高中物理 第2章 機(jī)械波章末總結(jié)同步備課課件 滬科版選修34

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1、第2章章末總結(jié)內(nèi)容索引知識(shí)網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建 重點(diǎn)題型探究 當(dāng)堂達(dá)標(biāo)檢測知識(shí)網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建條件：(1)_(2)_特點(diǎn)：傳播的是_、 、信息，質(zhì)點(diǎn)并不隨波遷移運(yùn)動(dòng)形式機(jī)械波產(chǎn)生橫波：質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向與波的傳播方向_縱波：質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向與波的傳播方向在_波源介質(zhì)垂直同一直線上f分類波的圖像描述可獲取的信息與振動(dòng)圖像的區(qū)別物理量：、f、v關(guān)系：v_決定因素：f只由_決定，v由_決定T振源介質(zhì)能量條件：波源與觀察者間有_運(yùn)動(dòng)現(xiàn)象：感受到的波的頻率發(fā)生了變化條件：障礙物或孔的尺寸比波長_或_現(xiàn)象：繞過障礙物或小孔傳到陰影區(qū)，聲波：聞其聲不見其人反射：波傳播到分界面被反射回來，遵守_定律折射：波從一種介質(zhì)進(jìn)入另一種介質(zhì)，遵

2、守折射定律：_條件：_相同、步調(diào)一致的兩列波現(xiàn)象：加強(qiáng)區(qū)域減弱區(qū)域相互間隔相差不多現(xiàn)象及應(yīng)用機(jī)械波頻率反射相對小12sinsinirvv干涉衍射多普勒效應(yīng)波特有的現(xiàn)象重點(diǎn)題型探究一、波的形成及傳播規(guī)律機(jī)械振動(dòng)在介質(zhì)中傳播形成機(jī)械波，質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)一個(gè)周期，波向前傳播一個(gè)波長，因此波的傳播具有時(shí)間、空間的周期性.故對機(jī)械波的形成與傳播規(guī)律，應(yīng)掌握以下幾點(diǎn)：1.波源做簡諧運(yùn)動(dòng)，在波的傳播方向上的介質(zhì)質(zhì)點(diǎn)也跟隨做同頻率的簡諧運(yùn)動(dòng)，各質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)頻率都等于波源的振動(dòng)頻率.波源從平衡位置開始振動(dòng)的方向，也就是介質(zhì)中各質(zhì)點(diǎn)起始振動(dòng)的方向.2.離波源較遠(yuǎn)的質(zhì)點(diǎn)是由于離波源較近的質(zhì)點(diǎn)的帶動(dòng)而開始振動(dòng)的，因而離波源較遠(yuǎn)

3、的質(zhì)點(diǎn)開始振動(dòng)的時(shí)刻總是落后于離波源較近的質(zhì)點(diǎn).3.在一個(gè)周期T內(nèi)，波源完成一次全振動(dòng)，波在介質(zhì)中傳播的距離為一個(gè)波長.波傳播的距離為多少個(gè)波長，則所用的時(shí)間為多少個(gè)周期.波傳播的距離x、波速v、波源的振動(dòng)時(shí)間(即波傳播的時(shí)間)t、波長、周期T、頻率f之間的關(guān)系為：xvt ft4.在同一均勻介質(zhì)中，機(jī)械波勻速傳播，波形沿波的傳播方向平移.例例1 如圖1所示，一列簡諧橫波沿x軸正方向傳播，實(shí)線和虛線分別表示t10和t20.5 s(T0.5 s)時(shí)的波形.能正確反映t37.5 s時(shí)波形的圖是圖1解析答案解析解析由題圖可知 0.5 s，T2 s，t37.5 s3 T，再由特殊點(diǎn)振動(dòng)法可以確定D選項(xiàng)正

4、確.二、波的圖像與振動(dòng)圖像的區(qū)別與聯(lián)系由于波的圖像與振動(dòng)圖像形狀相似，很多同學(xué)在應(yīng)用時(shí)容易混淆.因此面對波的圖像和振動(dòng)圖像問題時(shí)要按如下步驟來分析：1.先看兩軸：由兩軸確定圖像種類.2.讀取直接信息：從振動(dòng)圖像上可直接讀取周期和振幅；從波的圖像上可直接讀取波長和振幅.3.利用波速關(guān)系式：波長、波速、周期間一定滿足v/Tf.例例2 (多選)圖2甲為一列簡諧橫波在t0.10 s時(shí)刻的波形圖，P是平衡位置為x1 m處的質(zhì)點(diǎn)，Q是平衡位置為x4 m處的質(zhì)點(diǎn)，圖乙為質(zhì)點(diǎn)Q的振動(dòng)圖像，則下列說法正確的是A.該波的周期是0.10 sB.該波的傳播速度為40 m/sC.該波沿x軸的負(fù)方向傳播D.從t0.10

5、s到t0.25 s，質(zhì) 點(diǎn)P通過的路程為30 cm圖2解析答案解析解析由題圖乙知該波的周期是0.20 s，故A錯(cuò)誤.由題圖甲知波長8 m，則波速為：v m/s40 m/s，故B正確.t0.10 s時(shí)，由題圖乙知質(zhì)點(diǎn)Q正向下運(yùn)動(dòng)，根據(jù)波形平移法可知該波沿x軸負(fù)方向傳播，故C正確.該波沿x軸負(fù)方向傳播，此時(shí)P點(diǎn)正向上運(yùn)動(dòng).從t0.10 s到t0.25 s經(jīng)過的時(shí)間為t0.15 s T，由于t0.10 s時(shí)刻質(zhì)點(diǎn)P不在平衡位置或波峰、波谷處，所以質(zhì)點(diǎn)P通過的路程不是3A30 cm，故D錯(cuò)誤.三、波動(dòng)問題的多解性波動(dòng)問題出現(xiàn)多解性的原因：1.空間周期性：波在均勻介質(zhì)中傳播時(shí)，傳播的距離xnx0，nN，

6、式中為波長，x0表示傳播距離中除去波長的整數(shù)倍部分后余下的那段距離.2.時(shí)間周期性：波在均勻介質(zhì)中傳播的時(shí)間tnTt0，nN，式中T表示波的周期，t0表示總時(shí)間中除去周期的整數(shù)倍部分后剩下的那段時(shí)間.3.傳播方向的雙向性：本章中我們解決的都是僅限于波在一條直線上傳播的情況，即它有沿x正向或負(fù)向傳播的可能.4.質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)的雙向性：質(zhì)點(diǎn)雖在振動(dòng)，但在只給出位置的情況下，質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)有沿y和y兩個(gè)方向的可能.答案答案 見解析解析解析由題圖知，4 m，若波向左傳播，傳播的距離的可能值為xn (4n3) m(n0,1,2，)最小距離為xmin3 m，此時(shí)n0.例例3 如圖3所示，實(shí)線是某時(shí)刻的波形圖線，虛線是

7、0.2 s后的波形圖線.(1)若波向左傳播，求它傳播的距離及最小距離；解析答案圖3(2)若波向右傳播，求它的周期及最大周期；解析答案答案答案 見解析(3)若波速為35 m/s，求波的傳播方向.解析答案答案答案 見解析解析解析xvt350.2 m7 m(3) m，所以波向左傳播. 當(dāng)堂達(dá)標(biāo)檢測1.(多選)一列簡諧橫波正沿著x軸正方向傳播，波在某一時(shí)刻的波形如圖4所示，則此時(shí)刻A.x3 m處質(zhì)點(diǎn)正沿y軸正方向運(yùn)動(dòng)B.x6 m處質(zhì)點(diǎn)的速度為零C.x7 m處質(zhì)點(diǎn)的加速度方向沿y軸負(fù)方向D.x8 m處質(zhì)點(diǎn)的合外力為零123解析答案圖44解析解析由“帶動(dòng)法”可判定x3 m處質(zhì)點(diǎn)正沿y軸正方向運(yùn)動(dòng)，A正確；

8、x6 m處質(zhì)點(diǎn)正好處于平衡位置，其速度最大，B錯(cuò)；x7 m處質(zhì)點(diǎn)受合外力沿y軸負(fù)方向，其加速度方向沿y軸負(fù)方向，C正確；x8 m處質(zhì)點(diǎn)正好位于最大位移處，所受合外力最大，D錯(cuò).12342.一列簡諧橫波沿直線由a向b傳播，相距10.5 m的a、b兩處的質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)圖像如圖5中a、b所示，則A.該波的振幅可能是20 cmB.該波的波長可能是8.4 mC.該波的波速可能是10.5 m/sD.該波由a傳播到b可能歷時(shí)7 s解析答案圖5123412343.(多選)一列簡諧橫波在t0時(shí)刻的波形圖如圖6所示.介質(zhì)中x2 m處的質(zhì)點(diǎn)P沿y軸方向做簡諧運(yùn)動(dòng)的表達(dá)式為y10sin (5t) cm.關(guān)于這列簡諧波，下列

9、說法正確的是A.周期為4.0 s B.振幅為20 cmC.傳播方向沿x軸正向 D.傳播速度為10 m/s解析答案圖61234解析解析由題意知5 rad/s，周期為：T 0.4 s，由波的圖像得：振幅A10 cm、波長4 m，故波速為v 10 m/s，P點(diǎn)在t0時(shí)振動(dòng)方向?yàn)閥正方向，波向x正方向傳播.12344.圖7為一簡諧波在t0時(shí)刻的波形圖，介質(zhì)中的質(zhì)點(diǎn)P做簡諧運(yùn)動(dòng)的表達(dá)式為yAsin 5t，求該波的速度，并畫出t0.3 s時(shí)的波形圖(至少畫出一個(gè)波長).解析答案答案答案見解析圖71234解析解析由簡諧運(yùn)動(dòng)表達(dá)式可知5 rad/s，t0時(shí)刻質(zhì)點(diǎn)P向上運(yùn)動(dòng)，故波沿x軸正方向傳播.由波形圖讀出波長4 m.T 由波速公式，知v 聯(lián)立式，代入數(shù)據(jù)可得v10 m/st0.3 s時(shí)的波形圖如圖所示.1234