（鲁京津琼）2020版高考物理总复习第十三章振动与波光电磁波与相对论第2讲机械波教案

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1、第2讲　机械波知识排查机械波波的干涉和衍射现象　多普勒效应1.波的干涉和衍射波的干涉波的衍射条件两列波的频率必须相同明显条件：障碍物或孔的尺寸比波长小或相差不多现象形成加强区和减弱区相互隔开的稳定的干涉图样波能够绕过障碍物或孔继续向前传播2.多普勒效应(1)条件：声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：声源频率不变，观察者接收到的频率变化。小题速练1.思考判断(1)在机械波的传播中，各质点随波的传播而迁移。(　　)(2)机械波的频率等于振源的振动频率。(　　)(3)机械波的传播速度与振源的振动速度相等。(

2、　　)(4)机械波在介质中传播的速度由介质本身决定。(　　)(5)火车鸣笛减速向我们驶来时，我们听到的笛声频率将比声源发声的频率低。(　　)答案　(1)×　(2)√　(3)×　(4)√　(5)×2.周期为2.0s的简谐横波沿x轴传播，该波在某时刻的图象如图1所示，此时质点P沿y轴负方向运动，则该波(　　)图1A.沿x轴正方向传播，波速v＝20m/sB.沿x轴正方向传播，波速v＝10m/sC.沿x轴负方向传播，波速v＝20m/sD.沿x轴负方向传播，波速v＝10m/s解析　质点P沿y轴负方向运动，根据振动方向与波的传播方向的关系，可判定该波沿

3、x轴正方向传播。由波的图象可知λ＝20m，根据v＝得波速v＝10m/s。选项B正确。答案　B3.(多选)下列关于多普勒效应的说法正确的是(　　)A.只要波源在运动，就一定能观察到多普勒效应B.如果声源静止，就观察不到多普勒效应C.当声源朝着观察者运动时，声源的频率不变D.当声源远离观察者运动时，观察者接收到的频率变低解析　波源运动时，波源与观察者距离不一定变化，不一定能观察到多普勒效应，选项A错误；声源静止时，若观察者向声源运动，就能观察到多普勒效应，选项B错误；声源朝着观察者运动时，声源频率不变，观察者接收到的频率增大，反之亦然，选项C、

4、D正确。答案　CD　波的传播规律与波的图象1.机械波的传播规律(1)在波的传播过程中，各个质点的起振方向都与波源的起振方向相同。(2)介质中每个质点都做受迫振动，任一质点的振动频率、周期都与波源的振动频率、周期相同。(3)波从一种介质进入另一种介质，波长和波速发生改变，但频率和周期都不会改变。(4)振源经过一个周期T完成一次全振动，波恰好向前传播一个波长的距离，所以v＝＝λf。(5)经过Δt＝nT(n＝1，2，3，…)时，波形不变。(6)在波的传播方向上，当两质点平衡位置间的距离为λ的整数倍时，它们的振动步调总相同；当两质点平衡位置间的距离

5、为的奇数倍时，它们的振动步调总相反。2.波的图象的理解及应用(1)波的图象反映了在某时刻介质中的各质点离开平衡位置的位移情况，图象的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，如图2所示。图2(2)图象的应用①直接读取振幅A和波长λ，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。【例1】将一弹性绳沿x轴放置，左端位于坐标原点，用手握住绳的左端，当t＝0时，使其开始沿y轴作简谐振动，在t＝0.75s时形成如图3所示的波形，M点是位

6、于x＝10cm处的质点，N点是位于x＝50cm处的质点。图3(1)求绳波的传播速度；(2)判断N点开始振动的方向并求从t＝0时刻开始到N点第一次沿y轴正方向经过平衡位置需要多长时间？(3)求从t＝0时刻开始到N点第一次到达波峰时，M点经过的路程。解析　(1)由题意和题图可知λ＝20cm，T＝1s，所以波速v＝＝20cm/s。(2)由题图可知t＝0.75s时，x＝15cm的质点，刚开始振动，并且振动方向为y轴负方向，所以N点开始振动方向也沿y轴负方向。t＝0.75s时，x＝5cm的质点第一次沿y轴正方向经过平衡位置，这个振动形式传到N点还要t

7、1＝＝s＝2.25s，所以当t2＝t＋t1＝3s时N点第一次沿y轴正方向经过平衡位置。(3)t＝0.75s时，M点已经经过的路程为8cm，而N点第一次到达波峰还要经历t3＝＝s＝2.5s，即2.5T，则M点还要经过路程2.5×4×8cm＝80cm，所以M点经过的总路程为8cm＋80cm＝88cm。答案　(1)20cm/s　(2)N点开始振动的方向沿y轴负方向　3s　(3)88cm根据波的图象和传播方向判定质点的振动方向的方法方法解读图象演示“上下坡”法沿波的传播方向，“上坡”时质点向下振动，“下坡”时质点向上振动“同侧”法波形图上某点表示传

8、播方向和振动方向的箭头在图线同侧“微平移”法将波形沿传播方向进行微小的平移，再由对应同一x坐标的两波形曲线上的点来判断振动方向　　　　　　1.(多选)一简谐横波沿x轴负向传播，t