物理 2 机械波的理解和应用 教科版选修34.ppt

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1、专题二机械波的理解和应用专题二机械波的理解和应用一、波的图像反映的信息及其应用一、波的图像反映的信息及其应用从波的图像可以看出：从波的图像可以看出：(1)波长波长；(2)振幅振幅A；(3)该时刻各质点偏离平衡位置的位移情况；该时刻各质点偏离平衡位置的位移情况；(4)如如果果波波的的传传播播方方向向已已知知，可可判判断断各各质质点点该该时时刻刻的的振振动动方方向以及下一时刻的波形；向以及下一时刻的波形；复习过关复习过关1(多多选选)一一列列简简谐谐横横波波沿沿x轴轴正正方方向向传传播播，某某时时刻刻其其波波形形如如图图1所所示示下下列列说说法法正正确的是确的是()2(多多选选)一一列列简简谐谐横

2、横波波在在t0时时刻刻的的波波形形图图如如图图2实实线线所所示示，从从此此刻刻起起，经经0.1 s波波形形图图如如图图虚虚线线所所示示，若若波波传传播播的的速速度度为为10 m/s，则，则()A这列波沿这列波沿x轴负方向传播轴负方向传播B这列波的周期为这列波的周期为0.4 sCt0时刻质点时刻质点a沿沿y轴正方向运动轴正方向运动D从从t0时刻开始质点时刻开始质点a经经0.2 s通过的路程为通过的路程为0.4 mEx4 m处的质点的位移表达式为处的质点的位移表达式为y0.2sin 5t m解解析析从从题题图图可可以以看看出出波波长长等等于于4 m，由由已已知知得得波波速速等等于于10 m/s，周

3、周期期T0.4 s；经经0.1 s波波传传播播的的距距离离xvt1 m，说说明明波波沿沿x轴轴负负方方向向传传播播；t0时时刻刻质质点点a沿沿y轴轴负负方方向向运运动动；从从t0时时刻刻开开始始质质点点a经经0.2 s，即即半半个个周周期期通通过过的的路路程程为为0.4 m；由由yAsin t易得易得E正确正确答案答案ABDE3如如图图3所所示示的的横横波波正正在在沿沿x轴轴正正方方向向传传播播，波波速速为为0.5 m/s.请请回答下列问题：回答下列问题：图图3(1)质点质点P此时速度方向如何？加速度方向如何？此时速度方向如何？加速度方向如何？(2)质点质点K和和P哪个先回到平衡位置？哪个先回

4、到平衡位置？(3)经经过过半半个个周周期期，质质点点L的的位位移移和和路路程程分分别别等等于于多多少少？波波传播的距离是多少？传播的距离是多少？(4)请画出此波经过请画出此波经过1 s后的波形曲线后的波形曲线二、波的图像与振动图像的区别和联系二、波的图像与振动图像的区别和联系面对波的图像和振动图像问题时可按如下步骤来分析：面对波的图像和振动图像问题时可按如下步骤来分析：(1)先看两轴：由两轴确定图像种类先看两轴：由两轴确定图像种类(2)读读取取直直接接信信息息：从从振振动动图图像像上上可可直直接接读读取取周周期期和和振振幅幅；从波的图像上可直接读取波长和振幅从波的图像上可直接读取波长和振幅(3

5、)读读取取间间接接信信息息：利利用用振振动动图图像像可可确确定定某某一一质质点点在在某某一一时时刻刻的的振振动动方方向向；利利用用波波的的图图像像可可进进行行波波传传播播方方向向与与某某一一质质点振动方向的互判点振动方向的互判复习过关复习过关4一一列列简简谐谐波波在在t0时时刻刻的的波波形形图图如如图图4(a)所所示示，图图(b)表表示示该该波波传传播播的的介介质质中中某某质质点点此此后后一一段段时时间间内内的的振振动动图图像像，则则()A若波沿若波沿x轴正方向传播，轴正方向传播，(b)图应为图应为a点的振动图像点的振动图像B若波沿若波沿x轴正方向传播，轴正方向传播，(b)图应为图应为b点的振

6、动图像点的振动图像C若波沿若波沿x轴正方向传播，轴正方向传播，(b)图应为图应为c点的振动图像点的振动图像D若波沿若波沿x轴正方向传播，轴正方向传播，(b)图应为图应为d点的振动图像点的振动图像解解析析在在题题图图(b)中中，t0时时刻刻质质点点在在平平衡衡位位置置且且向向y轴轴正正方方向向运运动动，若若波波沿沿x轴轴正正方方向向传传播播，只只有有b点点满满足足此此条条件件，选选项项B正正确确答案答案B5(多多选选)如如图图5甲甲所所示示的的yx图图像像表表示示一一列列简简谐谐波波在在沿沿x轴轴方方向向传传播播时时的的波波形形图图，则则图图乙乙所所示示的的yt图图像像表表示示的的是是()A当这

7、列波沿当这列波沿x轴正方向传播时，表示轴正方向传播时，表示a质点的振动图像质点的振动图像B当这列波沿当这列波沿x轴负方向传播时，表示轴负方向传播时，表示a质点的振动图像质点的振动图像C当这列波沿当这列波沿x轴正方向传播时，表示轴正方向传播时，表示b质点的振动图像质点的振动图像D当这列波沿当这列波沿x轴负方向传播时，表示轴负方向传播时，表示b质点的振动图像质点的振动图像解解析析如如果果这这列列波波沿沿x轴轴正正方方向向传传播播，a质质点点应应向向上上运运动动，b质质点点应应向向下下运运动动，振振动动图图像像表表示示的的是是a质质点点的的振振动动图图像像；如如果果这这列列波波沿沿x轴轴负负方方向向

8、传传播播，a质质点点应应向向下下运运动动，b质质点点应应向向上上运运动动，振动图像表示的是振动图像表示的是b质点的振动图像质点的振动图像答案答案AD三、波动问题的多解性三、波动问题的多解性波动问题出现多解性的原因：波动问题出现多解性的原因：(1)空空间间周周期期性性：波波在在均均匀匀介介质质中中传传播播时时，传传播播的的距距离离xnx0(n0,1,2)，式式中中为为波波长长，x0表表示示传传播播距距离离中中除除去波长的整数倍部分后余下的那段距离去波长的整数倍部分后余下的那段距离(2)时时间间周周期期性性：波波在在均均匀匀介介质质中中传传播播的的时时间间tnTt0(n0,1,2)，式式中中T表表

9、示示波波的的周周期期，t0表表示示总总时时间间中中除除去去周周期的整数倍部分后余下的那段时间期的整数倍部分后余下的那段时间(3)传传播播方方向向的的双双向向性性：我我们们解解决决的的都都是是仅仅限限于于波波在在一一条条直直线线上传播的情况，即有沿上传播的情况，即有沿x轴正方向或负方向传播的可能轴正方向或负方向传播的可能(4)介介质质中中质质点点间间距距离离与与波波长长的的关关系系的的不不确确定定性性：已已知知两两质质点点平平衡衡位位置置间间的的距距离离及及某某一一时时刻刻它它们们所所在在的的位位置置，由由于于波波的的空空间间周周期期性性，则则两两质质点点存存在在着着多多种种可可能能波波形形做做

10、这这类类题题目目时时，可可根根据据题题意意，在在两两质质点点间间先先画画出出最最简简波波形形，然然后后再再做做一一般般分分析析，从从而写出两质点间的距离与波长关系的通式而写出两质点间的距离与波长关系的通式复习过关复习过关6如如图图6所所示示，简简谐谐横横波波在在t时时刻刻的的波波形形如如实实线线所所示示，经经过过t3 s，其其波波形形如如虚虚线线所所示示已已知知图图中中x1与与x2相相距距1 m，波波的的周周期期为为T，且且2Tt4T.则则可可能能的的最最小小波波速速为为_ m/s，最小周期为，最小周期为_ s.7如如图图7所所示示实实线线是是一一列列简简谐谐横横波波在在t10时时刻刻的的波波

11、形形，虚虚线线是是这这列列波波在在t20.5 s时时刻刻的的波波形形，这这列列波波的的周周期期T符符合合：3Tt2t14T，问：，问：(1)若波向右传播，波速多大？若波向右传播，波速多大？(2)若波向左传播，波速多大？若波向左传播，波速多大？(3)若波速大小为若波速大小为74 m/s，波速方向如何？，波速方向如何？四、波的干涉及衍射多普勒效应四、波的干涉及衍射多普勒效应1频频率率相相同同的的波波叠叠加加才才能能得得到到稳稳定定的的干干涉涉图图样样振振动动加加强强的的点点仍仍在在平平衡衡位位置置附附近近振振动动，只只是是振振幅幅变变大大了了；振振动动减减弱弱的的点点并并不不是是不不振振动动，只只

12、是是振振幅幅减减小小了了；只只有有当当两两列列波波的的振振幅幅相等时，振动减弱的点才不振动相等时，振动减弱的点才不振动2一一切切波波都都能能发发生生衍衍射射对对同同一一列列波波，缝缝、孔孔或或障障碍碍物物的的尺尺寸寸越越小小衍衍射射现现象象越越容容易易发发生生只只有有缝缝、孔孔或或障障碍碍物物的的尺尺寸寸跟波长差不多或比波长小时才能观察到明显的衍射现象跟波长差不多或比波长小时才能观察到明显的衍射现象3多多普普勒勒效效应应表表现现为为：当当观观察察者者接接近近波波源源时时，接接收收到到的的频频率率升高；当观察者远离波源时，接收到的频率降低升高；当观察者远离波源时，接收到的频率降低复习过关复习过关8医医院院通通过过彩彩超超对对人人体体进进行行体体检检时时，彩彩超超机机向向人人体体内内发发射射频频率率已已精精确确掌掌握握的的超超声声波波，超超声声波波经经血血液液反反射射后后被被专专用用仪仪器器接接收收，测测出出反反射射波波的的频频率率变变化化，就就可可以以知知道道血血液液的的流流速速这一技术主要利用了哪一种物理现象这一技术主要利用了哪一种物理现象()A多普勒效应多普勒效应B波的衍射波的衍射C波的干涉波的干涉D共振共振解析解析彩超机是利用超声波的多普勒效应而制成的仪器彩超机是利用超声波的多普勒效应而制成的仪器答案答案A