高考物理一轮复习第12章机械振动与机械波第2讲机械波课件

这是一份高考物理一轮复习第12章机械振动与机械波第2讲机械波课件，共60页。PPT课件主要包含了必备知识·自主排查，机械波的分类，平滑的曲线，平衡位置，正弦曲线，正弦波，简谐运动，相同的，稳定的干涉图样，绕过障碍物等内容，欢迎下载使用。

一、机械波1.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。
2.传播特点(1)机械波传播的只是振动的_____和_____,质点只在各自的平衡位置附近做简谐运动,并不随波_____。(2)介质中各质点的振幅相同,振动周期和频率都与_____的振动周期和频率相同。(3)一个周期内,质点完成一次全振动,通过的路程为___,位移为___。
二、波的描述1.波的图像(1)图像的建立:如图所示,用横坐标x表示在波的传播方向上各质点的__________,纵坐标y表示某一时刻各质点偏离平衡位置的_____,在xOy平面上,画出各点(x,y),用___________把各点连接起来就得到了波的图像。
(2)图像的物理意义:表示在波的传播方向上,某时刻各质点离开_________的位移。(3)简谐波:波形图像是_________,这样的波叫作_______,也称为简谐波。简谐波在传播时,介质中各质点在做_________。
2.波长、频率和波速(1)波长(λ):在波动中,振动相位总是_____的两个_____质点间的距离,通常用λ表示。①在横波中,两个相邻波峰(或波谷)间的距离等于_____。②在纵波中,两个相邻密部(或疏部)间的距离等于_____。注意:“相邻”和“振动相位总是相同的”是波长定义的关键,二者缺一不可。
(2)周期、频率①规律:在波动中,各个质点的振动周期或频率是_______,它们都等于_____的振动周期或频率。②决定因素:波的周期或频率由_____的周期或频率决定。③时空的对应性:在一个周期的时间内,振动在介质中传播的距离等于__________。④周期与频率关系:周期T与频率f互为_____,即f= 。
(3)波速①定义:波速是指波在介质中_____的速度。②公式:v= =____或v= 。③决定因素:机械波在介质中的传播速度由_____本身的性质决定,在不同的介质中,波速一般_____。④决定波长的因素:波长由_____和_____共同决定。
【情境转换】心电图仪是用来记录心脏生物电变化规律的装置,人的心脏跳动时会产生一股股强弱不同的生物电,生物电的变化可以通过周围组织传到身体的表面。医生将引导电极放置于肢体或躯体的一定部位就可通过心电图仪记录出心电变化的波动曲线,这就是心电图。下面是甲、乙两人在同一台心电图仪上作出的心电图,分别如图a、b所示,医生通过测量后记下甲的心率是60次/分。
问题:(1)该心电图仪图纸移动的速度。(2)乙的心动周期和心率。提示:(1)2.5×10-2 m/s(2)0.8 s　75次/分
三、波的干涉、衍射和多普勒效应1.波的干涉和衍射
2.多普勒效应(1)定义:由于波源和观察者之间有_________,使观察者感受到波的频率_________的现象。(2)实质:波源频率_____,观察者接收到的频率_________。(3)规律:①波源与观察者如果相互靠近,观察者接收到的_________。②波源与观察者如果相互远离,观察者接收到的_________。③波源和观察者如果相对静止,观察者接收到的频率_____波源的频率。
【小题快练】1.判一判(1)机械波在传播过程中,各质点振动的周期、起振方向都相同。(　　)(2)机械波在一个周期内传播的距离就是振幅的4倍。(　　)(3)两列波在介质中叠加,一定产生干涉现象。(　　)(4)一切波都能发生衍射现象。(　　)(5)多普勒效应说明波源的频率发生变化。(　　)(6)机械波在介质中传播的速度由介质本身决定。(　　)答案:(1)√　(2)×　(3)×　(4)√　(5)×　(6)√
2.练一练(1)如图为两机械波a和b在同一介质中传播时某时刻的波形图,则两列波的波长之比λa∶λb、周期之比Ta∶Tb分别为(　　)A.1∶2　1∶2　　　　　　B.1∶2　2∶1C.2∶1　1∶2D.2∶1　2∶1
【解析】选D。由题图可得:a波的波长为b波波长的两倍,即λa∶λb=2∶1,在同一介质中两波的波速v相同,根据周期公式T= 可得Ta∶Tb=λa∶λb=2∶1,故A、B、C错误,D正确。
(2)(2020·西城区模拟)手持软绳的一端O点在竖直方向上做简谐运动,带动绳上的其他质点振动形成沿绳水平传播的简谐波,P、Q为绳上的两点。t=0时O点由平衡位置出发开始振动,至t1时刻恰好完成两次全振动,绳上OQ间形成如图所示的波形(Q点之后未画出),则(　　)A.t1时刻之前Q点始终静止B.t1时刻P点运动方向向上C.t1时刻P点刚好完成一次全振动D.t=0时O点运动方向向上
【解析】选C。根据图像可知,该波传到Q点需要 T,而t1时刻恰好完成两次全振动,所以t1时刻Q点已经振动 T,故A错误;根据“同侧法”可知,t1时刻P点运动方向向下,故B错误;该波传到P点需要一个周期,而t1时刻恰好完成两次全振动,所以t1时刻P点刚好完成一次全振动,故C正确;在t1时刻恰好完成两次全振动,所以振源的起振方向与t1时刻的振动情况完全相同,该时刻O点运动方向向下,则t=0时O点运动方向向下,故D错误。
(3)甲、乙两列波振幅分别为A、 ,在同一介质中相向传播,某时刻的波形图如图所示,x=4 m处的质点再过1 s将第一次到达波谷,以下说法正确的是(　　)A.这两列波不能产生干涉现象B.经过4 s两波会相遇C.x=7 m处的质点振幅为AD.x=6 m处的质点振动加强
【解析】选D。由题图可知,两列波周期和波长相同,因此可以发生干涉,故A错误;根据平移法可知,两列波的波速v= =1 m/s,两波相遇所需时间t= ,解得t=2 s,故B错误;因为两列波周期和波长相同,两列波会发生干涉,x=3 m和x=11 m的质点到x=7 m的距离相等,振动情况相反,所以在x=7 m处两列波相互减弱,因此在x=7 m处的振幅为 ,故C错误;x=1 m和x=11 m的质点到x=6 m的距离相等,振动情况相同,因此在x=6 m处是波峰和波峰相遇,是振动加强,故D正确。
【剥茧抽丝】——提升演绎推理能力(1)根据图像以及质点在0到0.1 s时间内运动方向不变,分析所给时间与周期的关系Δt= ___T,从而找到周期T= ______; (2)根据平移法分析波的传播方向沿x轴_______;(3)由v=求解传播速度v= _______。