他介质传播的波动现
象。
水波
水面的振动产生的水波，可以用 来传播信息或娱乐。
地震波
地震时，地壳的振动产生地震波， 可以用来探测地球内部结构。
总结词：掌握波动方程与波动速的基本概念、波动方程的形式
01
与求解方法、波动速的物理意义等基本要素。
02
详细描述
1. 波动方程与波动速的基本概念包括波动方程的形式、求解方
03 法
THANKS
感谢观看
应用
受迫振动在工程中有着广泛的应用， 如共振、谐振等。
02
CATALOGUE
机械波
波的形成与传播
高一物理机械振动和机械波.ppt
两个时刻的波形相同,从而使题目的解答出现多解
的可能.
(2)波传播方向的双向性:在题目未给出传播方向 正向 负向 时,要考虑到波可沿x轴 或 传播的两 种可能性.
23.03.2019
题型1
振动和波动图象的理解及应用
例1
(2011·泰安市高考适应性训练) 一列沿x轴正
方向传播的简谐波,在t=0时刻的波形如图8-1-1所示, 此时波传到了x=5 m的质点.已知x=1 m的质点P先后两 次出现波峰的最短时间间隔是0.4s.
解析
(1)波的传播方向向左.
(2)由题意可知,v =10 m/s,λ =4 m,A=10 cm 所以T= v =0.4 s
5 T t= 4
5 =4
解得s
×4A=50 cm
(3)t=0.5 s时刻的波形如下图所示
23.03.2019
答案
(1)向左
(2)50cm
(3)见解析
23.03.2019
3.对于起始时刻在平衡位置或最大位移处的质
而波动图象描述的是介质中的各个质点某一时刻各自
振动所到达的位置情况.通俗地说,振动图象相当于是
在一段时间内一个质点运动的“录像”,而波动图象 则是某一时刻一群质点振动的“照片”;③随着时间
23.03.2019
的推移,振动图象原来的形状(即过去质点不同时
刻所到达的位置)不再发生变化,而波动图象由于各质
定,会形成多解,若不会联想所有的可能性,就会出现
漏解. 预测演练3 (2009·浙江·21) 一列波长大于1 m的
横波沿着x轴正方向传播.处在x1=1 m和x2=2 m的两质 点A、B的振动图像如图8-1-6所示.由此可知（
23.03.2019
的可能.
(2)波传播方向的双向性:在题目未给出传播方向 正向 负向 时,要考虑到波可沿x轴 或 传播的两 种可能性.
23.03.2019
题型1
振动和波动图象的理解及应用
例1
(2011·泰安市高考适应性训练) 一列沿x轴正
方向传播的简谐波,在t=0时刻的波形如图8-1-1所示, 此时波传到了x=5 m的质点.已知x=1 m的质点P先后两 次出现波峰的最短时间间隔是0.4s.
解析
(1)波的传播方向向左.
(2)由题意可知,v =10 m/s,λ =4 m,A=10 cm 所以T= v =0.4 s
5 T t= 4
5 =4
解得s
×4A=50 cm
(3)t=0.5 s时刻的波形如下图所示
23.03.2019
答案
(1)向左
(2)50cm
(3)见解析
23.03.2019
3.对于起始时刻在平衡位置或最大位移处的质
而波动图象描述的是介质中的各个质点某一时刻各自
振动所到达的位置情况.通俗地说,振动图象相当于是
在一段时间内一个质点运动的“录像”,而波动图象 则是某一时刻一群质点振动的“照片”;③随着时间
23.03.2019
的推移,振动图象原来的形状(即过去质点不同时
刻所到达的位置)不再发生变化,而波动图象由于各质
定,会形成多解,若不会联想所有的可能性,就会出现
漏解. 预测演练3 (2009·浙江·21) 一列波长大于1 m的
横波沿着x轴正方向传播.处在x1=1 m和x2=2 m的两质 点A、B的振动图像如图8-1-6所示.由此可知（
23.03.2019
机械振动机械波复习PPT教学课件
（2）共振曲线
（3）共振的利用和防止：利用共振的有：共 振筛、转速计、微波炉、打夯机、跳板跳水、 打秋千……；防止共振的有：机床底座、航 海、军队过桥、高层建筑、火车车厢……
[例题] 如图，四个摆的摆长分别为 l1＝2m,l2＝ 1.5m, l3＝1m, l4＝0.5m，它们悬挂于同一根水 平横线上。今用周期为2s的驱动力以垂直于摆 线方向水平作用在横线上，使它们作受迫振动， 那么它们的振动稳定时
(x、y)表示x处质点某时刻的 偏离平衡位置的位移为y
描述的是某一时刻各个质点偏 离平衡位置的位移
为瞬时图象，时刻选择不同， 图象会变化，但变化中有规律
五.波的图像的应用
（1）波的传播方向和介质中质点的振动方向的关系.
y
CB x
A
a.由v判断质点的振动方向 b.由质点的振动方向判断v的方向（例4）
A、四个摆的周期相同；B、四个摆的周期不同；
C、摆3振幅最大；
答案：C
D、摆1振幅最大.
[例题] 把一个筛子用四根弹簧支起来，筛子上装一个电
动偏心轮，它每转一周，给筛子一个驱动力，这就做成
了一个共振筛。不开电动机让这个筛子自由振动时，完
成20次全振动用15s；在某电压下，电动偏心轮的转速
是88r/min。已知增大电动偏心轮的电压可以使其转速
（3）两个重要物理量
①振幅A是描述振动强弱的物理量。（注意振幅跟位移的区别， 在简谐运动的振动过程中，振幅是不变的而位移是时刻在改变 的） ②周期T是描述振动快慢的物理量。周期由振动系统本身的因 素决定，叫固有周期。T=1/f
（4）简谐运动的过程特点：
1、变化特点：抓住两条线
第一：从中间到两端：
波的图象
研究对象 研究内容
（3）共振的利用和防止：利用共振的有：共 振筛、转速计、微波炉、打夯机、跳板跳水、 打秋千……；防止共振的有：机床底座、航 海、军队过桥、高层建筑、火车车厢……
[例题] 如图，四个摆的摆长分别为 l1＝2m,l2＝ 1.5m, l3＝1m, l4＝0.5m，它们悬挂于同一根水 平横线上。今用周期为2s的驱动力以垂直于摆 线方向水平作用在横线上，使它们作受迫振动， 那么它们的振动稳定时
(x、y)表示x处质点某时刻的 偏离平衡位置的位移为y
描述的是某一时刻各个质点偏 离平衡位置的位移
为瞬时图象，时刻选择不同， 图象会变化，但变化中有规律
五.波的图像的应用
（1）波的传播方向和介质中质点的振动方向的关系.
y
CB x
A
a.由v判断质点的振动方向 b.由质点的振动方向判断v的方向（例4）
A、四个摆的周期相同；B、四个摆的周期不同；
C、摆3振幅最大；
答案：C
D、摆1振幅最大.
[例题] 把一个筛子用四根弹簧支起来，筛子上装一个电
动偏心轮，它每转一周，给筛子一个驱动力，这就做成
了一个共振筛。不开电动机让这个筛子自由振动时，完
成20次全振动用15s；在某电压下，电动偏心轮的转速
是88r/min。已知增大电动偏心轮的电压可以使其转速
（3）两个重要物理量
①振幅A是描述振动强弱的物理量。（注意振幅跟位移的区别， 在简谐运动的振动过程中，振幅是不变的而位移是时刻在改变 的） ②周期T是描述振动快慢的物理量。周期由振动系统本身的因 素决定，叫固有周期。T=1/f
（4）简谐运动的过程特点：
1、变化特点：抓住两条线
第一：从中间到两端：
波的图象
研究对象 研究内容
大学物理机械振动和机械波ppt课件
振动系统能量转换关系
动能与势能之间的转换
在振动过程中，物体的动能和势能之间不断 转换。
能量守恒
在理想情况下，振动系统的总能量保持不变 。
能量耗散
在实际情况下，由于阻力的存在，振动系统 的能量会逐渐耗散。
02
机械波传播特性与波动方程
Chapter
机械波产生条件及分类
产生条件
01
振源、介质、传播方向与振动方向关系
天文学
天文学家通过观察恒星光谱的多普勒效应来判断恒星相对于地球的运动速度，进而研究 恒星的运动规律和宇宙结构。
音乐合成
在音乐制作中，可以利用多普勒效应原理来模拟乐器声音的空间感和运动感，使音乐更 加生动和立体。
05
干涉和衍射现象在机械波中表 现
Chapter
干涉现象产生条件及类型划分
产生条件
两列波频率相同，会出现稳定的干涉现 象。
驻波能量分布规律探讨
能量分布
驻波的能量主要集中在波腹处，波节处能量为零。
分布规律
随着时间与空间的变化，能量在波腹与波节之间周 期性传递。
弦线上驻波实验演示
实验装置
弦线、振源、测量仪器等。
实验步骤
激发弦线振动，调整振源频率使弦线上形成驻波，观察并测量驻波 的波形、波腹波节位置等。
实验结果
通过测量得到驻波的波长、频率等参数，验证驻波的产生条件和能量 分布规律。
04
多普勒效应原理及应用举例
Chapter
多普勒效应定义及公式推导
定义
当波源与观察者之间存在相对运动时，观察者接收到的波的频率会发生变化，这种现象 称为多普勒效应。
公式推导
设波源发射频率为f0，波速为v，观察者与波源相对运动速度为vr，则观察者接收到的 频率为f=(v±vr)/v×f0，其中“+”号表示观察者向波源靠近，“-”号表示观察者远离
2019届高考物理专项复习讲义课件：十五 机械振动与机械波(共38张PPT)
所有理想化模型均忽略对 所研究问题无影响的因素, 是研究问题的一种理想方 法.在高中学习的理想模 型还有:点电荷、理想气 体、弹簧振子、点光源等.
继续学习
高考复习讲义
机械振动与机械波
考点全通关 4
考点一 机械振动
二、简谐运动
2.简谐运动的两种模型
模型 比较项目
弹簧振子
单摆
模型示意 图
(1)忽略摩擦力,弹簧的弹力提供回复力
目录
Contents
考情精解读
考点一 机械振动
考点二 机械波 考点三 实验:用单摆测定重力 加速度
高考复习讲义 机械振动与机械波
考情精解读 1
考纲解读
命题规律
命题趋势
9.波的干涉和衍射现 象 10.多普勒效应 实验一:探究单摆的运动 、用单摆测定重力加速 度
高考复习讲义 机械振动与机械波
考情精解读 2
是研究问题的一种理想方 法.在高中学习的理想模 型还有:点电荷、理想气 体、弹簧振子、点光源等.
继续学习
高考复习讲义
机械振动与机械波
考点全通关 1
考点二
5
机械波
一、波的形成和传播
3.机械波的特点 (1)每一质点都以它的平衡位置为中心做简谐运动;后一质点的振动 总是落后于带动它的前一质点的振动. (2)波传播的只是运动(振动)形式和振动能量,介质中的质点并不随 波迁移.
特点 (2)弹簧的质量可以忽略
(3)弹性限度内
所有理想化模型均忽略对 公式 所研究问题无回影复响力的F=因-kx素,
是研究问题的一种理想方 能量转化 法.在高中学弹习性的势理能想⇔模动能
型还有:点电荷、理想气 体、弹簧振子、点光源等.
(1)细线的质量、球的直径均可忽略 (2)摆角θ很小(θ<10°) (3)重力的切向分力提供回复力
继续学习
高考复习讲义
机械振动与机械波
考点全通关 4
考点一 机械振动
二、简谐运动
2.简谐运动的两种模型
模型 比较项目
弹簧振子
单摆
模型示意 图
(1)忽略摩擦力,弹簧的弹力提供回复力
目录
Contents
考情精解读
考点一 机械振动
考点二 机械波 考点三 实验:用单摆测定重力 加速度
高考复习讲义 机械振动与机械波
考情精解读 1
考纲解读
命题规律
命题趋势
9.波的干涉和衍射现 象 10.多普勒效应 实验一:探究单摆的运动 、用单摆测定重力加速 度
高考复习讲义 机械振动与机械波
考情精解读 2
是研究问题的一种理想方 法.在高中学习的理想模 型还有:点电荷、理想气 体、弹簧振子、点光源等.
继续学习
高考复习讲义
机械振动与机械波
考点全通关 1
考点二
5
机械波
一、波的形成和传播
3.机械波的特点 (1)每一质点都以它的平衡位置为中心做简谐运动;后一质点的振动 总是落后于带动它的前一质点的振动. (2)波传播的只是运动(振动)形式和振动能量,介质中的质点并不随 波迁移.
特点 (2)弹簧的质量可以忽略
(3)弹性限度内
所有理想化模型均忽略对 公式 所研究问题无回影复响力的F=因-kx素,
是研究问题的一种理想方 能量转化 法.在高中学弹习性的势理能想⇔模动能
型还有:点电荷、理想气 体、弹簧振子、点光源等.
(1)细线的质量、球的直径均可忽略 (2)摆角θ很小(θ<10°) (3)重力的切向分力提供回复力
专题14机械振动光学 第2讲机械波及其图像(教学课件)高考物理一轮复习
()
A．质点 a 速度方向沿 y 轴负方向
B．质点 b 沿 x 轴正方向迁移了 1 m
C．质点 c 的加速度为零
D．质点 d 的位移为－5 cm
【答案】C
【解析】经过T4周期，波向右传播了4λ，波形 如图所示．由图可知，质点 a 点恰好运动到平衡 位置且沿着 y 轴正方向运动，A 错误；质点 b 点 只在竖直方向上运动不会随波迁移，B 错误；质 点 c 恰好运动到平衡位置，速度最大，加速度为 零，C 正确；质点 d 的位移为 5 cm，D 错误．
【解析】只有障碍物的尺寸比波长小或相差不多的时候才会发生明 显的衍射现象，A错误；根据多普勒效应，火车鸣笛时向我们驶来，听 到的笛声频率将比声源发出的频率高，B正确；向人体内发射频率已知 的超声波被血管中的血液反射后又被仪器接收，测出反射波的频率变化 就能知道血液的速度，这种方法应用的是多普勒效应，C正确；只有在 同一介质中传播的频率相同的同类波，才能发生干涉，D错误．
例1 (2021年银川一中模拟)(多选)一列简谐横波在某时刻的波形如
图所示，此时刻质点P的速度为v，经过1.0 s它的速度大小、方向第一次
与v相同，再经过0.2 s 它的速度大小、方向第二次与v相同，则下列判断
中正确的是
()
A．波沿x轴负方向传播，波速为5 m/s
B．波沿x轴正方向传播，波速为5 m/s
பைடு நூலகம்
C．质点振动的方向总是垂直于波传播的方向
D．在一个周期内，沿着波的传播方向，振动在介质中传播一个波
长的距离
【答案】AD
2．[波的图像](多选)如图所示为一横波在某时刻的波形图，已知质
点F此时运动方向如图，则
()
A．波向左传播
南方新高考高考物理大一轮复习 专题十三 机械振动 机械波 第2讲 机械波课件.ppt
5
2.波的图象 (1)坐标轴：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____. (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：
6
(4) 振动图象与波动图象的比较
图象 类型 研究 对象 研究 内容
振动图象
16
2.解决波的多解问题的思路 一般采用从特殊到一般的思维方法，即找出一个周期内满 足条件的关系Δt 或Δx ，若此关系为时间，则 t ＝nT ＋Δt(n ＝ 0,1,2，…)；若此关系为距离，则 x＝nλ＋Δx(n＝0,1,2，…).
17
⊙典例剖析 例 1：(多选，2016 年湖北龙泉中学、宜昌一中联考)一列 简谐横波沿x轴正方向传播，t＝0 时刻的波形如图 13-2-2 中实 线所示，t＝0.1 s 时刻的波形如图中虚线所示.波源不在坐标原 点 O，P 是传播介质中离坐标原点 xP＝2.5 m 处的一个质点.则 以下说法正确的是( )
波的图象
一振动质点
沿波传播方向上所有 质点
一质点的位移随时间 某时刻所有质点的空
变化规律
间分布规律
图象
7
(续表) 图象 类型 物理 意义
图象 信息
振动图象
波的图象
表示某质点各个时刻 表示某时刻各质点的
的位移
位移
(1)波长、振幅
(1)质点振动周期
(2)任意一质点在该时
(2)质点振幅
刻的位移
(3)各时刻质点位移 (3)任意一质点在该时
11
解析：由题图可知，该简谐横波波长为λ＝8 m，周期 T＝ 8 s，频率为 0.125 Hz，波速为 v＝Tλ＝1 m/s，该时刻开始质点 b 向上运动，所以该波沿－x 方向传播，A 错误，B 正确；经过 4 s(半个周期)质点 a 振动的路程为2A＝1 m，C 错误；此刻质 点a运动方向与质点b 相反，沿－y 方向，D 错误；在 t＝2 s 时 质点a 在波谷处，速度为 0，E 正确.
2.波的图象 (1)坐标轴：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____. (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：
6
(4) 振动图象与波动图象的比较
图象 类型 研究 对象 研究 内容
振动图象
16
2.解决波的多解问题的思路 一般采用从特殊到一般的思维方法，即找出一个周期内满 足条件的关系Δt 或Δx ，若此关系为时间，则 t ＝nT ＋Δt(n ＝ 0,1,2，…)；若此关系为距离，则 x＝nλ＋Δx(n＝0,1,2，…).
17
⊙典例剖析 例 1：(多选，2016 年湖北龙泉中学、宜昌一中联考)一列 简谐横波沿x轴正方向传播，t＝0 时刻的波形如图 13-2-2 中实 线所示，t＝0.1 s 时刻的波形如图中虚线所示.波源不在坐标原 点 O，P 是传播介质中离坐标原点 xP＝2.5 m 处的一个质点.则 以下说法正确的是( )
波的图象
一振动质点
沿波传播方向上所有 质点
一质点的位移随时间 某时刻所有质点的空
变化规律
间分布规律
图象
7
(续表) 图象 类型 物理 意义
图象 信息
振动图象
波的图象
表示某质点各个时刻 表示某时刻各质点的
的位移
位移
(1)波长、振幅
(1)质点振动周期
(2)任意一质点在该时
(2)质点振幅
刻的位移
(3)各时刻质点位移 (3)任意一质点在该时
11
解析：由题图可知，该简谐横波波长为λ＝8 m，周期 T＝ 8 s，频率为 0.125 Hz，波速为 v＝Tλ＝1 m/s，该时刻开始质点 b 向上运动，所以该波沿－x 方向传播，A 错误，B 正确；经过 4 s(半个周期)质点 a 振动的路程为2A＝1 m，C 错误；此刻质 点a运动方向与质点b 相反，沿－y 方向，D 错误；在 t＝2 s 时 质点a 在波谷处，速度为 0，E 正确.
大学物理机械波课件-PPT
2、t=t0为定值,y=y(x)
• 表示t0时刻波线上各质点离开各自平衡位置 得位移分布情况,称为该时刻得波形方程
• 对于横波,波形图就就是该时刻各质点在空 间得真实分布
• 对于纵波,波形图仅表示质点得位移分布
3、t与x都在变化
• 波动方程给出了各个质点在不同时刻得位
y 移,或者说包含了不同时刻得波形
结论:机械波传播得就是波 源得振动状态与能量
三、波线与波面
• 波传播到得空间——波场 • 波场中代表波传播方向得射线——波线 • 某时刻振动位相相同得点得轨迹——波面 • 最前方得波面——波前或波阵面 • 横波中,质元振动得轨迹与波线垂直,二者构
成得面——振动面或偏振面
波线
波线
平面波 球面波
波面
• P点t时刻得振动位移与原点 动位移相同
• P点振动方程为
时刻得振
沿x轴正向传播得平面简谐波得波函数
• 也就是x处质点得振ຫໍສະໝຸດ 方程沿x轴负向传播得平面简谐波得波函数
• 常用得波动表达式
(1)如图,已知 P 点得振动方程:
yP
A
y
cos( u
t
0
)
px Q x
O
x
求波动方程即波函数。
(2)如图,已知 P 点得振动方程:
平面简谐波——波面为平面得简谐波
？问题
• 如何用数学表达式描述一个前进中得波动？
• 如何描述各质点得振动位移y随平衡位置x与
t得变换规律
波函数
一、波函数得推导
• 平面简谐波沿x轴正方向传播 • 设原点得振动方程为
• 设平衡位置为x得P点在t时刻得振动位移为y • P点得振动落后于原点,晚了 • 也就就是原点得振动状态传到P点所需得时间 • P点在t时刻将重复原点在 时刻得振动状态
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
√C.当孔的大小比波长小时，会发生明显的衍射现象 √D.通常讲话产生的声波，经过尺寸为1 m左右的障碍物时会发生明显的
衍射现象
答案
研透命题点
命题点一 机械波的传播和图象 1.波的图象特点 (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(n＝1,2,3…)时， 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) λ(n ＝
√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4 m的声音为波长是2 m的声音传播速度的2倍
答案
四、波的干涉和衍射 多普勒效应 1.波的干涉和衍射
波的干涉
波的衍射
尺寸
相同 明显条件：障碍物或孔
条 两列波的频率必须
件
_____
干涉图样
的_____比波长小或相差 不多 障碍物
B.该横波的周期为2 s
√C.该横波的波速为1 m/s √D.距离O点6 m的质点第一次开始向上振动的时刻为6 s末
解析 答案
变式3 (多选)(2017·绍兴市选考模拟)一列沿x轴正方向传播的简谐横波，
在t＝0时刻的波形如图6所示.已知波的传播速度为1 m/s，下列说法正确
图5
4
√D.t＝T时质点17开始运动
解析 答案
变式2 (多选)(2017·温州市十校高三期末)在O点有一波源，t＝0时刻开始 向上振动，形成向右传播的一列横波，t1＝4 s时，距离O点为3 m的A点第 一次达到波峰；t2＝7 s时，距离O点为4 m的B点第一次达到波谷，则以下 说法正确的是
√A.该横波的波长为4 m
A.波速为0.5 m/s
√B.经1.4 s质点P运动的路程为70 cm
√C.t＝1.6 s时，x＝4.5 m处的质点Q第三次到
达波谷
图4
√D.与该波发生干涉的另一列简谐横波的频率
一定为2.5 Hz
解析 答案
变式1 (多选)(2017·浙江名校协作体模拟)如图5所示是某绳波形成过程
的示意图，1、2、3、4…为绳上的一系列等间距的质点，绳处于水平方
2 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.
2.判断波的传播方向与质点的振动方向的三种常见方法 (1)上下坡法：沿波的传播方向，上坡时质点向下振动，下坡时质点向上 振动，如图2甲所示.
图2 (2)同侧法：波形图上某点表示传播方向和振动方向的箭头在图线同侧， 如图乙所示.
第十章 机械振动 机械波
第2讲 机械波
[考试标准]
知识内容 必考要求 加试要求
说明
波的形成和传播 波的图象
波长、频率和波速 波的衍射和干涉
多普勒效应 惠更斯原理
b 1.不要象之
b 间的相互转换.
c 3.不要求定量计算有关波的干涉问题. b 4.不要求推导接收频率与波源频率的
(3)微平移法：将波形图沿传播方向平移Δx(Δx≤ λ )，再由x轴上某一位
置的两波形曲线上的点来判定，如图3所示.
4
图3
例1 (多选)(2017·浙江4月选考·15)一列向右传播的简谐横波，当波传到x
＝2.0 m处的P点时开始计时，该时刻波形如图4所示.t＝0.9 s时观测到质
点P第三次到达波峰位置.下列说法正确的是
向.质点1在外力作用下沿竖直方向做简谐运动，带动2、3、4…各个质点
依次上下振动，把振动从绳的左端传到右端.t＝0时质点1开始竖直向上
运动，经过四分之一周期，质点5开始运动.下列判断正确的是
√A.质点5开始振动时的运动方向向上
B.t＝ T时质点6的加速度方向向上 2
C.t＝3T时质点10的运动方向向下
形成加强区和减弱
现 区相互隔开的稳定
波能够绕过_______或孔
2.多普勒效应 (1)条件：声源和观察者之间有_相__对__运__动__. (2)现象：观察者感到_频__率__发生变化. (3)实质：声源频率不__变__，观察者接收到的频率_变__化__.
自测3 (多选)以下关于波的衍射的说法，正确的是 A.波遇到障碍物时，一定会发生明显的衍射现象 B.当障碍物的尺寸比波长大得多时，会发生明显的衍射现象
关系式. b 5.不要求用惠更斯原理证明波的反射 b 定律和波的折射定律.
内容索引
过好双基关
回扣基础知识 训练基础题目
研透命题点
细研考纲和真题 分析突破命题点
课时作业
限时训练 练规范 练速度
过好双基关
一、波的形成和传播
1.产生条件 (1)有波源 . (2)有 介质 ，如空气、水、绳子等. 2.传播特点 (1)传播 振动形式 、能量和信息. (2)质点不 随波迁移 . (3)介质中各质点振动频率、振幅、起振方向等都与波源 相同. (4)一个周期内，质点完成一次全振动，通过的路程为 4A ，位移为0.
图1
2.图象的应用 (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的方向 ，并能比较其大小. (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 .
三、波长、频率和波速
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.频率f：在波动中，介质中各质点的振动频率都是相同的，都等于 波源 的振动频率.
3.波速v、波长λ和频率f、周期T的关系 λ
(1)公式：v＝T ＝λf. (2)机械波的速度大小由介质 决定，与机械波的频率无关.
自测2 (多选)关于公式v＝λf的理解，正确的是
√A.v＝λf适用于一切波
B.由v＝λf知，f增大，则波速v也增大
自测1 (多选)下列有关机械振动和机械波的说法中正确的是
√A.某物体做机械振动，它周围的介质中就一定产生机械波 √B.波源停止振动后，已形成的机械波仍能在介质中继续传播 √C.机械波传播的只是机械振动的形式和能量，参与波动的质点并不随
波迁移 D.振动是变速的，波动是匀速的
答案
二、波的图象 1.波的图象 波的图象反映了在 某时刻 介质中的各质点离开平衡位置的位移情况， 图象的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， 如图1所示.
衍射现象
答案
研透命题点
命题点一 机械波的传播和图象 1.波的图象特点 (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(n＝1,2,3…)时， 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) λ(n ＝
√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4 m的声音为波长是2 m的声音传播速度的2倍
答案
四、波的干涉和衍射 多普勒效应 1.波的干涉和衍射
波的干涉
波的衍射
尺寸
相同 明显条件：障碍物或孔
条 两列波的频率必须
件
_____
干涉图样
的_____比波长小或相差 不多 障碍物
B.该横波的周期为2 s
√C.该横波的波速为1 m/s √D.距离O点6 m的质点第一次开始向上振动的时刻为6 s末
解析 答案
变式3 (多选)(2017·绍兴市选考模拟)一列沿x轴正方向传播的简谐横波，
在t＝0时刻的波形如图6所示.已知波的传播速度为1 m/s，下列说法正确
图5
4
√D.t＝T时质点17开始运动
解析 答案
变式2 (多选)(2017·温州市十校高三期末)在O点有一波源，t＝0时刻开始 向上振动，形成向右传播的一列横波，t1＝4 s时，距离O点为3 m的A点第 一次达到波峰；t2＝7 s时，距离O点为4 m的B点第一次达到波谷，则以下 说法正确的是
√A.该横波的波长为4 m
A.波速为0.5 m/s
√B.经1.4 s质点P运动的路程为70 cm
√C.t＝1.6 s时，x＝4.5 m处的质点Q第三次到
达波谷
图4
√D.与该波发生干涉的另一列简谐横波的频率
一定为2.5 Hz
解析 答案
变式1 (多选)(2017·浙江名校协作体模拟)如图5所示是某绳波形成过程
的示意图，1、2、3、4…为绳上的一系列等间距的质点，绳处于水平方
2 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.
2.判断波的传播方向与质点的振动方向的三种常见方法 (1)上下坡法：沿波的传播方向，上坡时质点向下振动，下坡时质点向上 振动，如图2甲所示.
图2 (2)同侧法：波形图上某点表示传播方向和振动方向的箭头在图线同侧， 如图乙所示.
第十章 机械振动 机械波
第2讲 机械波
[考试标准]
知识内容 必考要求 加试要求
说明
波的形成和传播 波的图象
波长、频率和波速 波的衍射和干涉
多普勒效应 惠更斯原理
b 1.不要象之
b 间的相互转换.
c 3.不要求定量计算有关波的干涉问题. b 4.不要求推导接收频率与波源频率的
(3)微平移法：将波形图沿传播方向平移Δx(Δx≤ λ )，再由x轴上某一位
置的两波形曲线上的点来判定，如图3所示.
4
图3
例1 (多选)(2017·浙江4月选考·15)一列向右传播的简谐横波，当波传到x
＝2.0 m处的P点时开始计时，该时刻波形如图4所示.t＝0.9 s时观测到质
点P第三次到达波峰位置.下列说法正确的是
向.质点1在外力作用下沿竖直方向做简谐运动，带动2、3、4…各个质点
依次上下振动，把振动从绳的左端传到右端.t＝0时质点1开始竖直向上
运动，经过四分之一周期，质点5开始运动.下列判断正确的是
√A.质点5开始振动时的运动方向向上
B.t＝ T时质点6的加速度方向向上 2
C.t＝3T时质点10的运动方向向下
形成加强区和减弱
现 区相互隔开的稳定
波能够绕过_______或孔
2.多普勒效应 (1)条件：声源和观察者之间有_相__对__运__动__. (2)现象：观察者感到_频__率__发生变化. (3)实质：声源频率不__变__，观察者接收到的频率_变__化__.
自测3 (多选)以下关于波的衍射的说法，正确的是 A.波遇到障碍物时，一定会发生明显的衍射现象 B.当障碍物的尺寸比波长大得多时，会发生明显的衍射现象
关系式. b 5.不要求用惠更斯原理证明波的反射 b 定律和波的折射定律.
内容索引
过好双基关
回扣基础知识 训练基础题目
研透命题点
细研考纲和真题 分析突破命题点
课时作业
限时训练 练规范 练速度
过好双基关
一、波的形成和传播
1.产生条件 (1)有波源 . (2)有 介质 ，如空气、水、绳子等. 2.传播特点 (1)传播 振动形式 、能量和信息. (2)质点不 随波迁移 . (3)介质中各质点振动频率、振幅、起振方向等都与波源 相同. (4)一个周期内，质点完成一次全振动，通过的路程为 4A ，位移为0.
图1
2.图象的应用 (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的方向 ，并能比较其大小. (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 .
三、波长、频率和波速
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.频率f：在波动中，介质中各质点的振动频率都是相同的，都等于 波源 的振动频率.
3.波速v、波长λ和频率f、周期T的关系 λ
(1)公式：v＝T ＝λf. (2)机械波的速度大小由介质 决定，与机械波的频率无关.
自测2 (多选)关于公式v＝λf的理解，正确的是
√A.v＝λf适用于一切波
B.由v＝λf知，f增大，则波速v也增大
自测1 (多选)下列有关机械振动和机械波的说法中正确的是
√A.某物体做机械振动，它周围的介质中就一定产生机械波 √B.波源停止振动后，已形成的机械波仍能在介质中继续传播 √C.机械波传播的只是机械振动的形式和能量，参与波动的质点并不随
波迁移 D.振动是变速的，波动是匀速的
答案
二、波的图象 1.波的图象 波的图象反映了在 某时刻 介质中的各质点离开平衡位置的位移情况， 图象的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， 如图1所示.