高考物理一輪復(fù)習(xí)第11章第2講機(jī)械波學(xué)案

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1、第2講　機(jī)械波知識排查機(jī)械波　橫波和縱波定義機(jī)械振動在介質(zhì)中的傳播形成機(jī)械波產(chǎn)生條件(1)波源；(2)介質(zhì)形成原因介質(zhì)中的質(zhì)點(diǎn)受波源或鄰近質(zhì)點(diǎn)的驅(qū)動做受迫振動分類橫波振動方向與傳播方向垂直的波，如繩波縱波振動方向與傳播方向平行的波，如聲波波速、波長和頻率的關(guān)系1.波長λ：在波動中，振動相位總是相同的兩個相鄰質(zhì)點(diǎn)間的距離。2.頻率f：與波源的振動頻率相等。3.波速v：波在介質(zhì)中的傳播速度。4.波速與波長和頻率的關(guān)系：v＝λf。波的圖象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)的平衡位置，縱坐標(biāo)表示某一時刻各質(zhì)點(diǎn)偏離平衡位置的位移。2.圖象的物理意義：某一時刻介質(zhì)中各

2、質(zhì)點(diǎn)相對平衡位置的位移。波的干涉和衍射現(xiàn)象　多普勒效應(yīng)1.波的干涉和衍射波的干涉波的衍射條件兩列波的頻率必須相同明顯條件：障礙物或孔的尺寸比波長小或相差不多現(xiàn)象形成加強(qiáng)區(qū)和減弱區(qū)相互隔開的穩(wěn)定的干涉圖樣波能夠繞過障礙物或孔繼續(xù)向前傳播2.多普勒效應(yīng)(1)條件：聲源和觀察者之間有相對運(yùn)動。(2)現(xiàn)象：觀察者感到頻率發(fā)生變化。17(3)實質(zhì)：聲源頻率不變，觀察者接收到的頻率變化。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)射子波的波源，其后任意時刻，這些子波在波前進(jìn)方向的包絡(luò)面就是新的波面。(2)應(yīng)用：如果知道某時刻一列波的某個波面的位置，還知道波速，利用惠更斯原理可

3、以得到下一時刻這個波面的位置，從而確定波的傳播方向。小題速練1.思考判斷(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)在任意時刻的位移(　　)(4)機(jī)械波在傳播過程中，各質(zhì)點(diǎn)振動的周期、起振方向都相同(　　)(5)機(jī)械波在一個周期內(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，波源發(fā)出的頻率不變(　　)答案　(1)×

4、　(2)√　(3)√　(4)√　(5)×　(6)×　(7)×　(8)√　(9)×　(10)√2.(多選)一列沿x軸正方向傳播的簡諧橫波在t＝0時刻的波形如圖1所示，質(zhì)點(diǎn)P的x坐標(biāo)為3m。已知任意振動質(zhì)點(diǎn)連續(xù)2次經(jīng)過平衡位置的時間間隔為0.4s。下列說法正確的是(　　)圖1A.波速為4m/sB.波的頻率為1.25HzC.x坐標(biāo)為15m的質(zhì)點(diǎn)在t＝0.6s時恰好位于波谷D.x坐標(biāo)為22m的質(zhì)點(diǎn)在t＝0.2s時恰好位于波峰解析　任意振動質(zhì)點(diǎn)連續(xù)2次經(jīng)過平衡位置的時間間隔為0.4s，可知振動周期T＝0.8s，頻率f＝＝1.25Hz，選項B正確；從題圖中可以看出波長λ＝4m，根據(jù)v

5、＝λf得v＝5m/s，選項A錯誤；由于波在傳播過程中具有空間周期性，x坐標(biāo)為15m處的質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動規(guī)律與x＝3m處的質(zhì)點(diǎn)相同，從t＝0時刻經(jīng)過0.6s，即經(jīng)歷17周期，質(zhì)點(diǎn)應(yīng)位于平衡位置，選項C錯誤；用同樣的方法可判斷出選項D正確。答案　BD　波的形成和傳播　波的圖象1.波的傳播過程中的特點(diǎn)(1)振源經(jīng)過一個周期T完成一次全振動，波恰好向前傳播一個波長的距離，所以有v＝＝λf。(2)質(zhì)點(diǎn)振動nT(波傳播nλ)時，波形不變。(3)在波的傳播方向上，當(dāng)兩質(zhì)點(diǎn)平衡位置間的距離為nλ(n＝1，2，3…)時，它們的振動步調(diào)總相同；當(dāng)兩質(zhì)點(diǎn)平衡位置間的距離為(2n＋1)(n＝0，1，2，

6、3…)時，它們的振動步調(diào)總相反。(4)波源質(zhì)點(diǎn)的起振方向決定了它后面的質(zhì)點(diǎn)的起振方向，各質(zhì)點(diǎn)的起振方向與波源的起振方向相同。2.波動圖象的信息(如圖2所示)圖2(1)直接讀取振幅A和波長λ，以及該時刻各質(zhì)點(diǎn)的位移。(2)確定某時刻各質(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)的振動方向或由各質(zhì)點(diǎn)的振動方向確定波的傳播方向。3.波的傳播方向與質(zhì)點(diǎn)振動方向的互判方法方法內(nèi)容圖象“上下坡”法沿波的傳播方向，“上坡”時質(zhì)點(diǎn)向下振動，“下坡”時質(zhì)點(diǎn)向上振動“同側(cè)”法波形圖上某點(diǎn)表示傳播方向和振動方向的箭頭在圖線同側(cè)“微平移”法將波形沿傳播方向進(jìn)行微小的平移，

7、再由對應(yīng)同一x坐標(biāo)的兩波形曲線上的點(diǎn)來判斷振動方向174.振動圖象與波的圖象的比較振動圖象波的圖象研究對象一個質(zhì)點(diǎn)沿波傳播方向上的所有質(zhì)點(diǎn)圖象正(余)弦曲線正(余)弦曲線物理意義某質(zhì)點(diǎn)在各時刻的位移某時刻各質(zhì)點(diǎn)的位移振動方向(看下一時刻的位移)(將波沿傳播方向平移)Δt波形隨時間推移，圖象延續(xù)，但已有形狀不變隨時間推移，圖象沿波的傳播方向平移橫坐標(biāo)表示時間表示各質(zhì)點(diǎn)的平衡位置聯(lián)系(1)縱坐標(biāo)均表示質(zhì)點(diǎn)的位移；(2)縱坐標(biāo)的最大值都表示振幅；(3)波在傳播過程中，各質(zhì)點(diǎn)都在各自的平衡位置附近振動，每一個質(zhì)點(diǎn)都有自己的振動圖象【典