02机械波导学案

52019届高三物理一轮复习导学案十三、机械振动和机械波（2）【课题】机械波【目标】1.理解机械波的形成过程；知道机械波的特点。2．知道波的叠加原理，知道波的特有现象---干涉和衍射现象；【导入】一、机械波的形成1.机械振动在______________形成机械波．2.产生条件_______________________________________________________3.机械振动和波的关系：振动是引起波动原因，波动是的延续；有机械波必有机械振动，有机械振动不一定有机械波。4．机械波的分类:1．横波（凹凸波）：质点振动方向与波的传播方向______的波叫横波（如绳波）．横波有凸部（波峰）和凹部（波谷）．2．纵波（疏密波）：质点振动方向与波的传播方向______的波叫纵波（如声波）纵波有密部和疏部．二、机械波的特点1．对理想的简谐波而言，各质点振幅__________________2．各质点的振动周期都与_______________相同．3．离波源越远，质点的振动越滞后．4．各质点只在____________振动．并不沿波的传播方向迁移．5．机械波向前传播的是振动的______________________________。三、描述机械波的物理量1．波长λ：在波的传播方向上，两个______的在振动过程中，相对______的位移______相同的质点之间的距离叫做波长．对于横波，相邻的两个波峰（或波谷）之间的距离等于波长；对于纵波，相邻的两个密部（或疏部）中央之间的距离等于波长．2．波速v：波的传播速度，即振动形式的传播速度，也是波的能量的传播速度．说明：（1）机械波的传播速度只与介质有关，在同一种均匀介质里，波速是一个定值，和波源无关．（2）注意区别波速与质点的振动速度这两个不同的概念:机械波在介质中是匀速传播的，即V＝s/t=λ/T，波速不同于质点的振动速度，质点是在平衡位置附近做变加速运动，其速度大小时刻改变，方向也在变化．3．频率f：波源的______，亦即波的频率，因为介质中各质点做受迫振动，其振动是由波源的振动引起的，故各个质点的振动频率都等于波源的振动频率，不随介质的不同而变化。当波从一种介质进入另一种介质时，波的频率是不变的。4．三者关系：v=λ·f四、波的特有现象1．波的叠加原理（独立传播原理）6几列波相遇时能够保持各自的状态而不互相干扰在几列波重叠的区域里，任何一个质点的总位移，都等于这几列波分别引起的位移的矢量和2．波的衍射：波绕过障碍物的现象叫波的衍射。能够发生明显衍射的条件是：障碍物或孔的尺寸比波长小，或者跟波长相差不大．3．波的干涉：频率相同的两列波叠加，使某些区域的振动加强，某些区域的振动减弱，并且振动加强和振动减弱的区域互相间隔的现象。对于两个完全相同的波源，当它们到某点的路程差为半波长的偶数倍时，振动加强；路程差为半波长的奇数倍时，振动减弱。注意：干涉和衍射现象是波的特有现象，一切波都能发生干涉和衍射现象；反之能够发生干涉和行射现象的一定是波。4．多普勒效应：由于波源和现察者之间有相对运动，使现察者感到频率发生变化的现象，叫多普勒效应．【导研】[例1]（1）如图所示，水平放置的弹性长绳上有一系列均匀分布的质点1，2，3……，现使质点1沿竖直方向作简谐运动，振动将沿绳向右传播，质点1的起始振动方向向上。当振动传播到质点13时，质点1恰好完成一次全振动，此时质点9的运动情况是（）A．加速度方向竖直向上B．加速度方向竖直向下C．速度方向竖直向上D．速度方向竖直向下（2）如图甲所示，一条均匀的弹性绳，l、2、3……13是绳上一系列等间距的质点，它们之间的距离均为lm。当t=0时，第1个质点向上开始做简谐运动，经0.1s第一次达到最大位移，此时第4个质点刚开始振动。再经过0.6S，弹性绳上某些质点的位置和振动方向如图所示（只画出其中一段绳上某四个质点的情况），其中正确的图是()[例2]（2007年上海卷）如图所示，位于介质I和II分界面上的波源S，产生两列分别沿x轴负方向与正方向传播的机械波。若在两种介质中波的频率及传播速度分别为f1、f2和v1、v2，则（）A．f1＝2f2，v1＝v2。B．f1＝f2，v1＝0.5v2。C．f1＝f2，v1＝2v2。D．f1＝0.5f2，v1＝v2。ILLIISx7[例3]（2008年镇江市2月调研）在均匀介质中选取平衡位置在同一直线上的9个质点，相邻两质点的距离均为L，如图(a)所示．一列横波沿该直线向右传播，t=0时到达质点1，质点1开始向下运动，经过时间Δt第一次出现如图（b）所示的波形．则该波的（）A、周期为Δt，波长为8LB、周期为2Δt/3，波长为8LC、周期为2Δt/3，波速为12L/ΔtD、周期为Δt，波速为8L/Δt[例4]如图所示为两列简谐横波沿同一绳传播在0t时刻的波形图，已知甲波向左传，乙波向右传。请根据图中信息判断以下正确的说法是（）A、由于两波振幅不等，故两列波相遇时不会发生干涉现象；B、两列波同时传到坐标原点；C、x=0.2cm处的质点开始振动时的方向向y轴的负方向；D、两列波相遇时会发生干涉且0.5xcm处为振动加强的点[例5]（1）两列相干波在同一水平面上传播，某时刻它们的波峰、波谷位置如图所示。图中M是波峰与波峰相遇点，是凸起最高的位置之一。回答下列问题：①由图中时刻经T/4，质点M相对平衡位置的位移是②在图中标出的M、N、O、P、Q几点中，振动增强的点是；振动减弱的点是。（2）（上海黄浦区2008年高考模拟考）我们绕发声的音叉走一圈会听到时强时弱的声音，这是声波的____________现象；如图是不同频率的水波通过相同的小孔所能达到区域的示意图，则其中水波的频率最大的是_________图。（3）a为声源，发出声波；b为接收者，接收a发出的声波。a、b若运动，只限于在沿两者连线方向上，下列说法正确的是（）A．a静止，b向a运动，则b收到的声频比a发出的高B．a、b向同一方向运动，则b收到的声频一定比a发出的高8C．a、b向同一方向运动，则b收到的声频一定比a发出的低D．a、b都向相互背离的方向运动，则b收到的声频比a发出的高【导练】1、如图为一列沿x轴正方向传播的简谐横波在t=0时的波形。当R点在t=0时的振动状态传到S点时，PR范围内(含P、R)有一些质点正在向y轴负方面运动，这些质点的x坐标取值范围是（）A.2cm≤x≤4cmB.2cmx4cmC.2cm≤x3cmD.2cmx≤3cm2、（苏州市2008届五校联考）两列简谐横波在t＝0时的波形如图所示，此时刻两列波的波峰正好在x＝0处重合，则该时刻两列波的波峰另一重合处到x＝0处的最短距离为（）A．8.75cmB．17.5cmC．35cmD．87.5cm3、如图所示，O为波长λ的简谐波源，四个球形波面a、b、c、d的半径依次为λ/4、λ/2、3λ／4、λ.若波源的简谐运动是从平衡位置向正方向开始振动的，则下列说法中正确的是（）A.a波面上的质点都是从平衡位置开始向正方向开始运动的B.b波面上的所有质点无论何时均处于波谷位置C.c波面上所有质点的振动总是与a波面上质点的振动反向D.d波面上所有质点的振动都比波源落后一周期4、（温州市十校联合体2008届期中联考）A、B两列波在某时刻的波形如图所示，经过t=TA时间（TA为波A的周期），两波再次出现如图波形，则两波的波速之比vA：vB可能是（）A．1：3B．2：1C．1：1D．3：25、一根水平的弹性细绳上，一上一下两个形状相同的正弦半波相向传播，某个时刻恰好完全叠合，如图所示，a、b、c是细绳上三个质点，且b是此刻波的中点，则（）A.a、b、c三质点此刻均在各自平衡位置且振动速度为零B.质点a此刻合运动的速度方向应是向下C.b质点此刻有最大的振动加速度D.C质点此刻合运动的速度方向应是向上偏右