_00讲义 机械波（单元复习）（教师版）.docx

《_00讲义 机械波（单元复习）（教师版）.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《_00讲义 机械波（单元复习）（教师版）.docx（14页珍藏版）》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。

1、学科辅导教案课程主题： 机械波授课时间：教学内容一、波的形成【知识梳理】1.波：振动的传播成为波动，简称波。2.机械波：机械振动在介质中传播，就形成了机械波。3.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。4.传播特点(1)机械波传播的只是振动的形式和能量，质点只在各自的平衡位置附近做简谐运动，并不随波迁移。(2)介质中各质点的振幅相同，振动周期和频率都与波源的振动周期和频率相同，起振方向也波源的起振方向相同。(3)一个周期内，质点完成一次全振动，通过的路程为4A，位移为零。5.波的分类(1)横波：质点的振动方向与波的传播方向相互垂直的波，有波峰(凸部)和波谷(

2、凹部)。(2)纵波：质点的振动方向与波的传播方向在同一直线上的波，有密部和疏部。横波纵波实物波形定义质点的振动方向与波的传播方向相互垂直的波.质点的振动方向与波的传播方向在同一直线上的波.标志性物理量(1)波峰:凸起的最高处(2)波谷:凹下的最低处(1)密部:质点分布最密的位置(2)疏部:质点分布最疏的位置【例题精讲】1. 以下对机械波的认识正确的是( A )A.形成机械波一定要有波源和介质B.波源做简谐运动形成的波中，各质点的运动情况完全相同C.横波向右传播时，处于波峰的质点也向右迁移D.机械波向右传播时，右方的质点比左方的质点早一些振动2. (多选)关于振动和波的关系，下列说法正确的是(

3、AB )A.振动是波的成因，波是振动的传播B.振动是单个质点呈现的运动现象，波是许多质点联合起来呈现的运动现象C.波在传播过程中，介质中的质点随波一起迁移D.波源停止振动时，波立即停止传播3. 关于振动和波，下列说法中正确的是( B )A.物体发生振动，一定会产生波B.存在机械波，一定存在波源C.波源振动越快，机械波传播速度越大D.机械波可以在真空中传播4. 一列横波沿绳子向右传播，某时刻绳子形成如图所示的形状，对此时绳上A、B、C、D、E、F六个质点说法正确的是( D )A质点B向右运动B.质点D和质点F的速度方向相同C质点A和质点C的速度方向相同D.从此时算起，质点B比质点C先回到平衡位置

4、二、波的描述【知识梳理】1横波的图象(1)坐标轴：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。(2)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。2简谐波(正弦波)(1)如果波的图像是正弦曲线，这样的波叫作正弦波，也叫简谐波。(2)简谐波中各质点的振动是简谐运动.(3)图象： 3波长、波速、频率及其关系(1)波长：在波动中，振动相位总是相同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，由介质本身的性质决定。(3)频率f：由波源决定，等于波源的振动频率。(4)波长、波速和频率的关系：vf ；v 。4波形图与振动图像5质点振动方向与波传播方向的关系(1)带动法

5、:后面质点依次重复前面质点的振动.(2)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”。(3)同侧法:在波的图像上的某- -点，沿y轴方向画出一个箭头表示质点运动方向，并设想在同一点沿x轴方向画一个箭头表示波的传播方向，那么这两个箭头总是在曲线的同侧。(4)微平移法:如图所示，实线为t时刻的波形图，作出微小时间t后的波形如虚线所示，由图可见t时刻的质点P1(P2)经t后运动到.P1 (P2 )处，这样就可以判断质点的运动方向了。【例题精讲】1. （多选）如图所示为一列沿x轴正方向传播的简谐横波在某个时刻的波形图，由图像可知( AC )A.质点b

6、此时位移为零B.质点b此时向 - y方向运动C.质点d的振幅是2cmD.质点a再经过 T2 通过的路程是4cm，偏离平衡位置的位移大小是4 cm2. （多选）一列沿x轴传播的简谐波，波速为4 m/s，某时刻的波形图象如图所示。此时x=8m处的质点具有正向最大速度，则再过4.5 s，下列说法正确的是（ AB ）A. x=4m处质点具有正向最大加速度B. x=2m处质点具有负向最大速度C. x=0m处质点沿x轴移动到了x=18 m处D. x=6m处质点通过的路程为20 cm 3. （多选）a、b、c是某弹性绳上的三个质点，沿绳建立x坐标轴。t=0时刻，波源开始振动，形成的简谐横波沿x轴的正方向传播

7、，t=0.2s时的波形如图所示，已知波源的周期T=0.4s，则（ ACD ）A波速为B质点开始振动时，速度方向沿正方向C时，质点处于波峰D0到0.5s内，质点通过的路程为 4. （多选）如图所示分别为一列横波在某一时刻的图像和在x=6m处的质点从该时刻开始计时的振动图像， 则这列波（ BD ） A.沿x轴的正方向传播 B.波速为100m/sC.该质点振动周期为8s D.再过0.02s， x= 4m处的质点在平衡位置且向上运动 5. （多选）振源O起振方向沿y轴正方向，从振源O起振时开始计时，经t=0.9s，x轴上0至12m范围第一次出现图示简谐波，则（BC）A此列波的波速约为13.3m/sBt

8、=0.9s时，x轴上6m处的质点振动方向向下C波的周期一定是0.4sD波的周期T= 3.64n+1 s (n可取0，1，2，3)6. （多选）一列简谐横波，在t = 0.6 s时刻的图像如图甲所示，波上A质点的振动图像如图乙所示，则以下说法正确的是（ ABC）A这列波沿x轴正方向传播，波速是 503 m/sB从t = 0.6 s开始，紧接着的t = 0.6 s时间内，A质点通过的路程是4 mC从t = 0.6 s开始，质点P比质点Q早0.4 s到达波峰位置D从t = 0.6 s开始，再经0.15s质点Q第一次到达波谷位置7. （多选）如图所示，甲图为某波源的振动图像，乙图为该波源产生的横波在某

9、时刻的波形图，O点表示波源，该横波波向右传播波动，则下列说法正确的是（ ABD ）A这列波的波速为1m/sB.Q的起振方向沿y轴负方向C.再经过4.5s，乙图中质点Q刚好开始振动D.当乙图中质点Q第一次到达平衡位置且向上运动时，质点P还需再运动0.4m的路程三、波的反射、折射和衍射【知识梳理】（一）波的反射1.反射现象：波遇到介质界面会返回来继卖传播的现象.2.反射角与入射角：(1)入射角：入射波的波线 与法线的夹角，如图中的i.(2)反射角：反射波的波线 与法线的夹角，如图中的i.3.反射定律：反射波线、法线、入射波线在同一平面内， 且反射角等于入射角.注意:反射波与入射波的波长、频率、波速

10、都相等,但由于反射面吸收一部分能量，反射波传播的能量将减少.（二）波的折射1.波在传播过程中，从一种介质进入另一种介质时，波传播的方向发生偏折的现象叫作波的折射.2.一切波都会发生折射现象3.波的反射和折射的比较波的反射波的折射传播方向改变；反射角=入射角改变；折射角入射角频率f不变不变波速v不变改变波长不变改变说明:(1)频率f由波源诀定。(2)波速v由介质决定。因折射波与入射波在不同的介质中传播，所以波速变化。(3)据v=f知，波长与v及f有关，即与介质和波源有关。（三）波的衍射1.定义：波可以绕过障碍物继续传播，这种现象叫作波的衍射.2.发生明显衍射现象的条件：只有缝、孔的宽度或障碍物的

11、尺寸跟波长相差不多或者比波长更小时， 才能观察到明显的谢现象.3.一切波都能发生衍谢，衍射是波特有的现象.4.两种衍射现象(1)波遇到障碍物的情况水波槽中，在波源的前方放一障碍物，使波源振动产生水波，当障碍物较大时波被阻挡，在靠近障碍物后面没有波，只是在障碍物较远处，波才稍微有些绕到“影子”区域里，如图甲所示，虽然发生了衍射，但不明显；当障碍物较小时发现波绕过障碍物继续前进，如同障碍物不存在一样.如图乙所示，衍射现象明显。(2)波遇到小孔的情况水波槽中，在波源前方放一有孔的屏，使波源振动产生水波，当孔较大时发现水波经过孔后，在连接波源和孔的两边的直线所限制的区域里传播，如图甲所示；当孔较小时发

12、现孔后的整个区域里传播着以孔为中心的圆形波，如图乙所示，衍射现象明显。【例题精讲】1. 图中1、2、3分别代表入射波、反射波、折射波的波线，则( D )A.2与1的波长、频率相等，波速不等 B.2与1的波速、频率相等，波长不等C.3与1的波速、频率、波长均相等 D.3与1的频率相等，波长、波速均不等2. （多选）如图所示为水波的衍射现象，s为波源，d为挡板上的小孔宽度，相邻弧线间距为一个波长，其中符合事实的是( BC )3. （多选）如图所示是观察水波衍射的实验装置. AC和BD是两块挡板，AB是一个孔，0是波源，图中已画出波源所在区域波的传播情况，每两条相邻波纹(图中曲线)之间的距离表示一个

13、波长，则关于波经过孔之后的传播情况，下列描述正确的是( ABD )A.此时能观察到波明显的衍射现象B.挡板前后波纹间距离相等C.如果将孔AB扩大，能观察到更明显的衍射现象D.如果孔的大小不变，使波源频率减小，能观察到更明显的衍射现象 4. （多选）如图所示，图中S为在水面上振动的波源，M、N是水面.上的两块挡板，其中N板可以上下移动，两板中间有一狭缝，此时测得A处水面没有振动，为使A处水面也能发生振动，可采用的方法是( BD )A.使波源的频率增大 B.使波源的频率减小C.移动N使狭缝的间距增大 D.移动N使狭缝的间距减小5. 如图所示，P为桥墩，A为靠近桥墩浮在水面的叶片，波源s连续振动，形

14、成水波，此时叶片A静止不动.为使水波能带动叶片振动，可用的方法是( D )A.增加波源距桥墩的距离 B.减小波源距桥墩的距离C.提高波源的振动频率 D.降低波源的振动频率 6. 如图所示，圆形实线是波源O在水槽内产生的水波的波峰，下列说法正确的是( B ) A.水波只要进人CAE和DBF区域就叫波的衍射B.水波只要进入CAA和DBB区域就叫波的衍射C.水波必须充满CAE和DBF区域才叫波的衍射D.水波必须充满CAA和DBB区域才叫波的衍射7. 如图所示为A、B两列不同频率的水波通过相同的小孔所形成的衍射图样,由图可知,两列波的波长和频率的大小关系是( B )A.fAfB ,AB B.fAfB

15、,AB C.fAfB ,AB D.fAfB ,AB四、波的干涉【知识梳理】（一）波的叠加1.波的独立传播特性：两列波相遇后，每列波仍像相遇前一样，保持各自原来的运动特征，继续向前传播。(如图所示)2.波的叠加原理：在两列波重叠的区域里，任何一个质点同时参与两个振动，其振动位移等于这两列波分别引起的位移的矢量和，当两列波振动方向在同一直线上时，这两个位移的矢量和在选定正方向后可简化为代数和。（二）波的干涉1.定义：频率相同、相位差恒定、振动方向相同的两列波叠加时，某些区域的振动总是加强，某些区域的振动总是减弱，这种现象叫波的干涉.2.干涉条件(1)两列波的频率必须相同.(2)两个波源的相位差必须

16、保持不变.3.干涉的普遍性：一切波在一定条件下都能够发生干涉，干涉是波特有的现象.4.干涉图样及其特点(1)干涉图样:如图所示. (2)特点加强区始终加强，减弱区始终减弱(加强区与减弱区不随时间变化).加强区和减弱区的位置固定不变，加强区与减弱区互相间隔.加强点振幅为A1+A2;减弱点振幅为|A1-A2|，各质点都在各自的平衡位置附近做简谐运动.【例题精讲】1. (多选)关于波的干涉，以下说法正确的是(BC)A振动加强的质点，位移始终最大B振动加强的质点，两列波引起的分位移，总是方向相同的C加强点的振动，能量始终最大D加强点和减弱点的位置在传播中是随时相互交换的2. 如图所示，水面上有M、N两

17、个振动情况完全相同的振源，在水面上形成两列水波，在M、N连线的中垂线上有a、b、c三点，已知某一时刻，a点是两列波的波谷相遇点，b点是两列波的波峰相遇点，则可判断c点(A)A一定是振动加强的点B一定是两列波的波峰相遇点C一定是两列波的波谷相遇点D条件不足，无法判断3. 如图所示,A、B为振幅相同的相干波源,且向外传播的过程中振幅衰减不计，图中实线表示波峰，虚线表示波谷，下列说法错误的是(A)A.Q点始终处于波峰的位置B.R、S两点始终处于静止状态C.P.Q连线上各点振动始终最强D.P点在图中所示的时刻处于波谷,再过14周期处于平衡位置 4. 如图所示，两列水波波源S1和S2的振幅分别为2A和A

18、，某时刻它们形成的波峰和波谷分别由实线和虚线表示下列说法正确的是(D)A两列波在相遇区域发生干涉 B波谷和波谷相遇处位移为零CM点的位移始终为零 D此刻M点和N点的位移大小分别是A和3A5. 如图，S1、S2是振幅均为A的两个水波波源，某时刻它们形成的波峰和波谷分别由实线和虚线表示。则（ C ）A两列波在相遇区域发生干涉Ba处质点振动始终减弱，b、c处质点振动始终加强C此时a、b、c处各质点的位移是：xa0，xb=2A，xc=2ADa、b、c处各质点随着水波飘向远处 6. (多选)如图所示，实线与虚线分别表示振幅A、频率f均相同的两列波的波峰和波谷此刻，M是波峰与波峰相遇点，下列说法正确的是(

19、BCD)A该时刻位于O点的质点正处于平衡位置B位于P、N两点的质点始终处在平衡位置C从该时刻起，经过四分之一周期，位于M点的质点和位于O点的质点都到达平衡位置DOM连线中点是振动加强的点，其振幅为2A7. （多选）如图表示两个相干波源S1、S2产生的波在同一种均匀介质中相遇图中实线表示某时刻的波峰，虚线表示的是波谷，下列说法正确的（ AD ）Aa、c两点的振动加强，b、d两点的振动减弱Be、f两点的振动介于加强点和减弱点之间C经适当的时间后，加强点和减弱点的位置互换D经半个周期后，原来位于波峰的点将位于波谷，原来位于波谷的点将位于波峰8. （多选0如图所示表示两列相干水波的叠加情况，图中的实线

20、表示波峰，虚线表示波谷设两列波的振幅均为5cm，且在图示的范围内振幅不变，波速为1m/s和波长0.4m.C点是BE连线的中点，下列说法正确的是（ BD ）A从图示的时刻起经0.1s后，B处质点通过的路程为20cmB从图示的时刻起经0.1s后，A处质点的位移为0C图中C、D处质点均为减弱点D图示时刻A、B两处质点的竖直高度差为20cm 9. 两列完全相同的机械波于某时刻的叠加情况如图所示,图中的实线和虚线分别表示波峰和波谷,则下列说法正确的是（ ABC ）A.a、b连线中点振动加强 B.a、b、c、d四点速度均为零C.再经过 12 周期，c、d两点振动仍然减弱 D.再经过 14 周期，c、d两点

21、振动加强 10. (多选)两列频率相同、振幅均为A的简谐横波P、Q分别沿x轴正方向和x轴负方向在同一介质中传播，两列波的振动方向均沿y轴某时刻两波的波面如图所示，实线表示P波的波峰、Q波的波谷；虚线表示P波的波谷、Q波的波峰a、b、c为三个等间距的质点，d为b、c中间的质点下列判断正确的是(CD)A质点a的振幅为2A B质点b始终静止不动C图示时刻质点c的位移为0 D图示时刻质点d的振动方向沿y轴负方向11. 两列简谐波分别沿x轴正方向和负方向传播，两波源分别位于x1 = -210-1m和x2 =1210-1m处，两列波的波速均为0.4m/s，两波源的振幅均为2cm。图为某时刻两列波的图象，此

22、刻P、Q两质点刚开始振动。关于各质点运动情况判断正确的是（ D ）A质点P、Q都首先沿y轴正向运动 Bt=0.75s时刻，质点P、Q都运动到M点Ct=1s时刻，质点M的位移为+4cm Dt=1s时刻，质点M的位移为- 4cm五、多普勒效应【知识梳理】1、多普勒效应波源与观察者相互靠近或者相互远离时，接收到的波的频率都会发生变化。人们把这种现象叫作多普勒效应。多普勒效应是波独有的特征，它是在1842年由奥地利物理学家多普勒首先发现的。2、多普勒效应的解释（1）波源和观察者相对静止相等时间内，接收到的波数相等，即f波源f接收者，如图甲所示。（2）波源不动，观察者运动若观察者靠近波源，相等时间内，接

23、收到的波数增多，即f波源f接收，如图乙所示。若观察者远离波源（v观察者v波），相等时间内，接收到的波数减少，即f波源f接收。若观察者远离的速度大于或等于波传播的速度，则观察者接收不到波，即f接收0。（3）观察者不动，波源运动若波源靠近观察者，v=f ，波长减小，频率增大，f波源 f接收，如图丙所示。若波源远离观察者，v=f ，波长增大，频率减小，f波源f接收 。总之，当波源与观察者相互靠近时，f波源f接收，音调比两者相对静止时高；当波源与观察者相互远离时，f波源f接收，音调比两者相对静止时要低。3、多普勒效应的说明（1）在多普勒效应中，波源的频率是不改变的，只是由于波源和观察者之间有相对运动，

24、观察者感到频率发生了变化。（2）多普勒效应是波共有的特征，电磁波和光波也会发生多普勒效应。（3）多普勒效应的产生不是取决于波源到观察者的距离，而是取决于波源相对于观察者运动速度的大小和方向，观察者在垂直于波的传播方向上移动时，不产生多普勒效应。4、多普勒效应的应用：超声波测速、医用“彩超”、根据火车汽笛音调变化判断进出站、测试仪、测星球速度【例题精讲】1. 关于多普勒效应，下列说法正确的是( C )A .多普勒效应是由于波的干涉引起的B .多普勒效应说明波源的频率发生改变C .多普勒效应是由于波源与观察者之间有相对运动而产生的D .只有声波才可以产生多普勒效应2. 关于多普勒效应，下列说法正确

25、的是（B）A发生多普勒效应时，波源的频率发生了变化B发生多普勒效应时，观察者接收到的频率发生了变化C当观察者和波源速度相同时，会发生多普勒效应D只有声波才能发生多普勒效应3. （多选）下列哪些现象是多普勒效应（BC）A远去的汽车声音越来越小B炮弹迎面飞来，声音刺耳C火车向你驶来时，音调变高，远离你而去时，音调变低D大风中，远处人的说话声时强时弱4. （多选）下面哪些应用是利用了多普勒效应（ABD）A利用地球上接收到遥远天体发出的光波的频率来判断遥远天体相对于地球的运动速度B交通警察向行进中的汽车发射一个已知频率的电磁波，波被运动的汽车反射回来时，根据接收到的频率发生的变化，就可知汽车的速度，以

26、便于交通管理C铁路工人用耳贴在铁轨上可判断火车的运动情况D有经验的战士从炮弹飞行的尖叫声判断飞行炮弹是接近还是远去5. 蝙蝠在洞穴中飞来飞去时，它利用超声脉冲导航非常有效这种超声脉冲是持续1ms或不到1ms的短促发射，且每秒重复发射几次假定蝙蝠的超声脉冲发射频率为39000Hz，在一次正朝着表面平直的墙壁飞扑的期间，则下列判断正确的是（C）A墙壁接收到超声脉冲频率等于39000HzB蝙蝠接收到从墙壁反射回来的超声脉冲频率等于墙壁接收的频率C蝙蝠接收到从墙壁反射回来的超声脉冲频率大于墙壁接收的频率D蝙蝠接收到从墙壁反射回来的超声脉冲频率等于39000Hz6. 频率一定的声源在空气中向着静止的接收

27、器匀速运动. u表示声源的速度, v表示声波的速度(u v)，f表示接收器接收到的频率.若u增大，则( B )A . f增大，v增大 B. f增大，v不变 C. f不变，v增大 D. f减少，v不变7. 如图表示一个波源O作匀速直线运动时在均匀介质中产生的球面波的情况，则下列判断正确的是（BD）A该波源正在向b点移动B该波源正在向a点移动Cb点处相对介质静止的观察者接收到的频率比波源的振动频率大Da点处相对介质静止的观察者接收到的频率比波源的振动频率大 8. 如图所示，产生机械波的波源O做匀速运动，图中圆表示波峰，已知波源的频率为，则下列说法正确的是（C）A该图表示波源正在向A点移动B观察者在A点接收波的频率是定值且大于C观察者在B点接收波的频率是定值且大于D观察者在C点或D点接收波的频率是定值且大于14学科网（北京）股份有限公司