2013届高考一轮物理复习课件选修3-4机械振动 机械波 光电磁波 相对论第2讲 机械波(教科版)

考基自主落实核心考点透析活页限时训练高考快乐体验第2讲机械波2013届高考一轮物理复习课件选修3-4机械振动机械波光电磁波相对论（教科版）考基自主落实核心考点透析活页限时训练高考快乐体验机械波的形成条件(1)有发生机械振动的波源.(2)有传播介质，如空气、水等．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_____.机械波、横波和纵波Ⅰ(考纲要求)形式能量迁移1.2．考基自主落实核心考点透析活页限时训练高考快乐体验(2)介质中各质点的振幅相同，振动周期和频率都与_______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___，位移为___.机械波的分类(1)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)．(2)纵波：质点的振动方向与波的传播方向在_________的波，有_____和_____.波源的4A零垂直波峰波谷同一直线密部疏部3．考基自主落实核心考点透析活页限时训练高考快乐体验横波的图象横波的图像Ⅱ(考纲要求)波速、波长和频率（周期）的关系Ⅱ(考纲要求)项目内容坐标轴以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意义表示在波的传播方向上，某时刻各质点离开平衡位置的位移1．考基自主落实核心考点透析活页限时训练高考快乐体验项目内容图象应用①直接读取振幅A和波长λ，以及该时刻各质点的位移．②确定某时刻各质点加速度和速度的方向，并能比较大小．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.考基自主落实核心考点透析活页限时训练高考快乐体验振动图象与波的图象的对比和应用两种图象比较内容振动图象波的图象图象意义一质点位移随时间变化的规律某时刻所有质点相对平衡位置的位移图象特点图象信息(1)振动周期、振幅(2)各时刻质点的位移、速度、加速度(包括大小、方向)(1)波长、振幅(2)任意一质点此刻的位移和加速度方向图象变化随时间推移图象延续，但原有形状不变随时间推移，图象沿传播方向平移一完整曲线对应横坐标一个周期一个波长2.考基自主落实核心考点透析活页限时训练高考快乐体验波长、波速、频率及其关系(1)波长在波动中，振动相位总是_____的两个相邻质点间的距离，用λ表示．(2)波速波在介质中的传播速度．由_____本身的性质决定．(3)频率由_____决定，等于_____的振动频率．(4)波长、波速和频率的关系①v＝λf②v＝λT3.相同介质波源波源考基自主落实核心考点透析活页限时训练高考快乐体验波的干涉与波的衍射的比较波的干涉和衍射现象多普勒效应Ⅰ(考纲要求)内容衍射和干涉定义现象可观察到明显现象的条件相同点波的衍射波可以绕过障碍物继续传播的现象波能偏离直线而传到直线传播以外的空间缝、孔或障碍物的尺寸跟波长相差不多或者小于波长干涉和衍射是波特有的现象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的现象干涉图样稳定，振动强弱区域相间分布，加强区、减弱区位置不变两列波的频率相同1.考基自主落实核心考点透析活页限时训练高考快乐体验多普勒效应波源不动波源向观察者运动，接收频率增大波源背离观察者运动，接收频率减小观察者不动观察者向波源运动，接收频率增大观察者背离波源运动，接收频率减小2.考基自主落实核心考点透析活页限时训练高考快乐体验1．质点的起振方向各质点开始振动(即起振)的方向均与波源的起振方向相同2．质点的振动方向与波的传播方向的互判方法(1)上下坡法沿波的传播方向看，“上坡”的点向下运动，“下坡”的点向上运动，简称“上坡下，下坡上”如图所示．考基自主落实核心考点透析活页限时训练高考快乐体验(2)带动法如图所示，在质点P靠近波源一方附近的图象上另找一点P′，若P′在P上方，则P向上运动，若P′在P下方，则P向下运动．考基自主落实核心考点透析活页限时训练高考快乐体验(3)微平移法原理：波向前传播，波形也向前平移．方法：作出经微小时间Δt后的波形，如图虚线所示，就知道了各质点经过Δt时间到达的位置，此刻质点振动方向也就知道了，图中P点振动方向向下．考基自主落实核心考点透析活页限时训练高考快乐体验●特别提醒(1)在波的干涉中加强区振动加强只是振幅变大，并不是质点一直处于位移最大值．(2)任何波都能发生衍射现象，而发生明显的衍射需要一定的条件．(3)干涉中加强点和减弱点的判断：某质点的振动是加强还是减弱，取决于该点到两相干波源的距离之差Δr.当两波源振动步调一致时若Δr＝nλ(n＝0,1,2，…)，则振动加强；若Δr＝(2n＋1)λ2(n＝0,1,2，…)，则振动减弱．考基自主落实核心考点透析活页限时训练高考快乐体验如图1－2－1所示，S1、S2为水波槽中的两个波源，它们分别激起两列水波，图中实线表示波峰，虚线表示波谷．已知两列波的波长λ1＜λ2，该时刻在P点为两列波的波峰与波峰相遇，则以下叙述正确的是()．图1－2－11．考基自主落实核心考点透析活页限时训练高考快乐体验A．P点有时在波峰，有时在波谷，振动始终加强B．P点始终在波峰C．P点的振动不遵守波的叠加原理，P点的运动也不始终加强D．P点的振动遵守波的叠加原理，但并不始终加强答案D考基自主落实核心考点透析活页限时训练高考快乐体验如图1－2－2所示，男同学站立不动吹口哨，一位女同学坐在秋千上来回摆动，下列关于女同学的感受的说法正确的是()．图1－2－22．考基自主落实核心考点透析活页限时训练高考快乐体验A．女同学从A向B运动过程中，她感觉哨声音调变高B．女同学从E向D运动过程中，她感觉哨声音调变高C．女同学在C点向右运动时，她感觉哨声音调不变D．女同学在C点向左运动时，她感觉哨声音调变低答案AD考基自主落实核心考点透析活页限时训练高考快乐体验(2010·上海单科，2)利用发波水槽得到的水面波形如图1－2－3a、b所示，则()．A．图a、b均显示了波的干涉现象B．图a、b均显示了波的衍射现象C．图a显示了波的干涉现象，图b显示了波的衍射现象D．图a显示了波的衍射现象，图b显示了波的干涉现象解析图a中可以看出只有一条狭缝，穿过水波发生明显的衍射；图b中有两个振源，有些区域振动加强，有些区域振动减弱，是干涉现象．答案D3．图1－2－3考基自主落实核心考点透析活页限时训练高考快乐体验(2010·安徽卷，15)一列沿x轴正方向传播的简谐横波，某时刻的波形如图1－2－4所示．P为介质中的一个质点，从该时刻开始的一段极短时间内，P的速度v和加速度a的大小变化情况是()．图1－2－4A．v变小，a变大B．v变小，a变小C．v变大，a变大D．v变大，a变小解析由波的传播方向及P点位置，可知P点此时正向平衡位置运动，速度增大，加速度减小．答案D4．考基自主落实核心考点透析活页限时训练高考快乐体验一列简谐波在两时刻的波形如图1－2－5中实线和虚线所示，由图可确定这列波的()．图1－2－5A．周期B．波速C．波长D．频率解析因题中未给出实线波形和虚线波形的时刻，不知道时间差或波的传播方向，因此无法确定波速、周期和频率，只能确定波长，正确答案为C.答案C5．考基自主落实核心考点透析活页限时训练高考快乐体验(2011·武汉调研)一简谐横波沿x轴正方向传播，若在x＝1m处质点的振动图象如图1－2－6所示，则该波在t＝0.3s时刻的波形曲线为()．图1－2－6解析由题图可知t＝0.3s时刻处于x＝1m处的质点在波谷位置．显然t＝0.3s时刻的波形图中只有A对应了x＝1m处的质点处在波谷位置，A正确．答案A6．考基自主落实核心考点透析活页限时训练高考快乐体验如图1－2－7所示为一列在均匀介质中传播的简谐横波在某时刻的波形图，波速为2m/s，此时P点振动方向沿y轴负方向，则()．考点一对波的图象的理解及应用【典例1】图1－2－7考基自主落实核心考点透析活页限时训练高考快乐体验A．该波传播的方向沿x轴正方向B．P点的振幅比Q点的小C．经过Δt＝4s，质点P将向右移动8mD．经过Δt＝4s，质点Q通过的路程是0.4m解析由P点振动方向沿y轴负方向可判断该波传播的方向沿x轴正方向，选项A正确；均匀介质中传播的简谐横波各质点振幅相同，因此选项B错误；各质点只在自己的平衡位置附近振动，并没有随波移动，而且Δt＝4s＝2T，路程s＝8A＝0.4m，选项C错、D对．答案AD考基自主落实核心考点透析活页限时训练高考快乐体验如图1－2－8所示，一列简谐横波沿x轴正方向传播，实线和虚线分别表示t1＝0、t2＝0.5s时的波形，t2T，能正确反映t3＝7.5s时波形的图是()．【变式1】图1－2－8考基自主落实核心考点透析活页限时训练高考快乐体验解析因为t2T，可确定波在0.5s的时间沿x轴正方向传播14λ，即14T＝0.5s，所以T＝2s，t3＝7.5s＝334T，波峰沿x轴正方向传播34λ，从14λ处到λ处，选D.答案D考基自主落实核心考点透析活页限时训练高考快乐体验(2010·福建)一列简谐横波在t＝0时刻的波形如图1－2－9中的实线所示，t＝0.02s时刻的波形如图中虚线所示．若该波的周期T大于0.02s，则该波的传播速度可能是()．考点二波的多解问题【典例2】图1－2－9A．2m/sB．3m/sC．4m/sD．5m/s考基自主落实核心考点透析活页限时训练高考快乐体验解析这类问题通常有两种解法：（1）设波向右传播，则在0时刻x＝4m处的质点往上振动，设经历Δt时间时质点运动到波峰的位置，则Δt＝14＋nT，即T＝4Δt4n＋1＝0.084n＋1.当n＝0时，T＝0.08s0.02s，符合要求，此时v＝λT＝0.080.08m/s＝1m/s；当n＝1时，T＝0.016s0.02s，不符合要求．考基自主落实核心考点透析活页限时训练高考快乐体验(2)设波向左传播，则在0时刻x＝4m处的质点往下振动，设经历Δt时间时质点运动到波峰的位置，则Δt＝34＋nT，即T＝4Δt4n＋3＝0.084n＋3.当n＝0时，T＝0.083s0.02s，符合要求，此时v＝λT＝0.080.083m/s＝3m/s；当n＝1时，T＝0.087s0.02s，不符合要求．综上所述，只有B选项正确．答案B考基自主落实核心考点透析活页限时训练高考快乐体验波在传播过程中，因空间的周期性和时间的周期性，常常由时间间隔Δt与周期T的关系不明确、波传播方向不确定、波传播的距离Δx与波长λ的关系不明确造成多解问题．——波的多解问题来源考基自主落实核心考点透析活页限时训练高考快乐体验一列简谐横波沿直线由A向B传播，A、B相距0.45m，图1－2－10是A处质点的振动图象．当A处质点运动到波峰位置时，B处质点刚好到达平衡位置且向y轴正方向运动，这列波的波速可能是()．【变式2】图1－2－10A．4.5m/sB．3.0m/sC．1.5m/sD．0.7m/s考基自主落实核心考点透析活页限时训练高考快乐体验解析在处理相距一定距离的两个质点关系时必须尝试作出两质点间在该时刻的最少波形，然后根据间距和波长关系求波长(注意波的周期性)．波是由A向B传播的，而且在A到达波峰的时刻，B处于平衡位置向上运动，则A、B间最少14波长，所以有λ＝4l4n＋1，v＝λT＝4lT4n＋1＝4×0.450.4×4n＋1＝4.54n＋1，当n＝0时，v＝4.5m/s，当n＝1时，v＝0.9m/s，当n＝2时，v＝0.5m/s等．答案A考基自主落实核心考点透析活页限时训练高考快乐体验如图1－2－11甲为一列简谐横波在t＝0.10s时刻的波形图，P是平衡位置为x＝1m处的质点，Q是平衡位置为x＝4m处的质点，图乙为质点Q的振动图象，则()．考点三波的图象与振动图象的综合应用【典例3】图1－2－11考基自主落实核心考点透析活页限时训练高考快乐体验A．t＝0.15s时，质点Q的加速度达到正向最大B．t＝0.15s时，质点P的运动方向沿y轴负方向C．从t＝0.10s到t＝0.25