1、第二节 机械波本节目录基础梳理自学导引要点透析直击高考考点探究讲练互动知能演练轻巧夺冠技法提炼思维升华目录基础梳理自学导引波源介质能量垂直目录相同波源介质目录三、波的图象1图象：在平面直角坐标系中，用横坐标表示介质中各质点的_，用纵坐标表示某一时刻各质点偏离平衡位置的_，连接各位移矢量的末端，得出的曲线即为波的图象，简谐波的图象是正弦(或余弦)曲线2物理意义：某一时刻介质中各质点相对_的位移.四、波的叠加和干涉1波的独立传播原理两列波相遇前、相遇过程中和相遇后，各自的传播特性不发生任何变化，即各列波之间不相互干扰平衡位置位移平衡位置目录2波的叠加原理几列波相遇时能够保持各自的运动状态，继续传播
2、，在它们重叠的区域里，介质的质点同时参与这几列波引起的振动，质点的位移等于这几列波单独传播时引起的位移的矢量和3波的干涉(1)定义：频率相同的两列波叠加，使某些区域的振动_、某些区域的振动_，这种现象叫波的干涉(2)条件：两列波的频率相同干涉和衍射是波特有的现象,波同时还可以发生反射、折射加强减弱目录五、波的衍射1定义：波可以绕过障碍物继续传播,这种现象叫做波的衍射.2发生明显衍射的条件：只有缝、孔的宽度或障碍物的尺寸跟波长_或者比波长_时3关于衍射的两点说明(1)衍射始终存在，只是有的衍射明显，有的衍射不明显(2)衍射和干涉都是波的特有现象，一切波都能发生_相差不多更小干涉和衍射目录六、声波
3、、次声波和超声波1声波：声源的振动在_的传播声波是纵波，是机械波的一种2声速：声波在空气中的传播速度约为_.声速与_有关，与_无关3声波的分类(1)可闻声波：频率范围在_的声波(2)超声波：频率高于_ Hz的声波，可用于工程质量检测及疾病的诊断(3)次声波：频率低于_ Hz的声波4人耳能够把回声与原声区别开来的最小时间间隔为_.介质中340m/s介质频率2020000Hz20000200.1s目录七、多普勒效应1定义：由于波源和观察者之间有相对运动，使观察者感到_发生变化的现象2实质：波源的真实频率不发生变化，只是观察者接收到的频率发生了变化3说明：机械波、电磁波都能发生多普勒效应频率目录要点
4、透析直击高考一、机械波的传播问题1质点振动方向与波传播方向的互判图象方法微平移法：沿波的传播方向将波的图象进行一微小平移，然后由两条波形曲线来判断例如：波沿x轴正向传播，t时刻波形曲线如图中实线所示将其沿v的方向移动一微小距离x，获得如图中虚线所示的图线可以判定：t时刻质点A振动方向向下，质点B振动方向向上，质点C振动方向向下目录图象方法“上、下坡”法沿着波的传播方向看，上坡的点向下振动，下坡的点向上振动，即“上坡下、下坡上”例如：图中A点向上振动，B点向下振动，C点向上振动逆向描迹法逆着波的传播方向用铅笔描波形曲线，笔头向上动，质点的振动方向向上，笔头向下动，质点的振动方向就向下目录目录目录
5、目录即时应用 1 (2012高考安徽卷)一列简谐波沿x轴正方向传播,在t0时波形如图所示，已知波速为10 m/s，则t0.1 s时正确的波形应是图中的()目录目录二、振动图象与波动图象的比较波的振动图象与波动图象虽然形状相同，但所研究的对象、意义、特点等有所不同所以，要掌握两者的区别及在某些情况下两者的相互转换两种图象比较内容振动图象波动图象研究对象某一振动质点沿波传播方向所有质点图象意义某一质点位移随时间变化规律某时刻所有质点相对平衡位置的位移图象特点目录两种图象比较内容振动图象波动图象图象信息(1)周期、振幅(2)各时刻质点的位移(3)速度、加速度的方向(1)波长、振幅(2)任意一质点该时
6、刻的位移(3)任意一质点在该时刻加速度的方向图象变化随时间推移图象延续，但已有形状不变随时间推移，图象沿传播方向平移一个完整曲线对应横坐标一个周期一个波长目录即时应用 2(2012高考福建卷)一列简谐横波沿x轴传播，t0时刻的波形如图甲所示，此时质点P正沿y轴负方向运动，其振动图象如图乙所示，则该波的传播方向和波速分别是()目录A沿x轴负方向，60 m/sB沿x轴正方向，60 m/sC.沿x轴负方向，30 m/sD沿x轴正方向，30 m/s目录三、波的干涉与衍射的比较定义现象可观察到明显现象的条件相同点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
7、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干涉和衍射是波特有的现象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沿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目录即时应用 3利用发波水槽得到的水面波形如图甲、乙所示，则()A图甲、乙均显示了波的干涉现象B图甲、乙均显示了波的衍射现象C图甲显示了波的干涉现象，图乙显示了波的衍射现象D图甲显示了波的衍射现象，图乙显示了波的干涉现象解析：选D.图甲表示波通过狭缝后发生衍射；图乙现象出现稳定的振动加强和振动减弱区域，是波的干涉现象目录考点探究讲练互动例1考点1 波的形成和传播目录【答案】ABD目录例2考点2
8、 波动图象和振动图象的综合问题(2013东城区高三检测)如图甲表示一列简谐横波在t20 s时的波形图，图乙是该列波中的质点P的振动图象，由图甲、乙中所提供的信息可知这列波的传播速度v以及传播方向分别是()Av25 cm/s，向左传播Bv50 cm/s，向左传播Cv25 cm/s，向右传播Dv50 cm/s，向右传播目录【答案】B目录考点3 波的多解性(2010高考四川卷改编)一列简谐横波沿直线由A向B传播，A、B相距0.45 m，如图是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，这列波的波速可能是()A4.5 m/sB3.0 m/sC1.5 m/s D0.7 m/s
9、【思路点拨】(1)B点通过平衡位置的速度方向未知，形成多解；(2)AB间的距离与波长的关系不确定形成多解例3目录目录目录【答案】AC【总结提升】1.造成波动问题多解的主要因素有：(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)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目录目录跟踪训练一列简谐横波沿x轴正方向传播,在x0与x2 m的两质点振动图线分别如图中实线与虚线所示,由此可得出()A该波的波长可能是4 mB该波的周期是5 sC波的传播速度可能是2 m/sD在t2 s时刻，x2 m处的质点正向上运动目录目录考
10、点4 波的干涉现象如图所示表示两列相干水波的叠加情况，图中的实线表示波峰，虚线表示波谷设两列波的振幅均为5 cm，且图示的范围内振幅不变，波速和波长分别为1 m/s和0.5 mC点是BE连线的中点，下列说法中不正确的是()AC、E两点都保持静止不动B图示时刻A、B两点的竖直高度差为20 cmC图示时刻C点正处于平衡位置且向水面以上运动D从图示的时刻起经0.25 s，B点通过的路程为20 cm例4目录【思路点拨】根据波的叠加原理及振动加强和减弱的条件分析【解析】由波的干涉知识可知题图中的质点A、B、E的连线处波峰和波峰或波谷和波谷叠加，是加强区，过D、F的连线处和过P、Q的连线处波峰和波谷叠加是
11、减弱区C、E两点是振动的加强点，不可能静止不动目录【答案】A目录目录技法提炼思维升华易错辨析波动和振动【范例】一列简谐横波在某一时刻的波形图如图所示，图中P、Q两质点的横坐标分别为x1.5 m和x4.5 mP点的振动图象如图乙所示目录在下列四幅图中，Q点的振动图象可能是()目录错因剖析错解1：错误地认为，在题图所示时刻P、Q两质点振动的位移相同，因此其振动图象也相同，错选A.错解2：有的同学则认为，题图所示时刻，P、Q两质点振动位移相同，但振动的方向相反，因此D正确错解3：认为波沿x轴正方向传播，因此漏选C.目录【答案】BC目录【真知灼见】(1)在波的传播中，除波源外，其他质点均做受迫振动，质点振动的频率等于波源的振动频率.(2)参与波动的每个质点都在各自的平衡位移附近做简谐运动,而振动的形式以波速的大小向前传播.(3)判断一个质点的振动方向可利用波动方向和振动方向的关系，因波的传播具有双向性，故易出现多解的情况.
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