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1、选修选修34 选考部分选考部分第第2讲机械波讲机械波 一、机械波的形成、传播与描述 1定义：机械振动在_中传播，形成机械波 2形成条件 (1)有_ (2)有介质，如空气、水、绳子等 3传播特点 (1)传播波源的振动形式、能量和信息 (2)质点不随波迁移介质介质波源波源 (3)介质中各质点振动频率、振幅、起振方向等都与波源_ 4机械波的分类分类分类质点振动方向和波质点振动方向和波的传播方向的关系的传播方向的关系形状形状举例举例横波横波垂直垂直凹凸相间；有凹凸相间；有波峰、波谷波峰、波谷绳波等绳波等纵波纵波在同一条直线上在同一条直线上疏密相间；有疏密相间；有密部、疏部密部、疏部弹簧波、声弹簧波、声
2、波等波等相同相同相同相同无关无关 【跟踪训练】 1(多选)下列说法中正确的是() A在水平方向传播的波为横波 B在机械波中各质点随波的传播而迁移 C机械波在传播过程中，各个质点振动的周期、振幅都相等 D机械波在一个周期内传播的距离就是一个波长 E波速表示介质中质点振动的快慢 【答案】CD 【解析】振动方向与传播方向垂直的波为横波，A错；在机械波中各质点在平衡位置附近振动，并不随波的传播发生迁移，B错；机械波在传播过程中，各质点都重复波源的振动，它们的振幅、周期都相等，C对；机械波在一个周期内向远处传播的距离为一个完整的波形，其距离为一个波长，D对；波速表示振动在介质中传播的快慢，与质点振动的快
3、慢无关，E错 二、简谐横波的图象 1坐标轴的意义 横坐标x表示在波的传播方向上各个质点的_，纵坐标y表示该时刻各个质点偏离平衡位置的_ 2图象特点 简谐波的波形曲线是_(或余弦)曲线 图1221平衡位置平衡位置位移位移正弦正弦 3横波图象的应用 (1)直接读取波动中质点的振幅A和波长，以及任意一质点此刻的位移、加速度方向 (2)若已知波的传播方向，可知介质质点的_，反之亦然 (3)若知波速v，可求此时刻以后某一时刻的波形图，方法是把波形图平移xvt的距离振动方向振动方向 A质点P的振动周期为0.25 s B经过任意时间，质点Q和P的振动情况总是相同的 C经过t0.4 s，质点P向右移动0.8
4、m D经过t0.4 s，质点P将在平衡位置，它通过的路程为0.2 m 【答案】B 三、波的特有现象 1波的干涉和衍射波的干涉波的干涉波的衍射波的衍射条条件件两列波的频率必须两列波的频率必须_明显条件：障碍物或孔的明显条件：障碍物或孔的尺寸比波长小或相差不多尺寸比波长小或相差不多现现象象形成加强区和减弱区相互隔开形成加强区和减弱区相互隔开的稳定的的稳定的_波能够绕过障碍物或孔继波能够绕过障碍物或孔继续向前传播续向前传播注注意意(1)振动加强和减弱区域不变；振动加强和减弱区域不变；(2)加强和减弱的是振幅，而不加强和减弱的是振幅，而不是位移；是位移；(3)干涉现象出现是有条件的干涉现象出现是有条件
5、的.(1)衍射不需要条件，明显衍射不需要条件，明显衍射才需要；衍射才需要；(2)障碍物或孔本身不一定障碍物或孔本身不一定很小，只是与很小，只是与_相比相比小小.相同相同干涉图像干涉图像波长波长 2.多普勒效应 (1)条件：声源和观察者之间有_ (2)现象：观察者感到波的频率发生变化 (3)实质：声源频率不变，观察者接收到的频率变化 (4)规律：当波源与观察者二者相互接近，观察者接收到的频率_；二者远离时，观察者接收到的频率_相对运动相对运动变大变大变小变小 【跟踪训练】 3(多选)(2015年湖北模拟)关于波的干涉，衍射等现象，下列说法正确的是() A有的波只能发生干涉现象，有的波只能发生衍射
6、现象 B产生干涉现象的必要条件之一，就是两列波的频率相等 C能观察到明显的衍射现象的条件是障碍物的尺寸与波长比较相差不多或比波长更小 D在干涉图样中，振动加强区域的质点，其位移始终保持最大；振动减弱区域的质点，其位移始终保持最小 E当观测者靠近波源时，接收到的波的频率会大于波源的振动频率 【答案】BCE 【解析】干涉、衍射是波共有的特性，所以A错误干涉具备两波频率相同、波源性质相同的条件，B正确；当满足d时产生明显的衍射现象，C正确在干涉图样中，位移随时间时刻发生变化，加强和减弱的是振幅，D错误在多普勒效应中，观测者与波源相对靠近时，接收到的波的频率大于波源的振动频率，相对远离时，接收到的频率
7、变小，选项E正确波的图象和传播波的图象和传播 (3)各质点的起振方向与波源的起振方向相同 (4)质点振动nT(波传播n)时，波形不变 (5)若知波速v，可求此时刻以后某一时刻的波形图，即把波形图平移xvt的距离 2波的传播方向与质点的振动方向的判断方法 (多选)(2015年云南调研)在坐标原点的波源产生一列沿x轴正方向传播的简谐横波，波速v10 m/s，已知在t0时刻的波形如图1223所示，此时波刚好传播到x5 m处下列说法中正确的是() A这列波的波长为4 m B这列波的振幅为20 cm C这列波的频率为2.5 Hz D波源起振方向沿y轴正方向 E再经过0.2 s的时间，质点a到达质点b现在
8、所处的位置 (多选)(2011年海南卷)一列简谐横波在t0时的波形图如图1224所示介质中x2 m处的质点P沿y轴方向做简谐运动的表达式为y10 sin(5t) cm.关于这列简谐波，下列说法正确的是() A周期为4.0 s B振幅为20 cm C传播方向沿x轴正向 D传播速度为10 m/s 【答案】CD 【答案】C 【解析】根据题意可知，波沿x轴正、负两方向传播，波形图关于y轴对称，A、B两项错误，在t0.6 s1.5 T时，波沿x轴正、负方向传播了1.5，由波源的起振方向沿y轴正方向可知，此时离坐标原点1.5处的质点的振动方向也为沿y轴正方向，C项正确 振动图象与波的图象比较振动图象和波动
9、图象的综合运用振动图象和波动图象的综合运用类型类型振动图象振动图象波的图象波的图象图象图象信息信息(1)质点振动周期、振质点振动周期、振幅幅(2)各时刻的位移各时刻的位移(3)各时刻的速度、加各时刻的速度、加速度方向速度方向(1)波长、振幅波长、振幅(2)任意一质点的位移任意一质点的位移(3)任意一质点加速度任意一质点加速度方向方向图象图象变化变化随时间推移、图象延随时间推移、图象延续，但已有形状不变续，但已有形状不变随时间推移，图象沿随时间推移，图象沿传播方向平移传播方向平移 (2014年全国卷)图1225甲为一列简谐横波在t2 s时的波形图，图1225乙为媒质中平衡位置在x1.5 m处的质
10、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波速为为0.5 m/s B波的传播方向向右 C02 s时间内，P运动的路程为8 cm D02 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 (1)从该时刻开始计时，画出x7.5103m处质点做简谐运动的振动图象(至少一个周期) (2)现测得超声波信号从渔船到鱼群往返一次所用的时间为4 s，求鱼群与渔船间的距离(忽略船和鱼群的运动) 【答案】(1)图见解析(2)3 000 m 造成波动问题多解的常见因素 (1)周期性： 时间周期性：时间间隔t与周期T的关系不明确 空间周期性：波传播距离x与波长的关系不明确 (2)
11、双向性： 传播方向双向性：波的传播方向不确定 振动方向双向性：质点振动方向不确定 (3)两质点空间关系不确定：在波的传播方向上两质点间的距离不确定，或者所处的位置不确定波的多解问题波的多解问题波的干涉和衍射波的干涉和衍射 2干涉现象务必注意以下几点 (1)振动加强和减弱区域不变； (2)加强和减弱的是振幅，而不是位移； (3)干涉现象出现是有条件的 3发生明显衍射的条件 (1)若障碍物的尺寸与波长差不多或比波长小，则发生明显衍射； (2)波的衍射是不需要条件的，没达到上述条件的只是不明显 AA点为振动加强点，经过半个周期，这一点振动减弱 BB点为振动减弱点，经过半个周期，这一点振动加强 CC点为振动加强点，经过半个周期，这一点振动仍加强 DD点为振动减弱点，经过半个周期，这一点振动加强 E若这两列波遇到尺寸为该波波长的障碍物，这两列波都能发生明显衍射现象 【答案】B 【解析】由于波在传播过程中形成以波源为圆心的分别表示波峰和波谷的同心圆，B侧波在传播过程中遇到带有窄缝的挡板后会发生衍射，A侧水波是衍射波，选项A错误同种机械波在相同介质中的传播速度相同，选项B正确减小挡板间距离，衍射现象会更明显，但是衍射波的波速不变，频率不变，故波长不变，选项C错误当增大挡板间距离时，衍射现象将变得不明显，选项D错误
高考物理大一轮复习 第2讲 机械波课件（选修34）
