(通用版)2020版高考物理大一轮复习14.2第2节机械波课件新人教版.pptx
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1、第2节 机械波,-2-,一、机械波及分类 1.机械波的形成和传播 (1)产生条件 有波源 。 有介质 ,如空气、水、绳子等。 (2)传播特点 传播振动形式、能量 和信息。 质点不随波迁移 。 介质中各质点振动频率、振幅、起振方向等都与波源相同 。,-3-,2.机械波的分类,-4-,二、描述机械波的物理量 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。用“”表示。 2.频率f:在波动中,介质中各质点的振动频率都是相同的,都等于波源 的振动频率。 3.波速v、波长和频率f、周期T的关系: v= =f。,-5-,三、机械波的图像 1.图像:在平面直角坐标系中,用横坐标表示介质中各质点的
2、平衡位置 ,用纵坐标表示某一时刻各质点偏离平衡位置的位移 ,连接各位移矢量的末端,得出的曲线即为波的图像,简谐波的图像是正弦(或余弦)曲线。 2.物理意义:为某一时刻介质中各质点相对平衡位置 的位移。,-6-,四、波的衍射和干涉多普勒效应 1.波的衍射定义:波可以绕过障碍物继续传播的现象。 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相差不多 ,或者小于波长 时,才会发生明显的衍射现象。 3.波的叠加原理:几列波相遇时能保持各自的运动状态,继续传播,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 。 4.波的干涉:
3、(1)定义:频率相同的两列波叠加时,某些区域的振动加强 、某些区域的振动减弱 ,这种现象叫波的干涉。 (2)条件:两列波的频率相同、两个波源的相位差保持不变。 5.干涉和衍射是波特有的现象,波还可以发生反射、折射。,-7-,6.多普勒效应: (1)条件:波源和观察者之间有相对运动 。 (2)现象:观察者感到频率 发生变化。 (3)实质:波源频率不变 ,观察者接收到的频率变化 。,生活中有很多波动现象,如水波、上下抖动绳子形成的绳波。以绳波为例,分析波的形成和传播。,-8-,考点一,考点二,考点三,考点四,波的传播与图像(师生共研) 1.波的形成,-9-,考点一,考点二,考点三,考点四,2.周期
4、(频率)、波速、波长的决定因素 (1)周期和频率 只取决于波源,波的周期和频率等于波源的周期和频率,与v、无任何关系。 (2)波速v 决定于介质的物理性质,同一种均匀介质,物理性质相同,波在其中传播的速度恒定。 (3)波长 对于一列波,其波长、波速、周期(频率)的关系不会变化,始终是v= =f,既然v、T(f)都由相关因素决定,所以这些因素同时又共同决定了波长,即波长由波源和介质共同决定。,-10-,考点一,考点二,考点三,考点四,3.波的图像的信息(如图所示)(1)直接读取振幅A和波长,以及该时刻各质点的位移。 (2)确定某时刻各质点加速度的方向,并能比较其大小。 (3)结合波的传播方向可确
5、定各质点的振动方向或由各质点的振动方向确定波的传播方向。,-11-,考点一,考点二,考点三,考点四,例1如图甲所示,某均匀介质中各质点的平衡位置在同一条直线上,相邻两点间距离为d。质点1开始振动时速度方向竖直向上,振动由此开始向右传播。经过时间t,前13个质点第一次形成如图乙所示的波形。关于该波的周期与波长说法正确的是( ),答案,解析,-12-,考点一,考点二,考点三,考点四,例2(多选)(2017全国卷)如图所示,一列简谐横波沿x轴正方向传播,实线为t=0时的波形,虚线为t=0.5 s 时的波形。已知该简谐波的周期大于0.5 s。关于该简谐波,下列说法正确的是( )A.波长为2 m B.波
6、速为6 m/s C.频率为1.5 Hz D.t=1 s时,x=1 m 处的质点处于波峰 E.t=2 s时,x=2 m处的质点经过平衡位置,答案,解析,-13-,考点一,考点二,考点三,考点四,方法归纳判断波的传播方向与质点的振动方向的三种方法,-14-,考点一,考点二,考点三,考点四,突破训练 1.(多选)(2016全国卷 )由波源S形成的简谐横波在均匀介质中向左、右传播。波源振动的频率为20 Hz,波速为16 m/s。已知介质中P、Q两质点位于波源S的两侧,且P、Q和S的平衡位置在一条直线上,P、Q的平衡位置到S的平衡位置之间的距离分别为15.8 m、14.6 m。P、Q开始振动后,下列判断
7、正确的是( ) A.P、Q两质点运动的方向始终相同 B.P、Q两质点运动的方向始终相反 C.当S恰好通过平衡位置时,P、Q两点也正好通过平衡位置 D.当S恰好通过平衡位置向上运动时,P在波峰 E.当S恰好通过平衡位置向下运动时,Q在波峰,答案,解析,-15-,考点一,考点二,考点三,考点四,波的图像与振动图像的关联应用(师生共研) 振动图像与波的图像的比较,-16-,考点一,考点二,考点三,考点四,-17-,考点一,考点二,考点三,考点四,例3图甲为t=1 s时某横波的波形,图乙为该波传播方向上某一质点的振动图像,距该质点x=0.5 m处质点的振动图像可能是( ),答案,解析,-18-,考点一
8、,考点二,考点三,考点四,例4(2018全国卷)一列简谐横波在t= s时的波形如图甲所示,P、Q是介质中的两个质点。图乙是质点Q的振动图像。求:甲 乙 (1)波速及波的传播方向; (2)质点Q的平衡位置的x坐标。,-19-,考点一,考点二,考点三,考点四,xQ-xP=vt=6 cm 故质点Q的平衡位置的x坐标为 xQ=xP+(xQ-xP)=9 cm。 答案:(1)0.18 m/s x轴负方向 (2)9 cm,-20-,考点一,考点二,考点三,考点四,规律总结“一分、一看、二找”巧解波的图像与振动图像综合类问题 1.分清振动图像与波的图像。只要看清横坐标即可,横坐标是x则为波的图像,横坐标是t则
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