（浙江選考）2020版高考物理一輪復(fù)習(xí) 第11章 機(jī)械振動(dòng) 機(jī)械波 光 電磁波 第2講 機(jī)械波課件.ppt

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1、第2講機(jī)械波,知識(shí)排查,機(jī)械波橫波和縱波,機(jī)械振動(dòng),波源,介質(zhì),受迫,垂直,平行,1.波長(zhǎng)：在波動(dòng)中，振動(dòng)相位總是______的兩個(gè)相鄰質(zhì)點(diǎn)間的距離。 2.頻率f：與______的振動(dòng)頻率相等。 3.波速v：波在介質(zhì)中的傳播速度。 4.波速與波長(zhǎng)和頻率的關(guān)系：v______。,波速、波長(zhǎng)和頻率的關(guān)系,f,相同,波源,1.坐標(biāo)軸的意義：橫坐標(biāo)表示在波的傳播方向上各質(zhì)點(diǎn)的____________，縱坐標(biāo)表示某一時(shí)刻各質(zhì)點(diǎn)偏離平衡位置的_______。 2.圖象的物理意義：某一時(shí)刻介質(zhì)中各質(zhì)點(diǎn)相對(duì)____________的位移。,波的圖象,平衡位置,位移,平衡位置,1.波的干涉和衍射,波的干涉和衍射

2、現(xiàn)象多普勒效應(yīng),相同,尺寸,干涉圖樣,障礙物,2.多普勒效應(yīng) (1)條件：聲源和觀察者之間有__________。 (2)現(xiàn)象：觀察者感到_______發(fā)生變化。 (3)實(shí)質(zhì)：聲源頻率________，觀察者接收到的頻率_______。 3.(1)內(nèi)容：介質(zhì)中任一波面上的各點(diǎn)，都可以看作發(fā)射子波的_______，其后任意時(shí)刻，這些子波在波前進(jìn)方向的________就是新的波面。 (2)應(yīng)用：如果知道某時(shí)刻一列波的某個(gè)______的位置，還知道波速，利用惠更斯原理可以得到下一時(shí)刻這個(gè)______的位置，從而確定波的傳播方向。,相對(duì)運(yùn)動(dòng),頻率,不變,變化,波源,包絡(luò)面,波面,波面,小題速練,1.思

3、考判斷 (1)在水平方向傳播的波為橫波() (2)在機(jī)械波中各質(zhì)點(diǎn)不隨波的傳播而遷移() (3)通過波的圖象可以找出任一質(zhì)點(diǎn)在任意時(shí)刻的位移() (4)機(jī)械波在傳播過程中，各質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)的周期、起振方向都相同() (5)機(jī)械波在一個(gè)周期內(nèi)傳播的距離就是振幅的4倍() (6)波速表示介質(zhì)中質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)的快慢() (7)兩列波在介質(zhì)中疊加，一定產(chǎn)生干涉現(xiàn)象(),(8)一切波都能發(fā)生衍射現(xiàn)象() (9)多普勒效應(yīng)說明波源的頻率發(fā)生變化() (10)發(fā)生多普勒效應(yīng)時(shí)，波源發(fā)出的頻率不變() 答案(1)(2)(3)(4)(5)(6)(7)(8)(9)(10),A.波速為4 m/s B.波的頻率為1.25 Hz

4、C.x坐標(biāo)為15 m的質(zhì)點(diǎn)在t0.6 s時(shí)恰好位于波谷 D.x坐標(biāo)為22 m的質(zhì)點(diǎn)在t0.2 s時(shí)恰好位于波峰,2.(多選)一列沿x軸正方向傳播的簡(jiǎn)諧橫波在t0時(shí)刻的波形如圖1所示，質(zhì)點(diǎn)P的x坐標(biāo)為3 m。已知任意振動(dòng)質(zhì)點(diǎn)連續(xù)2次經(jīng)過平衡位置的時(shí)間間隔為0.4 s。下列說法正確的是(),圖1,答案BD,1.波的傳播過程中的特點(diǎn),波的形成和傳播波的圖象,2.波動(dòng)圖象的信息(如圖2所示),(1)直接讀取振幅A和波長(zhǎng)，以及該時(shí)刻各質(zhì)點(diǎn)的位移。 (2)確定某時(shí)刻各質(zhì)點(diǎn)加速度的方向，并能比較其大小。 (3)結(jié)合波的傳播方向可確定各質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向或由各質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向確定波的傳播方向。,圖2,3.波的傳播方

5、向與質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)方向的互判方法,4.振動(dòng)圖象與波的圖象的比較,【典例1】(20174月浙江選考)(多選)一列向右傳播的簡(jiǎn)諧橫波，當(dāng)波傳到x2.0 m處的P點(diǎn)時(shí)開始計(jì)時(shí)，該時(shí)刻波形如圖3所示，t0.9 s時(shí)，觀測(cè)到質(zhì)點(diǎn)P第三次到達(dá)波峰位置。下列說法正確的是(),A.波速為0.5 m/s B.經(jīng)1.4 s質(zhì)點(diǎn)P運(yùn)動(dòng)的路程為70 cm C.t1.6 s時(shí)，x4.5 m處的質(zhì)點(diǎn)Q第三次到達(dá)波谷 D.與該波發(fā)生干涉的另一列簡(jiǎn)諧橫波的頻率一定為2.5 Hz,圖3,答案BCD,【典例2】(201811月浙江選考)(多選)如圖4所示，兩種不同材料的彈性細(xì)繩在O處連接，M、O和N是該繩上的三個(gè)點(diǎn)，OM間距離為7.0

6、 m，ON間距離為5.0 m，O點(diǎn)上下振動(dòng)，則形成以O(shè)點(diǎn)為波源向左和向右傳播的簡(jiǎn)諧橫波和，其中波的波速為1.0 m/s，t0時(shí)刻O點(diǎn)處在波谷位置，觀察發(fā)現(xiàn)5 s后此波谷傳到M點(diǎn)，此時(shí)O點(diǎn)正通過平衡位置向上運(yùn)動(dòng)，OM間還有一個(gè)波谷，則(),圖4 A.波的波長(zhǎng)為4 m B.N點(diǎn)的振動(dòng)周期為4 s C.t3 s時(shí)，N點(diǎn)恰好處于波谷 D.當(dāng)M點(diǎn)處于波峰時(shí)，N點(diǎn)也一定處于波峰,答案BD,1.(多選)如圖5所示，一列簡(jiǎn)諧橫波沿x軸正方向傳播，從波傳到x5 m 的M點(diǎn)時(shí)開始計(jì)時(shí)，已知P點(diǎn)相繼出現(xiàn)兩個(gè)波峰的時(shí)間間隔為0.4 s，下面說法中正確的是(),圖5 A.這列波的波長(zhǎng)是4 m B.這列波的傳播速度是10

7、 m/s C.質(zhì)點(diǎn)Q(x9 m)經(jīng)過0.5 s才第一次到達(dá)波峰 D.M點(diǎn)以后的各質(zhì)點(diǎn)開始振動(dòng)時(shí)的方向都是向下,答案ABD,2.(2018河北石家莊調(diào)研)(多選)如圖6甲為一列簡(jiǎn)諧橫波在某一時(shí)刻的波形圖，圖乙為介質(zhì)中x2 m 處的質(zhì)點(diǎn)P以此時(shí)刻為計(jì)時(shí)起點(diǎn)的振動(dòng)圖象。下列說法正確的是(),圖6 A.這列波的傳播方向是沿x軸正方向 B.這列波的傳播速度是20 m/s C.經(jīng)過0.15 s，質(zhì)點(diǎn)P沿x軸的正方向傳播了3 m D.經(jīng)過0.1 s，質(zhì)點(diǎn)Q的運(yùn)動(dòng)方向沿y軸正方向,答案AB,,波動(dòng)圖象與振動(dòng)圖象綜合問題采用“一分、一看、二找”的方法 (1)分清振動(dòng)圖象與波動(dòng)圖象。此問題最簡(jiǎn)單，只要看清橫坐標(biāo)即

8、可，橫坐標(biāo)為x則為波動(dòng)圖象，橫坐標(biāo)為t則為振動(dòng)圖象。 (2)看清橫、縱坐標(biāo)的單位。尤其要注意單位前的數(shù)量級(jí)。 (3)找準(zhǔn)波動(dòng)圖象對(duì)應(yīng)的時(shí)刻。 (4)找準(zhǔn)振動(dòng)圖象對(duì)應(yīng)的質(zhì)點(diǎn)。,1.造成波動(dòng)問題多解的主要因素,(1)周期性 時(shí)間周期性：時(shí)間間隔t與周期T的關(guān)系不明確。 空間周期性：波傳播的距離x與波長(zhǎng)的關(guān)系不明確。 (2)雙向性 傳播方向雙向性：波的傳播方向不確定。 振動(dòng)方向雙向性：質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)方向不確定。,波的多解問題,2.解決波的多解問題的思路,一般采用從特殊到一般的思維方法，即找出一個(gè)周期內(nèi)滿足條件的關(guān)系t或x，若此關(guān)系為時(shí)間，則tnTt(n0，1，2，)；若此關(guān)系為距離，則xnx(n0，1，2

9、，)。,1.(多選)一列橫波在t0時(shí)刻的波形如圖7中實(shí)線所示，在t1 s時(shí)的波形如圖中虛線所示。由此可以判定此波的(),靖宸,圖7 A.波長(zhǎng)一定是4 cm B.周期一定是4 s C.振幅一定是2 cm D.傳播速度一定是1 cm/s,答案AC,2.(多選)如圖8所示，一列簡(jiǎn)諧波沿一直線向左傳播，當(dāng)直線上某質(zhì)點(diǎn)a向上運(yùn)動(dòng)到達(dá)最大位移時(shí)，a點(diǎn)右方相距0.15 m的b點(diǎn)剛好向下運(yùn)動(dòng)到最大位移處，則這列波的波長(zhǎng)可能是(),圖8 A.0.6 m B.0.3 m C.0.2 m D.0.1 m,答案BD,一、波的干涉理解 1.干涉圖樣及其特點(diǎn),(1)干涉圖樣：如圖9所示,波的干涉和衍射現(xiàn)象多普勒效應(yīng)惠更斯

10、原理,圖9,(2)特點(diǎn) 加強(qiáng)區(qū)和減弱區(qū)的位置固定不變。 加強(qiáng)區(qū)始終加強(qiáng)，減弱區(qū)始終減弱(加強(qiáng)區(qū)與減弱區(qū)不隨時(shí)間變化) 加強(qiáng)區(qū)與減弱區(qū)互相間隔 (3)振動(dòng)加強(qiáng)點(diǎn)和減弱點(diǎn) 加強(qiáng)點(diǎn)：振動(dòng)的振幅等于兩列波振幅之和，AA1A2。 減弱點(diǎn)：振動(dòng)的振幅等于兩列波振幅之差，A|A1A2|。,2.加強(qiáng)點(diǎn)和減弱點(diǎn)的理解,(1)若兩列波在某處引起的位移方向相同，合位移變大，則此點(diǎn)為加強(qiáng)點(diǎn)，相反，若兩列波在某處引起的位移方向相反，合位移變小，則此點(diǎn)為減弱點(diǎn)。 (2)波峰與波峰(或波谷與波谷)的交點(diǎn)，一定是加強(qiáng)點(diǎn)，而波峰與波谷的交點(diǎn)一定是減弱點(diǎn)。,二、多普勒效應(yīng)理解與應(yīng)用 1.多普勒效應(yīng)的特點(diǎn),(1)發(fā)生多普勒效應(yīng)時(shí)，

11、波源發(fā)出的頻率不變，只是觀察者接收到的頻率發(fā)生了變化。 (2)當(dāng)波源和觀察者之間的距離減小時(shí)，觀察者接收到的頻率升高，當(dāng)波源和觀察者之間的距離增大時(shí)，觀察者接收到的頻率降低。,2.多普勒效應(yīng)的應(yīng)用,根據(jù)聲波的多普勒效應(yīng)可以測(cè)定車輛行駛的速度；根據(jù)光波的多普勒效應(yīng)可以測(cè)定遙遠(yuǎn)天體相對(duì)地球的運(yùn)行速度。,【典例】(20184月浙江選考)(多選)兩列頻率相同、振幅均為A的簡(jiǎn)諧橫波P、Q分別沿x和x軸方向在同一介質(zhì)中傳播，兩列波的振動(dòng)方向均沿y軸。某時(shí)刻兩波的波面如圖10所示，實(shí)線表示P波的波峰、Q波的波谷；虛線表示P波的波谷、Q波的波峰。a、b、c為三個(gè)等距的質(zhì)點(diǎn)，d為b、c中間的質(zhì)點(diǎn)。下列判斷正確的

12、是(),圖10,A.質(zhì)點(diǎn)a的振幅為2A B.質(zhì)點(diǎn)b始終靜止不動(dòng) C.圖示時(shí)刻質(zhì)點(diǎn)c的位移為0 D.圖示時(shí)刻質(zhì)點(diǎn)d的振動(dòng)方向沿y軸 解析由題可得兩列波頻率、波長(zhǎng)相等，實(shí)線表示P波的波峰、Q波的波谷；虛線表示P波的波谷、Q波的波峰，故a、c兩點(diǎn)為減弱點(diǎn)，b為加強(qiáng)點(diǎn)。由于振幅均為A，所以a、c兩點(diǎn)始終靜止不動(dòng)，故選項(xiàng)A、B錯(cuò)誤，C正確；此時(shí)d點(diǎn)處P波向下運(yùn)動(dòng)，Q波向下運(yùn)動(dòng)，所以質(zhì)點(diǎn)d沿y軸方向振動(dòng)，選項(xiàng)D正確。 答案CD,1.(多選)如圖11所示，為兩列波在空間相遇疊加，其中實(shí)線代表的甲波向右傳播，虛線代表的乙波向左傳播，則(),圖11 A.A、B點(diǎn)是振動(dòng)加強(qiáng)點(diǎn) B.A、D點(diǎn)是振動(dòng)加強(qiáng)點(diǎn) C.B、E

13、點(diǎn)是振動(dòng)減弱點(diǎn) D.D、F點(diǎn)是振動(dòng)減弱點(diǎn),解析在A、F點(diǎn)甲波向下振動(dòng)，乙波也向下振動(dòng)，故A、F點(diǎn)是振動(dòng)加強(qiáng)點(diǎn)；同理可以判斷出在D點(diǎn)甲、乙兩波都向上振動(dòng)，是振動(dòng)加強(qiáng)點(diǎn)；在B、E兩點(diǎn)兩波的波峰和波谷相遇，故是振動(dòng)減弱點(diǎn)，故選項(xiàng)B、C正確。 答案BC,2.(多選)一頻率為600 Hz的聲源以20 rad/s的角速度沿一半徑為0.8 m的圓周(圓心為O點(diǎn))做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，一觀察者站在離圓心很遠(yuǎn)的P點(diǎn)且相對(duì)于圓心靜止，如圖12所示，則觀察者接收到(),圖12 A.聲源在A點(diǎn)時(shí)發(fā)出聲音的頻率大于600 Hz B.聲源在B點(diǎn)時(shí)發(fā)出聲音的頻率等于600 Hz C.聲源在C點(diǎn)時(shí)發(fā)出聲音的頻率小于600 Hz D

14、.聲源在D點(diǎn)時(shí)發(fā)出聲音的頻率小于600 Hz,解析根據(jù)多普勒效應(yīng)，當(dāng)聲源和觀察者相向運(yùn)動(dòng)時(shí)，觀察者接收到的頻率大于聲源的頻率，當(dāng)聲源和觀察者反向運(yùn)動(dòng)時(shí)，觀察者接收到的頻率小于聲源的頻率，將聲源運(yùn)動(dòng)至A、B、C、D四個(gè)點(diǎn)時(shí)相對(duì)于觀察者的速度方向標(biāo)出來，A點(diǎn)有接近觀察者的趨勢(shì)，C點(diǎn)有遠(yuǎn)離觀察者的趨勢(shì)，聲源在B、D兩點(diǎn)的速度方向垂直O(jiān)點(diǎn)與觀察者的連線，故選項(xiàng)A、B、C正確，D錯(cuò)誤。 答案ABC,3.(201711月浙江選考)(多選)有兩列頻率相同、振動(dòng)方向相同、振幅均為A、傳播方向互相垂直的平面波相遇發(fā)生干涉。如圖13所示，圖中實(shí)線表示波峰，虛線表示波谷，a為波谷與波谷相遇點(diǎn)，b、c為波峰與波谷相遇

15、點(diǎn)，d為波峰與波峰相遇點(diǎn)，e、g是a、d連線上的兩點(diǎn)，其中e為連線的中點(diǎn)，則(),圖13,A.a、d處的質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)加強(qiáng)，b、c處的質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)減弱 B.從圖示時(shí)刻經(jīng)過半個(gè)周期，e處的質(zhì)點(diǎn)通過的路程為4A C.從圖示時(shí)刻經(jīng)過半個(gè)周期，g處的質(zhì)點(diǎn)加速向平衡位置運(yùn)動(dòng) D.從圖示時(shí)刻經(jīng)過四分之一周期，d處的質(zhì)點(diǎn)振幅恰好為零,解析a為波谷與波谷疊加，d為波峰與波峰疊加，振動(dòng)加強(qiáng)；b、c為波峰與波谷疊加，振動(dòng)減弱，故A正確；e處于振動(dòng)加強(qiáng)區(qū)，振幅為2A，在半個(gè)周期后，路程為振幅兩倍，即4A，B正確；經(jīng)過半個(gè)周期后，g處質(zhì)點(diǎn)合運(yùn)動(dòng)為向下加速靠近平衡位置，C正確；在機(jī)械波振動(dòng)中，質(zhì)點(diǎn)振幅為定值，不隨時(shí)間改變，d處質(zhì)點(diǎn)振幅始終為2A，故D錯(cuò)誤。 答案ABC,