2022届高考物理第一轮总复习-机械波课件2.ppt
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1、第一页,编辑于星期一:十四点 十四分。第一页,编辑于星期四:二十点 四十一分。温故自温故自查查1机械波的产生机械波的产生(1)定定义义:机械振:机械振动动在在 中的中的传传播播过过程,叫做机械波程,叫做机械波(2)产产生条件:生条件:和和 (3)产产生生过过程程:沿沿波波的的传传播播方方向向上上各各质质点点的的振振动动都都受受它它前前一一个个质质点点的的带动带动而做而做 振振动动,对简谐对简谐波而言各波而言各质质点振点振动动的的 和和 都都相相同同,各各质质点只在自己的点只在自己的 附近振附近振动动介质介质波源波源介质介质振幅振幅周期周期平衡位置平衡位置受迫受迫第二页,编辑于星期一:十四点 十
2、四分。第二页,编辑于星期四:二十点 四十一分。2波的分类波的分类(1)横波:横波:质质点的振点的振动动方向与方向与 垂垂直直,突突起起部部分分叫波峰,叫波峰,部分叫波谷部分叫波谷(2)纵纵波:波:质质点的振点的振动动方向与波的方向与波的传传播方向在播方向在 上上,质质点分布密的叫点分布密的叫,质质点分布疏的叫点分布疏的叫 传播方向传播方向凹陷凹陷一条一条直线直线密部密部疏部疏部第三页,编辑于星期一:十四点 十四分。第三页,编辑于星期四:二十点 四十一分。3描述机械波的物理量描述机械波的物理量(1)波波长长:两个相:两个相邻邻的、在振的、在振动过动过程中程中对对平衡位置的位移平衡位置的位移 的的
3、质质点点间间的距离叫波的距离叫波长长在横波中,两个相在横波中,两个相邻邻的的(或波谷或波谷)间间的距离等于波的距离等于波长长在在纵纵波中,两个相波中,两个相邻邻的的(或疏部或疏部)间间的距离等于波的距离等于波长长在一个周期内机械波在一个周期内机械波传传播的距离等于播的距离等于总是相等总是相等波峰波峰波长波长密部密部第四页,编辑于星期一:十四点 十四分。第四页,编辑于星期四:二十点 四十一分。(2)频频率率f:波的:波的频频率由率由 决决定定,在在传传播播过过程程中中,只只要要波波源源的的振振动频动频率一定,率一定,则则无无论论在什么介在什么介质质中中传传播,波的播,波的频频率都率都(3)波速波
4、速v:单单位位时间时间内振内振动动向外向外传传播的距离,即播的距离,即v.波波速速与与波波长长和和频频率的关系:率的关系:,波速的大小由,波速的大小由决定决定 波源波源不变不变vf介质介质第五页,编辑于星期一:十四点 十四分。第五页,编辑于星期四:二十点 四十一分。考点精析考点精析1机械波的特点机械波的特点(1)介介质质依存性:机械波离不开介依存性:机械波离不开介质质,真空中不能,真空中不能传传播机械波播机械波(2)能能量量信信息息性性:机机械械波波传传播播的的是是振振动动的的形形式式,因因此此机机械械波波可可以以传传递递能能量量、传递传递信息信息(3)传传播播不不移移性性:在在波波的的传传播
5、播方方向向上上,各各质质点点只只在在各各自自的的平平衡衡位位置置附附近近振振动动,并不随波定向迁移,并不随波定向迁移第六页,编辑于星期一:十四点 十四分。第六页,编辑于星期四:二十点 四十一分。(4)时时空空重重复复性性:机机械械波波传传播播时时,介介质质中中的的质质点点不不断断地地重重复复着着振振源源的的振振动动形形式式,虽虽然然距距波波源源由由近近及及远远振振动动依依次次落落后后,但但振振动动快快慢慢完完全全一一致致,具具有有时时间间上上的的重重复复性性周周期期;而而介介质质中中的的不不同同位位置置处处的的一一些些特特定定质质点点具具有有完完全全相相同同“步步调调”的的振振动动形形式式,这
6、这些些相相邻邻的的特特定定质质点形成波的空点形成波的空间间上的重复性上的重复性波波长长(5)周周期期、频频率率同同源源性性:介介质质(包包括括在在不不同同介介质质)中中各各质质点点的的振振动动周周期期和和频频率率都都等等于于振振源源的的振振动动周周期期和和频频率率,而而且且在在传传播播过过程中保持程中保持稳稳定定(6)起起振振同同向向性性:各各质质点点开开始始振振动动的的方方向向与与振振源源开开始始振振动动的的方方向向相同相同第七页,编辑于星期一:十四点 十四分。第七页,编辑于星期四:二十点 四十一分。2对波长、波速及频率概念的理解对波长、波速及频率概念的理解(1)对对波波长长的理解的理解在在
7、波波的的传传播播方方向向上上,两两个个相相邻邻的的振振动动步步调调总总相相同同的的质质点点间间的距离的距离质质点振点振动动一个周期,波一个周期,波传传播的距离播的距离在横波中,两个相在横波中,两个相邻邻的波峰或波谷之的波峰或波谷之间间的距离的距离在在纵纵波中,两个相波中,两个相邻邻的密部或疏部之的密部或疏部之间间的距离的距离在在简简谐谐横横波波波波形形图图线线中中,一一个个完完整整的的正正弦弦曲曲线线在在横横轴轴所所截截取取的的距离距离波波长长反映了机械波在反映了机械波在传传播播过过程中的空程中的空间间周期性周期性第八页,编辑于星期一:十四点 十四分。第八页,编辑于星期四:二十点 四十一分。(
8、2)对对波速的理解波速的理解机机械械波波在在均均匀匀介介质质中中匀匀速速传传播播,波波速速就就是是指指波波在在介介质质中中的的传传播播速速度度同同一一类类机机械械波波在在同同一一种种均均匀匀介介质质中中的的传传播播速速度度是是一一个个定定值值,波速的大小完全由介波速的大小完全由介质质来决定,和波的来决定,和波的频频率无关率无关注意区注意区别别:波的:波的传传播速度与波源的振播速度与波源的振动动速度是两个不同的概念速度是两个不同的概念纵纵波和横波的波和横波的传传播速度是不同的播速度是不同的第九页,编辑于星期一:十四点 十四分。第九页,编辑于星期四:二十点 四十一分。(3)对频对频率的理解率的理解
9、在在波波的的传传播播方方向向上上,介介质质各各质质点点都都做做受受迫迫振振动动,其其振振动动是是由由振振源源的的振振动动引引起起的的,故故各各质质点点的的振振动动频频率率都都等等于于振振源的振源的振动频动频率率当波从一种介当波从一种介质进质进入另一种介入另一种介质时质时,波的,波的频频率不率不变变.第十页,编辑于星期一:十四点 十四分。第十页,编辑于星期四:二十点 四十一分。温故自温故自查查1图图象象:在在平平面面直直角角坐坐标标系系中中,用用横横坐坐标标表表示示介介质质中中各各质质点点的的;用用纵纵坐坐标标表表示示某某一一时时刻刻,各各质质点点偏偏离离平平衡衡位位置置的的,连连接接各各位位移
10、移矢矢量量的的末末端端,得得出出的的曲曲线线即即为为波波的的图图象象,简简谐谐波波的的图图象是象是(或余弦或余弦)曲曲线线2物理意物理意义义:某一:某一时时刻介刻介质质中中 相相对对平衡位置的位移平衡位置的位移平衡位置平衡位置位移位移正弦正弦各质点各质点第十一页,编辑于星期一:十四点 十四分。第十一页,编辑于星期四:二十点 四十一分。考点精析考点精析振动图象与波动图象的比较振动图象与波动图象的比较振振动图动图象象波波动图动图象象研究研究对对象象一振一振动质动质点点沿波沿波传传播方播方向所有向所有质质点点研究内容研究内容一一质质点位移随点位移随时间变时间变化化规规律律某某时时刻所有刻所有质质点的
11、空点的空间间分布分布规规律律图图象象第十二页,编辑于星期一:十四点 十四分。第十二页,编辑于星期四:二十点 四十一分。振振动图动图象象波波动图动图象象物理意物理意义义表示一表示一质质点在点在各各时时刻的位移刻的位移表示某表示某时时刻刻各各质质点的位移点的位移图图象象变变化化随随时间时间推移推移图图象延象延续续,但已有形,但已有形态态不不变变随随时间时间推移,推移,图图象象沿沿传传播方向平移播方向平移一完整曲一完整曲线线占横坐占横坐标标距距离离表示一个周期表示一个周期表示一个波表示一个波长长形状形状正弦函数或余弦函数的正弦函数或余弦函数的图图象象第十三页,编辑于星期一:十四点 十四分。第十三页,
12、编辑于星期四:二十点 四十一分。温故自温故自查查1波的干涉波的干涉(1)产产生生稳稳定干涉的条件:定干涉的条件:频频率相同的两列同性率相同的两列同性质质的波相遇的波相遇(2)现现象:两列波相遇象:两列波相遇时时,某些区域振,某些区域振动总动总是是,某某些些区区域域振振动动总总是是 ,且加,且加强强区和减弱区互相区和减弱区互相间间隔隔(3)对对两两个个完完全全相相同同的的波波源源产产生生的的干干涉涉来来说说,凡凡到到两两波波源源的的路路程程差差为为一个波一个波长长 时时,振振动动加加强强;凡凡到到两两波波源源的的路路程程差差为为半半个个波波长长的的 时时,振,振动动减弱减弱加强加强减弱减弱整数倍
13、整数倍奇数倍奇数倍第十四页,编辑于星期一:十四点 十四分。第十四页,编辑于星期四:二十点 四十一分。2波的衍射波的衍射(1)产产生生明明显显衍衍射射现现象象的的条条件件:障障碍碍物物或或孔孔(缝缝)的的尺尺寸寸跟跟波波长长,或者比波,或者比波长长(2)现现象:波象:波绕过绕过障碍物障碍物继续传继续传播播差不多差不多更小更小第十五页,编辑于星期一:十四点 十四分。第十五页,编辑于星期四:二十点 四十一分。考点精析考点精析1波的叠加遵循什么规律?波的叠加遵循什么规律?两两列列波波在在空空间间相相遇遇与与分分离离时时都都保保持持其其原原来来的的特特性性(如如f、A、振振动动方方向向)沿沿原原来来方方
14、向向传传播播,而而不不相相干干扰扰,在在两两列列波波重重叠叠的的区区域域里里,任任何何一一个个质质点点同同时时参参与与两两个个振振动动,其其振振动动位位移移等等于于这这两两列列波波分分别别引引起起的的位移的矢量和位移的矢量和第十六页,编辑于星期一:十四点 十四分。第十六页,编辑于星期四:二十点 四十一分。2关于加强点、减弱点的位移与振幅的理解关于加强点、减弱点的位移与振幅的理解(1)加加强强处处和和减减弱弱处处都都是是两两列列波波引引起起的的位位移移的的矢矢量量和和,质质点点的的位位移移都都随随时时间变间变化,各化,各质质点仍点仍围绕围绕平衡位置振平衡位置振动动,与振源振,与振源振动动周期相同
15、周期相同(2)加加强强处处振振幅幅大大,等等于于两两列列波波的的振振幅幅之之和和,即即AA1A2,质质点点的的振振动动能能量量大大,并并且且始始终终最最大大,减减弱弱处处振振幅幅小小,等等于于两两列列波波的的振振幅幅之之差差,即即A|A1A2|,质质点点振振动动能能量量小小,并并且且始始终终最最小小,若若A1A2,则则减弱减弱处处不振不振动动(3)加加强强点点的的位位移移变变化化范范围围:|A1A2|A1A2|,减减弱弱点点位位移移变变化范化范围围:|A1A2|A1A2|.第十七页,编辑于星期一:十四点 十四分。第十七页,编辑于星期四:二十点 四十一分。温故自温故自查查1声波声波(1)空气中的
16、声波是空气中的声波是 (2)能能够够引起人耳感引起人耳感觉觉的声波的声波频频率范率范围围是:是:.(3)能能够够把回声与原声区分开来的最小把回声与原声区分开来的最小时间间时间间隔隔为为 .纵波纵波2020000Hz0.1s第十八页,编辑于星期一:十四点 十四分。第十八页,编辑于星期四:二十点 四十一分。2次声波和超声波次声波和超声波(1)次声波:次声波:频频率低于率低于 的的声声波波地地震震、台台风风、核核爆爆炸,火箭炸,火箭发发射、海射、海啸啸等等过过程均程均产产生次声波生次声波(2)超声波:超声波:概念:概念:频频率高于率高于20000Hz的声波的声波特点:特点:,穿透能力,穿透能力强强应
17、应用:水中用:水中测测位,金属位,金属,用于,用于诊诊断,断,临临床治床治疗疗等等20Hz方向性好方向性好探伤探伤第十九页,编辑于星期一:十四点 十四分。第十九页,编辑于星期四:二十点 四十一分。考点精析考点精析1声波的反射声波的反射(1)入射波与反射波的方向关系入射波与反射波的方向关系入射角:入射波与平面法入射角:入射波与平面法线线的的夹夹角角反射角:反射波与平面法反射角:反射波与平面法线线的的夹夹角角在在波波的的反反射射中中,反反射射角角等等于于入入射射角角;反反射射波波的的波波长长、频频率率和和波波速都跟入射波的相同速都跟入射波的相同(2)特特例例:夏夏日日轰轰鸣鸣不不绝绝的的雷雷声声;
18、在在空空房房子子里里说说话话听听到到声声音音更响更响第二十页,编辑于星期一:十四点 十四分。第二十页,编辑于星期四:二十点 四十一分。2声声波波能能发发生生干干涉涉、衍衍射射等等现现象象,声声音音的的共共振振现现象象称称为为声声音音的共的共鸣鸣第二十一页,编辑于星期一:十四点 十四分。第二十一页,编辑于星期四:二十点 四十一分。命命题题规规律律根根据据波波的的形形成成及及传传播播特特点点判判断断某某一一时时刻刻的的波波形形或或某某质质点的振动情况点的振动情况考考例例1(2008全全国国卷卷)一一列列简简谐谐横横波波沿沿x轴轴传传播播,周周期期为为T.t0时时刻刻的的波波形形如如图图所所示示此此
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