第31讲 机械波 (课件)-2025年高考物理一轮复习讲练测(新教材新高考)
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这是一份第31讲 机械波 (课件)-2025年高考物理一轮复习讲练测(新教材新高考),共56页。PPT课件主要包含了考情分析目标导航,考情分析,知识导图思维引航,思维导航,机械波,考点探究考法突破,考点一教材原型实验,考向1波的叠加,考向2波的干涉,真题练习命题洞见等内容,欢迎下载使用。
2.意义:表示在波的传播方向上,某时刻各质点离开平衡位置的位移。
1.波长λ:在波的传播方向上,振动相位总是相同的两个相邻质点间的距离。
2.频率 f:等于波源的振动频率,由波源决定
3.波速v:波在介质中的传播速度,由介质本身的性质决定,与波长和频率无关。
1.坐标轴:横轴表示各质点的平衡位置,纵轴表示该时刻各质点的位移。
振动图像与波的图像的综合应用
(1)分清振动图像与波的图像。(2)看清横、纵坐标的单位。(3)找准波的图像对应的时刻,找准振动图像对应的质点。
(1)周期性 ①时间周期性:时间间隔Δt与周期T的关系不明确。 ②空间周期性:波传播距离Δx与波长λ的关系不明确。(2)双向性 ①传播方向双向性:波的传播方向不确定。 ②振动方向双向性:质点振动方向不确定。
机械波的形成 波的图像
波的干涉、衍射和多普勒效应
(1)坐标轴:横轴表示各质点的__________,纵轴表示该时刻各质点的______。
(2)意义:表示在波的传播方向上,某时刻各质点离开__________的位移。
3.波长、波速、频率及其关系
考向1 机械波的形成与传播
根据“同侧法”可以由传播方向判断振动方向。
根据“上下坡法”,已知传播方向可以判断质点振动方向。
3.“水袖功”是中国古典舞中用于表达情感的常用技巧,舞者通过手把有规律的抖动传导至袖子上,营造出一种“行云流水”的美感。这一过程其实就是机械波的传播。下列关于机械波中横波的说法正确的是( )
A.介质中质点沿波的传播方向移动B.介质中质点的振动速度等于波速C.横波是传递能量的一种方式D.横波由一种介质进入另一种介质时频率发生变化
介质中质点不会沿波的传播方向移动,只在自己平衡位置附近振动。
介质中质点的振动速度不等于波速,波速与介质有关,振动的速度与距平衡位置的远近有关。
横波和纵波都能传递能量,故横波是传递能量的一种方式。
波的频率由波源决定,与介质无关,故横波由一种介质进入另一种介质时频率不发生变化。
考向2. 波的图像
知识点1.振动图像与波的图像的比较
考点二 振动图像与波的图像的综合应用
知识点2.求解波的图像与振动图像综合问题的关键点
(1)分清振动图像与波的图像:此步骤最简单,只要看清横坐标即可,横坐标为x则为波的图像,横坐标为t则为振动图像。(2)看清横、纵坐标的单位:尤其要注意单位前的数量级。(3)找准横坐标:波的图像对应的时刻,找准振动图像对应的质点。
考向1 已知波的图像判定质点的振动图像
由波的图像可以得到该波的波长,已知波速,可以得到质点的振动周期,利用“同侧法”判断传播方向与振动方向
考向2 已知质点振动图像判定波的图像
由振动图像可知周期和质点的振动方程,根据方程可知对应时刻的位置坐标,即可判断质点振动方向,再根据“同侧法”可判断若波的传播方向。
考向3 波的图像与振动图像的综合应用
根据振动图像可知质点在对应时刻的振动方向,结合波的图像可以判断波的传播方向。
根据波的图像可得波长,根据振动图像可得质点振动的周期即波传播的周期,即可求解波速
考点三 波的多解问题
考向1.波的周期性形成多解
由两个质点的振动图像可知,两个质点振动步调相反。
波的周期性形成多解的原因:
1.时间的周期性:时间间隔Δt与周期T的关系不明确。2.空间的周期性:波传播距离Δx与波长λ的关系不明确。
两个质点的振动图像可知同一时刻两个质点的振动步调。
考向2. 波的双向性形成多解
波在传播过程中各个质点的振幅都相等;波的传播方向不确定,需要分情况讨论。
考向2. 波的双向性形成多解
波的双向性形成多解的原因:
1.传播方向双向性:波的传播方向不确定。2.振动方向双向性:质点振动方向不确定。
3.(多选)一列简谐横波在某一时刻波的图像如图中实线所示。下列说法中正确的是( )
由波形图可知地震横波的波长,已知传播方向和两条波形图,可以计算周期。
(1)该地震横波传播速度的大小;(2)该地震纵波的波长。
考向3. 波形的隐含性形成多解
在波动问题中,往往只给出完整波形的一部分,或给出几个特殊点的振动情况,而其余信息均处于隐含状态。这样,波形就有多种可能情况,形成波动问题的多解。
波形的隐含性形成多解:
知识点1.波的干涉现象中加强点、减弱点的判断方法
考点四 波的干涉、衍射和多普勒效应
(2)图像法: 在某时刻波干涉的波形图上,波峰与波峰(或波谷与波谷)的交点,一定是加强点,而波峰与波谷的交点,一定是减弱点,各加强点或减弱点各自连接形成以两波源为中心向外辐射的连线,形成加强线和减弱线,两种线互相间隔,加强点与减弱点之间各质点的振幅介于加强点与减弱点的振幅之间。
知识点2.多普勒效应的成因分析
(1)接收频率:观察者接收到的频率等于观察者在单位时间内接收到的完全波的个数。
(2)当波源与观察者相互靠近时,观察者接收到的频率变大,当波源与观察者相互远离时,观察者接收到的频率变小。
知识点3.发生明显衍射的条件
障碍物或孔的尺寸比波长小,或者跟波长相差不多。
说明:(1)障碍物或孔的尺寸大小并不是决定衍射是否发生的条件,仅是衍射现象是否明显的条件,一般情况下,波长越长越容易发生明显衍射。(2)当孔的尺寸远小于波长时,尽管衍射十分突出,但由于衍射波的能量很弱,也很难观察到波的衍射现象。
考向3.对波的衍射的理解
4.(多选)障碍物处不能发生明显衍射。下列措施可能使波发生较为明显衍射的是( )
A.增大波源的振动频率B.减小波源的振动频率C.增大障碍物的长度D.减小障碍物的长度
考向4.对多普勒效应的理解
根据图像可知t=4s时M点开始向上振动,故此时一列波传播到M点,起振方向向上,t=7s时波形开始改变,说明另一列波传播到M点,此时两列波平衡位置都传到M点,第一列波使M点向下振动,之后振幅减小,则此时M点振动减弱,可知第二列波使M点向上振动。
A.波长为 B.波速为 C. 时刻,B点速度为0 D . 时刻,A点速度为0
如图,找准波峰波谷即可求出波长。
A.振动减弱;B.振动加强;
C.振动减弱; D.振动加强;
根据反射信号图像可知,超声波的传播周期,又已知波速即可求得超声波在机翼材料中的波长,结合题图可知,两个反射信号传播到探头处的时间差,即可求出路程差,根据路程差可以判断震动加强和减弱。
4.(2024·广东·高考真题)一列简谐横波沿x轴正方向传播。波速为
处的质点相对平衡位置的位移为( )
A.0 B.
由图可知简谐波的波长和周期,当t=1s时,x=1.5m处的质点运动半个周期到达波峰处,故相对平衡位置的位移为0.1m。
波速相同的两列波在相同时间内传播的距离相同。
C.最大波速
根据乙图写出平衡位置与坐标原点距离为3m米的质点的振动方程
频率只与波源有关,故在水中传播频率不会改变
根据波形平移法分别判断甲乙两列波在不同时刻在P点的位移,再进行叠加,可判断P点位移及振动方向。
D.平衡位置在 处的质点Q开始振动时,质点P处于波峰位置
波的周期和振幅与波源相同,故可知波的周期。
波从一种介质到另一种介质,频率不变,波长和波速改变。
根据多普勒效应可知,探测器接收到的回声频率与被探测物相对探测器运动的速度有关,而两列声波发生干涉的条件是频率相等,所以两列声波相遇时不一定发生干涉。声波由水中传播到空气中时,声波的波速发生变化,所以波长会发生改变。
A.声波的波长 B.声波的波长
C.两声波的振幅之比为3:1D.两声波的振幅之比为2:1
A.波速和波长均不同 B.频率和波速均不同C.波长和周期均不同 D.周期和频率均不同
声波的周期和频率由振源决定,故声波在空气中和在水中传播的周期和频率均相同,但声波在空气和水中传播的波速不同,根据波速与波长关系可知,波长也不同。
简谐运动的加速度总指向平衡位置
质点只是上下振动,不随波左右移动.
(2)求出图示范围内的介质中,因两列波干涉而振动振幅最大和振幅最小的平衡位置。
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