2019届一轮复习人教版-----机械波--课件(46张)

第70课时机械波(重点突破课)基础点•自主落实课时达标检测重难点•师生互动返回基础点•自主落实返回1．波的形成和传播(1)机械波的形成条件①有发生机械振动的。②有，如空气、水等。(2)机械波的传播特点①机械波传播的只是振动的和，质点只在各自的平衡位置附近做简谐运动，并不随波。②介质中各质点的振幅相同，振动周期和频率都与的振动周期和频率相同。③一个周期内，质点完成一次全振动，通过的路程为4A，位移为。[必备知识]波源介质形式能量迁移波源零返回(3)机械波的分类横波质点的振动方向与波的传播方向相互的波，有(凸部)和(凹部)纵波质点的振动方向与波的传播方向在上的波，有和疏部垂直波峰波谷同一直线密部返回2．波的图像(1)坐标轴：横轴表示在波的传播方向上各质点的位置，纵轴表示某时刻各质点偏离平衡位置的。如图所示。(2)意义：表示在波的传播方向上，某时刻各质点离开位置的位移。平衡位移平衡返回3．波长、波速、频率及其关系(1)波长λ：在波动中，振动相位总是的两个相邻质点间的距离。(2)波速v：波在介质中的传播速度，由本身的性质决定。(3)频率f：由波源决定，等于波源的。(4)波长、波速和频率的关系：v＝＝λT。相同介质振动频率λf返回4．波的干涉和衍射现象波的干涉波的衍射条件两列波的频率必须____，相位差保持不变产生明显衍射的条件：障碍物或孔的_____比波长小或相差不多现象形成加强区和减弱区相互隔开的稳定的_________波能够__________或孔继续向前传播5．多普勒效应(1)现象：观察者感到发生变化。(2)条件：声源和观察者之间有。(3)实质：声源频率不变，观察者接收到的变化。相同尺寸干涉图样绕过障碍物频率相对运动频率返回[小题热身]1．某同学漂浮在海面上，虽然水面波正平稳地以1.8m/s的速率向着海滩传播，但他并不向海滩靠近。该同学发现从第1个波峰到第10个波峰通过身下的时间间隔为15s。下列说法正确的是()A．水面波是一种机械波B．该水面波的频率为6HzC．该水面波的波长为3mD．水面波没有将该同学推向岸边，是因为波传播时振动的质点并不随波迁移返回解析：水面波是一种机械波，A正确；根据题意得周期T＝159s＝53s，频率f＝1T＝0.6Hz，B错误；波长λ＝vf＝1.80.6m＝3m，C正确；波传播过程中，传播的是振动形式，能量可以传递出去，但质点并不随波迁移，D正确。答案：ACD返回2．下列关于多普勒效应的说法中，正确的是()A．只要波源在运动，就一定能观察到多普勒效应B．如果声源静止，就观察不到多普勒效应C．当声源朝着观察者运动时，声源的频率不变D．当声源远离观察者运动时，观察者接收到的频率变低解析：波源运动时，波源与观察者距离不一定变化，不一定能观察到多普勒效应，A错；声源静止时，若观察者向声源运动，就能观察到多普勒效应，B错；声源朝着观察者运动时，声源频率不变，观察者接收到的频率增大，反之亦然，C、D对。答案：CD返回3．利用发波水槽得到的水面波形如图甲、乙所示，则：图甲显示了波的______现象，图乙显示了波的______现象。解析：由波的干涉和衍射概念知，题图甲是一列波的传播，显示了波的衍射现象，题图乙是两列波的传播，显示了波的干涉现象。答案：衍射干涉返回重难点•师生互动返回[典例]一振动周期为T，振幅为A，位于x＝0点的波源从平衡位置沿y轴正方向开始做简谐振动，该波源产生的一维简谐横波沿x轴正方向传播，波速为v，传播过程中无能量损失，一段时间后，该振动传播至某质点P，关于质点P振动的说法正确的是()A．振幅一定为AB．周期一定为TC．速度的最大值一定为vD．开始振动的方向沿y轴向上或向下取决于它与波源的距离重难点一波的形成与传播返回[解析]做简谐振动的质点振幅都是相等的，故P点的振幅也是A，选项A正确；周期也相等，故周期也是T，选项B正确；质点的振动速度大小与波速无关，选项C错误；质点开始振动的方向取决于振源的起振方向，与质点与振源的距离无关，选项D错误。[答案]AB返回波的传播问题的分析方法(1)波传播时，波的信息和能量可以向外传播，但振动的质点并不随波迁移。(2)波的传播具有周期性，波在一个周期传播的距离等于一个波长。波长的大小等于相邻两波峰(或波谷)之间的距离。(3)波长、波速、周期和频率的计算利用关系式v＝λT和v＝λf。返回[集训冲关]1．(2017·天津高考)手持较长软绳端点O以周期T在竖直方向上做简谐运动，带动绳上的其他质点振动形成简谐波沿绳水平传播，示意如图。绳上有另一质点P，且O、P的平衡位置间距为L。t＝0时，O位于最高点，P的位移恰好为零，速度方向竖直向上，下列判断正确的是()A．该简谐波是纵波B．该简谐波的最大波长为2LC．t＝T8时，P在平衡位置上方D．t＝3T8时，P的速度方向竖直向上返回解析：振动方向与传播方向垂直，故该简谐波是横波，A错误；根据“下坡上”判断，P距离O的最近距离L＝14λ，所以最大波长等于4L，B错误；经过14T，P位于波峰，所以18T时，P在平衡位置上方，C正确；在38T时，P正在从波峰向平衡位置运动，速度方向竖直向下，D错误。答案：C返回2．由波源S形成的简谐横波在均匀介质中向左、右传播，波源振动的频率为20Hz，波速为16m/s。已知介质中P、Q两质点位于波源S的两侧，且P、Q和S的平衡位置在一条直线上，P、Q的平衡位置到S的平衡位置之间的距离分别为15.8m、14.6m。P、Q开始振动后，下列判断正确的是()A．P、Q两质点运动的方向始终相同B．P、Q两质点运动的方向始终相反C．当S恰好通过平衡位置时，P、Q两点也正好通过平衡位置D．当S恰好通过平衡位置向上运动时，P在波峰返回解析：简谐横波的波长λ＝vf＝1620m＝0.8m。P、Q两质点距离波源S的距离PS＝15.8m＝19λ＋34λ，SQ＝14.6m＝18λ＋14λ。因此P、Q两质点运动的方向始终相反，A项错误，B项正确；当S恰好通过平衡位置向上运动时，P在波峰的位置，Q在波谷的位置。当S恰好通过平衡位置向下运动时，P在波谷的位置，Q在波峰的位置，C项错误，D项正确。答案：BD返回重难点(二)波的图像与波速公式的应用[典例](2017·全国Ⅲ卷)如图，一列简谐横波沿x轴正方向传播，实线为t＝0时的波形图，虚线为t＝0.5s时的波形图。已知该简谐波的周期大于0.5s。关于该简谐波，下列说法正确的是()A．波长为2mB．波速为6m/sC．频率为1.5HzD．t＝1s时，x＝1m处的质点处于波峰E．t＝2s时，x＝2m处的质点经过平衡位置返回[解析]由题图可知简谐横波的波长为λ＝4m，A项错误；波沿x轴正向传播，t＝0.5s＝34T，可得周期T＝23s，频率f＝1T＝1.5Hz，波速v＝λT＝6m/s，B、C项正确；t＝0时刻，x＝1m处的质点在波峰，经过1s＝32T，一定在波谷，D项错误；t＝0时刻，x＝2m处的质点在平衡位置，经过2s＝3T，质点一定经过平衡位置，E项正确。[答案]BCE返回(1)波动图像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，图像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，如图所示。(2)图像的应用①直接读取振幅A和波长λ，以及该时刻各质点的位移。②确定该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。返回[集训冲关]1．一列简谐横波从左向右以v＝2m/s的速度传播，某时刻的波形图如图所示，下列说法正确的是()A．A点再经过一个周期将传播到D点B．B点正在向上运动C．B点再经过18T回到平衡位置D．C点再经过34T将到达波峰的位置返回解析：质点不随波迁移，选项A错误；根据“上下波”法，由波沿x轴向右传播，可知B点正向上运动，选项B正确；B点向上运动靠近平衡位置过程中平均速度比一个周期内运动的平均速度大，所用时间小于18T，选项C错误；由T＝λv可知周期为0.05s，C点正从平衡位置向下运动，所以再经过34T将到达波峰，选项D正确。答案：BD返回2．将一弹性绳沿x轴放置，左端位于坐标原点，用手握住绳的左端，当t＝0时，使其开始沿y轴做简谐振动，在t＝0.75s时形成如图所示的波形，M点是位于x＝10cm处的质点，N点是位于x＝50cm处的质点。(1)求绳波的传播速度；(2)判断N点开始振动的方向并求从t＝0时刻开始到N点第一次沿y轴正方向经过平衡位置需要的时间；(3)求从t＝0时刻开始到N点第一次到达波峰时，M点经过的路程。返回解析：(1)由题意和题图可知λ＝20cm，T＝1s，所以波速v＝λT＝20cm/s。(2)由题图可知t＝0.75s时，x＝15cm的质点刚开始振动，并且振动方向沿y轴负方向，所以N点开始振动的方向也沿y轴负方向。t＝0.75s时，x＝5cm的质点第一次沿y轴正方向经过平衡位置，这个振动形式传到N点还要t1＝xv＝50－520s＝2.25s，所以需要t2＝t＋t1＝3s，N点第一次沿y轴正方向经过平衡位置。返回(3)t＝0.75s时，M点已经经过的路程为8cm，而N点第一次到达波峰还要经历t3＝xv＝5020s＝2.5s，即2.5T，则M点还要经过的路程为2.5×4×8cm＝80cm，所以M点经过的总路程为8cm＋80cm＝88cm。答案：(1)20cm/s(2)N点开始振动的方向沿y轴负方向3s(3)88cm返回重难点(三)振动图像与波的图像综合问题振动图像和波的图像比较振动图像波的图像研究对象一个质点波传播方向上的所有质点研究内容某质点在空间随时间的变化规律某时刻连续质点在空间分布的规律图像返回振动图像波的图像物理意义某质点在各时刻的位移某时刻各质点的位移振动方向Δt后的波形随时间推移，图像延续，但已有形状不变随时间推移，图像沿波的传播方向平移横坐标表示时间表示各质点的平衡位置联系(1)纵坐标均表示质点的位移(2)纵坐标的最大值表示振幅(3)波在传播过程中，各质点都在各自的平衡位置附近振动，每一个质点都有自己的振动图像返回[典例]如图所示，图甲为一列简谐横波在t＝0.50s时的波形图像，P点是距平衡位置2.5cm的质点，图乙是Q点的振动图像。下列说法正确的是()A．0.05s时质点Q具有最大的加速度和位移B．这列简谐横波的波速为15m/sC．这列波向x轴正方向传播D．从0.60s到0.90s，质点P通过的路程为30cm返回[解析]由题图乙可知0.05s时，质点Q在正向最大位移处，具有最大的加速度，A正确；由题给条件可画出0.05s时波形图像如图所示，结合题图甲、乙分析可知波向x轴负方向传播，C错误；由题图甲知波长λ＝3m，由题图乙知周期T＝0.20s，则波速v＝λT＝15m/s，B正确；因Δt＝(0.90－0.60)s＝0.30s＝1.5T，则质点P通过的路程s＝1.5×4×5cm＝30cm，D正确。[答案]ABD返回“一分二看三找”巧解波的图像与振动图像综合类问题(1)分清振动图像与波的图像。横坐标为x则为波的图像，横坐标为t则为振动图像。(2)看清横、纵坐标的单位，注意单位前的数量级。(3)找准波的图像对应的质点和振动图像对应的时刻。返回[集训冲关]1．(2018·北京四中高三检测)一列简谐横波沿x轴传播，t＝0.1s时刻的波形如图甲所示，其质点P的振动图像如图乙所示，则该波的传播方向和波速分别是()A．沿x轴正方向，60m/sB．沿x轴负方向，60m/sC．沿x轴负方向，30m/sD．沿x轴正方向，30m/s返回解析：由题图乙可知，P点在t＝0.1s的下一时刻位移沿负方向减小，所以P点此时的运动方向向上，结合题图甲，可得该波沿x轴正方向传播，由题图乙可知T＝0.4s，由题图甲可知λ＝24m，所以v＝λT＝240.4m/s＝60m/s。答案：A返回2．如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＝2m和xb＝6m，图乙为质点b从该时刻开始计时的振动图像。下列说法正确的是()A．该波沿－x方向传播B．质点a经4s