8.3 机械波 课件 -2027届高考物理一轮复习人教版（2019）（含答案）

这是一份8.3 机械波 课件 -2027届高考物理一轮复习人教版（2019）（含答案），共41页。PPT课件主要包含了平衡位置，振动频率，保持各自的运动特征，矢量和，绕过障碍物，相差不多，小于波长，相对运动等内容，欢迎下载使用。
学习目标:1.知道机械波的形成及特点。2.掌握波速、波长和频率的关系,会分析波的图像。3.知道波的干涉、衍射和多普勒效应,掌握干涉、衍射的条件。
考点一　机械波与波的图像
1.机械波(1)机械波的形成条件①有发生机械振动的　　　　。 ②有传播　　　　,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波传到任意一点,该点的起振方向都和波源的起振方向　　　　。 ③介质中每个质点都做　　　　振动,因此,任一质点的振动频率和周期都和波源的振动频率和周期　　　　。 ④波源经过一个周期T完成一次全振动,波恰好向前传播一个波长的距离。(3)分类横波:质点的振动方向与波的传播方向　　　; 纵波:质点的振动方向与波的传播方向在同一条直线上。
2.波的图像(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)图像(如图)
考向1　机械波的形成与传播典例1　某同学在漂浮于湖中的木筏上休息,看到湖面上的水波正平稳地向着湖岸传播。该同学估测出相邻波峰与波谷之间水平距离为1.5 m,当某波峰经过木筏时开始计数,此后经20 s恰好有12个波峰通过木筏,则该水波(　　)A.波长约为1.5 mB.周期约为3.3 sC.频率约为1.7 HzD.波速约为1.8 m/s
考向2　波的图像波的传播方向与质点振动方向的互判
典例2　一列沿x轴正方向传播的简谐波,t=0时刻的波形如图所示,t=10 s时d质点第一次位于波峰位置,下列说法正确的是(　　)A.波上各质点的起振方向向上B.波的传播速度大小为2 m/sC.0~7 s内a、b两质点运动路程均为0.7 mD.b质点的振动方程为yb=-10cs πt cm
对点演练1　如图所示,位于坐标原点O的波源发出的波在介质Ⅰ、Ⅱ中沿x轴传播,某时刻形成的完整波形如图,P、Q分别为介质Ⅰ、Ⅱ中的质点。下列说法正确的是(　　)A.此时P沿y轴负方向运动B.波源的起振方向沿y轴正方向C.P、Q的振动频率相同D.两种介质中的波速大小相等
考点二　波的图像和振动图像的综合应用
1.振动图像与波的图像的比较
2.求解波的图像与振动图像综合问题三关键(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)找准波的图像对应的时刻,找准振动图像对应的质点。
典例3　图甲为一列简谐横波在某一时刻的波形,a、b两质点的横坐标分别为xa=2 m和xb=6 m,图乙为质点a从该时刻开始计时的振动图像,下列说法正确的是(　　)A.t=1 s时,质点b的加速度方向沿y轴正向B.t=1 s时,质点b的位移沿y轴正向C.该波沿x轴负方向传播,波速为1 m/sD.质点b经过4 s振动的路程为2 m
对点演练2　图甲是一列简谐横波在某时刻的波形,质点M、N、P、Q分别位于介质中x=3 m、x=4 m、x=5 m、x=10 m处。该时刻横波恰好传播至P点,图乙为质点M从该时刻开始的振动图像,下列说法正确的是(　　) 甲 乙A.此波在该介质中的传播速度为1.25 m/sB.波源起振方向沿y轴正方向C.此波传播至Q点的过程中,质点P的振动路程为5 mD.当质点Q起振后,与质点N振动步调完全一致
考点三　波的周期性和多解问题
2.造成波传播问题多解的主要因素(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。
典例4　如图所示,实线和虚线分别是沿x轴正方向传播的一列简谐横波在t1=0和t2=0.06 s时刻的波形,则该波的(　　)A.周期可能为0.04 sB.周期可能为0.24 sC.传播速度可能为35 m/sD.传播速度可能为65 m/s
考点四　波的干涉、衍射和多普勒效应
1.波的干涉(1)波的叠加原理:几列波相遇时能　　　　　　　　　　　　,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　　 　。 (2)波的干涉①定义:频率相同、相位差恒定、振动方向相同的两列波叠加时,某些区域的振动总是　　　、某些区域的振动总是　　　,这种现象叫作波的干涉。 ②条件:两列波的频率　　　,振动方向　　　,相位差　　　。 (3)　　　和　　　是波特有的现象,波同时还可以发生反射、折射。 
2.波的衍射(1)定义:波可以　　　　　　　继续传播的现象。　　衍射不需要条件,明显衍射需要条件 (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　　　　　　时,才会发生明显的衍射现象。 3.多普勒效应(1)条件:波源和观察者之间有　　　　　　。 (2)现象:观察者接收到的波的　　　　发生变化。 (3)实质:波源与波的频率　　　,观察者接收到的波的频率　　　。 
(2)图像法①在某时刻波的干涉的波形上,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。②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,形成加强线或减弱线。③两种线互相间隔,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。
典例5　两个完全相同的相干波源在水面上形成的干涉图样如图所示,其中实线表示波峰,虚线表示波谷。则(　　)A.质点a振动加强B.质点b振动加强C.质点c始终在波谷D.质点d的位移始终最大
典例6　如图所示,均匀介质中两波源S1、S2分别位于x轴上x=0、x=12 m处,质点P位于x=8 m处,t=0时刻,两波源同时开始由平衡位置向y轴负方向振动,频率均为f=5 Hz,形成的两列波相向传播,波长均为λ=8 m,波源的振幅均为A=5 cm,求:(1)x轴上波源S1、S2间振动加强点的横坐标;(2)从t=0至t=0.5 s内质点P通过的路程s。
考向2　波的衍射典例7　如图,挡板M固定,挡板N可以上下移动,现在把M、N两块挡板中的空隙当作一个“小孔”做水波的衍射实验,出现了图示中的图样,P点的水没有振动起来。为使挡板左边的振动传到P点,可以采用的办法是(　　)A.挡板N向下平移一段距离B.增大波源振动频率C.挡板M和N向右移动一段距离D.波源向左匀速移动
解析 P点的水没有振动起来,说明P点波没有明显衍射过去,原因是MN间的缝太宽或波长太小,因此若使P点的水振动起来,可采用N板上移减小小孔的间距,也可以增大水波的波长,即减小振源的频率,故ABC项错误;波源向左匀速移动时,根据多普勒效应可知M、N两块挡板中的空隙接收到的波的频率减小了,水波波长增大,可以使P点的水振动起来,故D项正确。
考向3　波的多普勒效应典例8　中国空间站持续发出频率为f的监测电波,地面监测站先后接收到空间站通过A、B位置时的信号频率分别为fA、fB,则(　　)A.fA>f>fBB.fA