高中人教版 (2019)波的干涉教学ppt课件

这是一份高中人教版 (2019)波的干涉教学ppt课件
波的干涉4第三章1.通过观察绳波和水波的叠加现象，理解波的叠加原理，知道波的干涉是波叠加的结果(重点)。2.通过分析实验现象，知道形成稳定干涉图样的条件，掌握干涉图样的特点(重点)。3.学会寻找振动加强与振动减弱区域(重难点)。学习目标< 一 >波的叠加观察如图所示的两列波相遇时和相遇后的特点，说一说两列波在传播过程中，相遇时和相遇后遵循什么规律？答案　(1)相遇时凸起的高度比原来的更大一些。(2)两列波相遇后仍然保持原来各自的运动状态继续传播，并没有受到另一列波的影响。1.波的独立传播特性：几列波相遇时能保持各自的 等运动特征，不受其他波的影响。2.波的叠加原理：在几列波重叠的区域里，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 。梳理与总结波长、频率、振幅矢量和如图甲，两列沿相反方向传播的横波，形状相当于正弦曲线的一半，上下对称，其振幅和波长都相等。它们在相遇的某一时刻会出现两列波“消失”的现象，如图乙。请思考，两列波是否真的消失不再出现了？如果没有，你能判断从此时刻开始a、b两质点将向哪个方向运动吗？思考与讨论答案　没有消失，两列波叠加时，叠加区域各质点位移矢量和均为零，但两列波沿原来的方向传播，此时a质点将向下运动，b质点将向上运动。(1)在两列波重叠的区域里，任何一个质点的位移都等于原来位移的2倍。(　　)(2)两列波叠加时，质点的位移一定增大。(　　)(3)只有频率相同的两列波才可以叠加。(　　)×××　(多选)两个不等幅的脉冲波在均匀介质中均以1.0 m/s的速率沿同一直线相向传播，t＝0时刻的波形如图所示，图中小方格的边长为0.1 m。则以下不同时刻，波形正确的是√√√两列波相遇时，相遇区域各质点的位移等于此刻两列波在该质点处位移的矢量和，在研究叠加后波形的问题中，可先分别画出该时刻两列波的波形图，通过对几个关键质点位移的合成，完成叠加区域波形图。返回< 二 >波的干涉1.观察两列频率相同、振动方向相同且相位差保持不变的波相遇的图样。(1)如果在某一时刻，一列波的波峰与另一列波的波峰相遇时，两列波在该处引起的振动的相位 。质点向上的位移 ，等于两列波的 ；经过半个周期，一定是波谷与波谷在该处相遇，质点向下的位移也是 ，也等于两列波的 。该点的振动总是相互_____的，质点的振幅 。相同最大振幅之和最大振幅之和加强最大(2)如果在某一时刻，两列波的波峰与波谷相遇时，两列波在这点引起的振动的相位 ，质点的最大位移等于两列波的 ，总是相互 的。如果两列波的振幅相同，质点的位移之和就总等于0。2.若不能同时满足两列波的频率相同、相位差恒定，振动方向相同， (填“会”或“不会”)出现振动总是加强与总是减弱的区域。相反振幅之差削弱不会1.定义： 、 、 的两列波叠加时，某些区域的振动总是加强，某些区域的振动总是减弱的现象。2.干涉条件(1)两列波的 必须相同。(2)两个波源的 必须保持不变。梳理与总结频率相同相位差恒定振动方向相同频率相位差(3)两列波振动方向 。说明：①若两个波源的相位差恒为0，振动步调相同，为同相；若相位差恒为π，振动步调相反，为反相。②振动方向相同指两列波均在某一方向上振动，如均上下振动。3.干涉图样：干涉现象中形成的 图样。4.一切波只要满足干涉条件都能够发生干涉，干涉是波所特有的现象。相同稳定1.在波的干涉现象中，能不能认为振动加强点的位移始终最大，振动减弱点的位移始终为零？为什么？思考与讨论答案　不能，振动加强(减弱)点是指质点的振幅最大(小)，而不是指振动的位移最大(小)，因为位移是在时刻变化的，加强点和减弱点的位移均可以为零，只有发生干涉的两列波振幅大小相等，减弱点位移才始终为零。2.图中表示两列频率相同的横波相遇时某一时刻的情况，实线表示波峰，虚线表示波谷，此时M点是波峰与波峰相遇的点，是凸起最高的位置之一。(1)半个周期后，图中六个点中，哪些点具有最大正向位移？哪些点具有负向最大位移？哪些点比较“平静”？答案　半个周期后，K、P点具有正向最大位移，M、Q具有负向最大位移，H、N点比较“平静”。(2)随着时间的推移，原来M点这个凸起最高的位置在向哪个方向移动？是不是M质点在向那个方向迁移？M质点在哪个方向上运动？答案　凸起的最高点由M向P移动，M点并不随波迁移，而只在垂直于纸面的方向上运动。 答案　位移为0。　(2025·南通市高二期中)如图所示为某一时刻的波形图，实线为向左传播的波，虚线为向右传播的波，a、b、c、d、e为介质中沿波传播路径上五个等间距的质点。下列说法中正确的是 A.图中时刻质点c的速度方向向上B.质点b、d为振动加强点C.质点a、c、e为振动减弱点D.质点a、c、e始终静止不动√　(2024·岳阳市高二期末)如图所示，S1、S2是两个相干波源，它们振动同步且振幅相同，实线和虚线分别表示在某一时刻它们所发出的波峰和波谷，关于图中所标的a、b、c、d四点，下列说法正确的是A.质点a为振动减弱点，位移始终为零B.质点b为振动加强点，经过半个周期后变为振动 减弱点C.质点c为振动减弱点，位移始终为零D.质点d既不是振动加强点也不是振动减弱点，没有发生干涉现象√返回< 三 >加强点和减弱点的分布规律1.观察课本中的干涉图样，你能发现图中的加强点(如M点)、减弱点(如N点)到两个波源的距离之差与波长各有什么关系？答案　加强点到两波源的距离差为波长的整数倍，减弱点到两波源的距离差为半波长的奇数倍。2.如果相位差恒为π的两波源形成的干涉图样，加强点、减弱点到两个波源的距离之差是否还满足以上规律？答案　相位差恒为π的两波源形成的加强点到两波源的距离差为半波长的奇数倍，减弱点到两波源的距离差为波长的整数倍，与相位差为0时的规律恰好相反。　如图(a)，在xOy平面内有两个沿z方向(z方向垂直xOy平面，图中未画出)做简谐运动的点波源S1(0，4 m)和S2(0，－2 m)。两波源的振动图线分别如图(b)和图(c)所示。两列波的波速均为1.00 m/s。(1)两列波波源起振方向　　　　(选填“相同”或“相反”)。 相反(2)两列波到A点(4 m，1 m)的路程差为　　　 m，两列波引起质点A的振动总是　　　　(选填“加强”或“减弱”)。两列波到B点(0，0.5 m)的路程差为　　　　 m，两列波引起质点B的振动总是　　　　(选填“加强”或“减弱”)。两列波到C点(8 m，－2 m)的路程差为　　　　 m，两列波引起质点C的振动总是　　　　(选填“加强”或“减弱”)。 0减弱1加强2减弱  返回< 四 >课时对点练对一对答案12345678910111213对一对答案12345678910111213考点一　波的叠加1.关于机械波的叠加，下列说法中正确的是A.不同频率的机械波在空气中相遇时不会叠加B.两列机械波相遇之后，振幅小的一列波将减弱，振幅大的一列波将 加强C.两列机械波叠加时，振动减弱点可能一直处于平衡位置D.两列波叠加时，叠加区域所有质点的振幅都是两列波振幅之和基础对点练1234567891011答案√12131234567891011答案12132.(多选)如图所示，S1、S2是软绳两端的波源，同时做半个周期的简谐运动形成两列简谐波，已知波源S1、S2的振幅分别为A1、A2，周期为T1、T2，P为软绳的中点。下列分析正确的是A.两列波都是纵波B.波源S1起振方向向上C.波源S2形成的波峰先到达P点D.P点的最大位移等于A1＋A2√1234567891011答案√12131234567891011答案1213考点二　波的干涉3.(2024·深圳市高二期中)主动降噪耳机能根据环境中的噪声(纵波)产生相应的降噪声波，如图所示，降噪声波与环境噪声同时传入人耳，两波相互叠加，达到降噪的目的。下列说法正确的是A.主动降噪技术应用了波的衍射原理B.降噪声波与环境噪声的波长必须相等C.降噪声波和环境噪声发生干涉，耳膜振动加强D.环境噪声频率越高，从耳机传播到耳膜的速度越大1234567891011答案√12131234567891011答案12134.(2025·宿迁市高二期中)如图为一只小蜜蜂掉入水中同时挥动双翅留下的水面波纹简化图(振动频率固定)，图中实线表示波峰，虚线表示波谷，c和f分别为ae和bd的中点，则在a、b、c、d、e、f六点中，下面的判断正确的是A.振动加强的点是a、e、cB.此时刻位移为零的点是a、b、dC.图示时刻e位置为两列波相遇的加强点，再经过半个周期该位置将变为 减弱点D.f点位置与两列波波源的距离之差为波长λ的整数倍√1234567891011答案12131234567891011答案12135.(2023·浙江1月选考)主动降噪耳机能收集周围环境中的噪声信号，并产生相应的抵消声波，某一噪声信号传到耳膜的振动图像如图所示，取得最好降噪效果的抵消声波(声音在空气中的传播速度为340 m/s) A.振幅为2AB.频率为100 HzC.波长应为1.7 m的奇数倍D.在耳膜中产生的振动与图中所示的振动同相1234567891011答案√12131234567891011答案12131234567891011答案12136.(2024·西安市蓝田县城关中学高二期末)两列简谐横波t=0时刻的波形如图，其中实线波沿x轴正方向传播，虚线波沿x轴负方向传播，波速都是10 m/s，振动方向都平行于y轴，图片中能表示坐标原点处的质点从t=0开始在一个周期内的振动图像的是√1234567891011答案12131234567891011答案12137.(2025·南通市启东中学高二月考)如图甲所示，两振动情况相同的波源M、N相距1 m，波源激起的横波波长为0.8 m，其振动图像如图乙所示，求：(1)波的传播速度大小v；答案　0.4 m/s1234567891011答案1213(2)M、N连线间振动加强点个数及位置。答案　见解析1234567891011答案12131234567891011答案12138.(2025·湖北省部分高中高二期中)如图甲所示，介质中有两个相距6 m的波源S1和S2，两波源的振动方向与纸面垂直，所形成的机械波在纸面内传播，传播速度均为0.25 m/s。图乙是S1的振动图像，图丙是S2的振动图像。M点在S1和S2的连线上，与波源S1相距2.5 m，N和S1的连线与S1和S2的连线垂直，N点到S1的距离为8 m。下列说法正确的是A.M是振动加强点B.N是振动加强点C.M和N的连线上必定有一振动加强点D.S1和S2振动步调相反，不能形成稳定的干涉图样√能力综合练1234567891011答案12131234567891011答案12139.(多选)波源S1、S2间距2 m，形成的机械波在均匀介质中的传播速度均为1 m/s，两波源的振动方向垂直于纸面，其振动方程分别为y1＝20sin 2πt (cm)，y2＝10sin 2πt (cm)，振动足够长时间后，下列说法正确的是A.加强点的位移始终为30 cmB.加强点的振动频率为1 HzC.以S1为圆心的圆周上除S2点之外，加强点的个数为8个D.以S1为圆心的圆周上除S2点之外，减弱点的个数为8个√√1234567891011答案12131234567891011答案121310.(2025·淮安市高二期中)如图所示，S1、S2为两个振动情况完全一样的波源，两列波的波长都为λ，它们在介质中产生干涉现象，S1、S2在空间共形成了5个振动加强的区域，如图中实线所示。P、Q是振动加强区域中的点，下列说法正确的是A.Q点到两波源的距离差等于2λB.S1波在该区域传播速度更大C.P点此时刻振动最强，过半个周期后，振动变为最弱D.两波源之间的距离一定在3个波长到4个波长之间√1234567891011答案12131234567891011答案121311.(2024·浙江省浙南名校高二期中)水面上存在两频率相同振幅均为1 cm的两个波源a和b，它们之间的距离为14 m(e点位于ab连线的中点处)。两波源从t＝0时刻开始同时从平衡位置向上振动，t＝4.5 s时，水面上第一次观察到如图所示的分布(实线代表波峰，虚线代表波谷)。下列说法正确的是A.波的传播速度为2 m/sB.图中所标c点和d点为振动加强点C.t＝4.5 s时，e点处质点刚好经过平衡位置向上振动D.从t＝0到t＝4.5 s的时间内，e点处质点通过的路程为2 cm√1234567891011答案12131234567891011答案12131234567891011答案121312.(2025·徐州市大许中学高二调研)两列简谐横波分别沿x轴正方向和负方向传播，两波源分别位于x轴－0.2 m和1.2 m处，两波的波速均为0.4 m/s，波源的振幅均为2 cm。如图为t＝0时刻两列波的图像，此刻平衡位置在x轴0.2 m和0.8 m的P、Q两质点开始振动。质点M、N的平衡位置分别处于x轴0.5 m和0.6 m处。求：(1)左侧波引起的平衡位置在x＝0处质点的振动方程；答案　y＝2sin 2πt (cm)1234567891011答案12131234567891011答案1213(2)t＝1 s时，质点M的位移；答案　－4 cm1234567891011答案1213(3)0~3 s内质点N运动的路程。答案　4 cm1234567891011答案13.如图所示是课室主席台的平面图，AB是讲台，S1、S2是与讲台上话筒等高的相同的喇叭，它们相互之间的位置和尺寸如图所示。专家的声音放大后经喇叭传回话筒再次放大时可能会产生啸叫。为了避免啸叫，话筒最好摆放在讲台上适当的位置，在这些位置上两个喇叭传来的声音因干涉而相消。已知空气中声速为v＝340 m/s，专家声音的频率为f＝136 Hz，忽略讲台的宽度，则：(1)求专家声音的波长λ；尖子生选练答案　2.5 m12131234567891011答案(2)图中B点是振动加强点还是振动减弱点，试通过计算说明判断依据；答案　见解析12131234567891011答案(3)讲台上能够避免啸叫的适当位置有多少个？答案　4个返回1213