高考物理一轮复习第十四章机械振动与机械波光电磁波与相对论第2讲机械波学案Word文件下载.docx

1、f.机械波的速度大小由介质决定，与机械波的频率无关三、机械波的图象1图象：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象，简谐波的图象是正弦（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四、波的衍射和干涉1波的衍射定义：波可以绕过障碍物继续传播的现象2发生明显衍射的条件：只有缝、孔的宽度或障碍物的尺寸跟波长相差不多，或者小于波长时，才会发生明显的衍射现象3波的叠加原理：几列波相遇时能保持各自的运动状态，继续传播，在它们重叠的区域里，介质的质点同时参与这几列波引起的振动，质点的位

2、移等于这几列波单独传播时引起的位移的矢量和4波的干涉（1）定义：频率相同的两列波叠加时，某些区域的振动加强、某些区域的振动减弱，这种现象叫波的干涉（2）条件：两列波的频率相同5干涉和衍射是波特有的现象，波同时还可以发生反射、折射五、多普勒效应由于波源与观察者互相靠近或者互相远离时，接收到的波的频率与波源频率不相等的现象【自我诊断】判一判（1）在机械波的传播中，各质点随波的传播而迁移（）（2）机械波的频率等于振源的振动频率（）（3）机械波的传播速度与振源的振动速度相等（）（4）质点振动的方向总是垂直于波传播的方向（）（5）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（）（6）机

3、械波在介质中传播的速度由介质本身决定（）（7）部队过桥不能齐步走而要便步走，是为了避免桥梁发生共振现象（）（8）火车鸣笛减速向我们驶来时，我们听到的笛声频率将比声源发声的频率低（）提示：（1）（2）（3）（4）（5）（6）（7）（8）做一做（2018昆明质检）一列沿x轴正方向传播的简谐机械横波，波速为4 m/s.某时刻波形如图所示，下列说法不正确的是（）A这列波的振幅为4 cmB这列波的周期为1 sC这列波的波长为8 mD此时x4 m处质点沿y轴负方向运动E此时x4 m处质点的加速度为0选ABD.由题图可得，这列波的振幅为2 cm，选项A错误；由题图得，波长8 m，由T得T2 s，选项B错误，

4、C正确；由波动与振动的关系得，此时x4 m处质点沿y轴正方向运动，且此质点正处在平衡位置，故加速度a0，选项D错误，E正确想一想波的图象是振动质点的运动轨迹吗？不是，机械波传播的是振动形式和能量波动图象与波速公式的应用学生用书P260【知识提炼】1通过图象能直接得到信息（1）直接读取振幅A和波长，以及该时刻各质点的位移；（2）确定该时刻各质点加速度的方向，并能比较其大小2波的传播方向与质点的振动方向的互判方法内容图象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微平移法将波形图沿传播方向进行微小平衡，再由x轴上某一位置的两

5、波形曲线上的点来判定【典题例析】（2015高考全国卷）平衡位置位于原点O的波源发出的简谐横波在均匀介质中沿水平x轴传播，P、Q为x轴上的两个点（均位于x轴正向），P与O的距离为35 cm，此距离介于一倍波长与二倍波长之间已知波源自t0时由平衡位置开始向上振动，周期T1 s，振幅A5 cm.当波传到P点时，波源恰好处于波峰位置；此后再经过5 s，平衡位置在Q处的质点第一次处于波峰位置求：（1）P、Q间的距离；（2）从t0开始到平衡位置在Q处的质点第一次处于波峰位置时，波源在振动过程中通过的路程审题指导由题意知OP间距为个波长，可求出波长，再根据v可得波速的大小；则由vt可求出波传播的距离，进而求

6、解PQ的距离；求波源通过的路程关键是确定波源振动的时间解析（1）由题意，O、P两点间的距离与波长之间满足OP 波速v与波长的关系为v 在t5 s的时间间隔内，波传播的路程为vt.由题意有vtPQ 式中，PQ为P、Q间的距离由式和题给数据，得PQ133 cm. （2）Q处的质点第一次处于波峰位置时，波源运动的时间为t1tT 波源从平衡位置开始运动，每经过，波源运动的路程为A.由题给条件得t125 故t1时间内，波源运动的路程为s25A125 cm. 答案（1）133 cm（2）125 cm1由t时刻的波形确定tt时刻的波形（1）波向右传播tT的时间和向左传播tT的时间波形相同（2）若tT，可以采

7、取“舍整取零头”的办法2波的图象特点（1）质点振动nT（波传播n）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n（n1，2，3）时，它们的振动步调总相同；当两质点平衡位置间的距离为（2n1） （n0，1，2，3）时，它们的振动步调总相反（3）波源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【迁移题组】迁移1对波形图的理解1（2017高考全国卷）如图，一列简谐横波沿x轴正方向传播，实线为t0时的波形图，虚线为t0.5 s时的波形图已知该简谐波的周期大于0.5 s关于该简谐波，下列说法正确的是（） A波长为2 mB波速为6 m/sC频率为1.5 H

8、zDt1 s时，x1 m处的质点处于波峰Et2 s时，x2 m处的质点经过平衡位置解析：选BCE.由图象可知简谐横波的波长为4 m，A项错误；波沿x轴正向传播，t0.5 sT，可得周期Ts、频率f1.5 Hz，波速v6 m/s，B、C项正确；t0时刻，x1 m处的质点在波峰，经过1 sT，一定在波谷，D项错误；t0时刻，x2 m处的质点在平衡位置，经过2 s3T，质点一定经过平衡位置，E项正确迁移2波的传播方向与质点振动方向之间的关系判断2如图为一列沿x轴正方向传播的简谐机械横波某时刻的波形图，质点P的振动周期为0.4 s求该波的波速并判断P点此时的振动方向由题图知波的波长1.0 m，又周期T

9、0.4 s则该波的波速v2.5 m/s波向x轴正方向传播，根据靠近振源的质点带动后面的质点振动，可以判断P点沿y轴正方向振动答案：2.5 m/s沿y轴正方向振动图象和波动图象的综合应用问题学生用书P261振动图象波动图象研究对象一个振动质点沿波传播方向的所有质点研究内容某一质点的位移随时间的变化规律某时刻所有质点的空间分布规律物理意义表示同一质点在各时刻的位移表示某时刻各质点的位移图象信息（1）质点振动周期（2）质点振幅（3）某一质点在各时刻的位移（4）各时刻速度、加速度的方向（1）波长、振幅（2）任意一质点在该时刻的位移（3）任意一质点在该时刻加速度的方向（4）传播方向、振动方向的互判图象变

10、化随时间推移图象延续，但已有形状不变随时间推移，图象沿传播方向平移一个完整曲线占横坐标的距离表示一个周期表示一个波长（高考全国卷）图甲为一列简谐横波在t2 s时的波形图，图乙为媒质中平衡位置在x1.5 m处的质点的振动图象，P是平衡位置为x2 m的质点下列说法正确的是（）A波速为0.5 m/sB波的传播方向向右C02 s时间内，P运动的路程为8 cmD02 s时间内，P向y轴正方向运动E当t7 s时，P恰好回到平衡位置审题指导由图甲可知波长，由图乙可知周期T，则可求波速；结合甲、乙两图可知波的传播方向，进而求解问题解析由题图甲读出波长2 m，由题图乙读出周期T4 s，则v0.5 m/s，选项A

11、正确；题图甲是t2 s时的波形图，题图乙是x1.5 m处质点的振动图象，所以该质点在t2 s时向下振动，所以波向左传播，选项B错误；在02 s内质点P由波峰向波谷振动，通过的路程s2A8 cm，选项C正确、D错误；t7 s时，P点振动了个周期，所以这时P点位置与tT3 s时位置相同，即在平衡位置，所以选项E正确答案ACE1由波的图象画某一质点振动图象的步骤（1）由波的图象求出波的周期，即质点做简谐运动的周期；（2）从波的图象中找出该质点在计时时刻相对平衡位置的位移；（3）根据质点振动方向和波传播方向间的关系，确定质点的振动方向；（4）建立yt坐标系，根据正弦或余弦规律画出质点的振动图象2由波动

12、图象和某一质点的振动图象判断波的传播规律的方法（1）首先根据横轴是长度还是时间分清哪一个是波动图象，哪一个是振动图象，注意各个质点振动的周期和振幅相同（2）从确定的振动图象中可以找出某质点在波动图象中某一时刻的振动方向，根据该点振动方向确定波的传播方向迁移1由波动图象确定质点的振动图象1如图所示，甲为t1 s时某横波的波形图象，乙为该波传播方向上某一质点的振动图象，距该质点x 0.5 m处质点的振动图象可能是（）选A.根据波形图象可得波长2 m，根据振动图象可得周期T2 s两质点之间的距离x0.5 m.根据振动和波动之间的关系，则另一质点相对该质点的振动延迟T，如图1所示，或者提前T，如图2所示符合条件的只有选项A.迁移2由振动图象确定波动图象2.一列简谐横波沿直线传播，该直线上平衡位置相距9 m的a、b两质点的振动图象如图所示下列描述该波的图象可能的是（）选AC.根据yt图象可知，a、b两质点的距离为n或n，即n9 m或n9 m（n0，1，2，3，）解得波长m或m即该波的波长36 m、7.2 m、4 m或12 m、m、m选项A、B、C、D的波长分别为4 m、8 m、12 m、16 m，故选项A、C正确，选项B、D错误迁移3振动和波动情况的综合分析3（2015高考天津卷）图甲为一列简谐横波在某一时刻的波形图，a、b两质点的横坐标分别为xa