2020高考物理第2讲机械波教案鲁科版选修

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1、第2讲　机械波知识排查机械波　横波和纵波定义机械振动在介质中的传播形成机械波产生条件(1)波源；(2)介质形成原因介质中的质点受波源或邻近质点的驱动做受迫振动分类横波振动方向与传播方向垂直的波，如绳波纵波振动方向与传播方向平行的波，如声波波速、波长和频率的关系1.波长λ：沿着波的传播方向，两个相邻的、相对平衡位置的位移和振动方向总是相同的质点间的距离。2.频率f：与波源的振动频率相等。3.波速v：波在介质中的传播速度。4.波速与波长和频率的关系：v＝λf。波的图象1.坐标轴的意义：横坐标x表示沿波传播方向上各个质点的平衡位置，纵坐标y表示各个质点离开平衡位置的位移。2.图象的物

2、理意义：某一时刻介质中各质点相对平衡位置的位移。图1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和振动方向相同明显条件：障碍物或孔的尺寸比波长小或相差不多现象振动加强和振动减弱的区域互相间隔、稳定分布的现象波绕过障碍物或通过孔隙继续传播2.多普勒效应(1)条件：波源和观察者之间有相对运动。(2)现象：观察者接收到的频率发生变化。(3)实质：波源频率不变，观察者接收到的频率变化。小题速练1.(多选)关于机械振动与机械波，下列说法正确的是(　　)A.机械波的频率等于振源的振动频率B.机械波的传播速度与振源的振动速度相等C.质点振动的方向总是垂直于

3、波传播的方向D.在一个周期内，沿着波的传播方向，振动在介质中传播一个波长的距离E.机械波在介质中传播的速度由介质本身决定解析　机械波的频率是振源的振动频率，故A正确；机械波的传播速度与振源的振动速度无关，故B错误；机械波分横波与纵波，纵波的质点振动方向与波的传播方向在同一条直线上，故C错误；由v＝可知，在一个周期内沿着波的传播方向，振动在介质中传播一个波长的距离，故D正确；机械波在介质中传播的速度由介质本身决定，故E正确。答案　ADE2.(多选)如图2所示为一横波在某时刻的波形图，已知质点F此时运动方向如图，则(　　)图2A.波向左传播B.质点H与质点F的运动方向相同C.质点C

4、比质点B先回到平衡位置D.此时质点C的加速度为零E.此时速度大小最大的质点是A、E、I解析　由“上下坡法”可得，选项A正确；质点H与质点F的运动方向相反，选项B错误；质点B运动方向向上，因此质点C比质点B先回到平衡位置，选项C正确；此时质点C的加速度最大，速度为零，选项D错误；平衡位置处质点速度最大，选项E正确。答案　ACE3.(多选)关于机械波的特性，下列说法正确的是(　　)A.只有波长比障碍物的尺寸小或相差不多的时候才会发生明显的衍射现象B.火车鸣笛时向我们驶来，听到的笛声频率将比声源发出的频率高C.向人体内发射频率已知的超声波被血管中的血液反射后又被仪器接收，测出反射波的

5、频率变化就能知道血液的速度，这种方法应用的是多普勒效应D.当观察者背离波源运动，接收到的波的频率小于波源的频率E.只要是性质相同的波，都可以发生干涉解析　只有障碍物的尺寸比波长小或相差不多的时候才会发生明显的衍射现象，A错误；根据多普勒效应，火车鸣笛时向我们驶来，听到的笛声频率将比声源发出的频率高，B正确；向人体内发射频率已知的超声波被血管中的血液反射后又被仪器接收，测出反射波的频率变化就能知道血液的速度，这种方法应用的是多普勒效应，C正确；根据多普勒效应，当观察者向波源运动，接收到的波的频率大于波源的频率，当观察者背离波源运动，接收到的波的频率小于波源的频率，D正确；只有在同

6、一介质中传播的频率相同的同类波，才能发生干涉，E错误。答案　BCD　波的传播与图象1.波动图象的信息(如图3所示)图3(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。2.波的传播过程中的特点(1)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，所以有v＝＝λf。(2)质点振动nT(波传播nλ)时，波形不变。(3)在波的传播方向上，当两质点平衡位置间的距离为nλ(n＝1，2，3…)时，它们的振动步调总相同；当两质点平衡位置间的

7、距离为(2n＋1)(n＝0，1，2，3…)时，它们的振动步调总相反。(4)波源质点的起振方向决定了它后面的质点的起振方向，各质点的起振方向与波源的起振方向相同。【例1】　(多选)[2018·全国卷Ⅲ，34(1)]一列简谐横波沿x轴正方向传播，在t＝0和t＝0.20s时的波形分别如图4中实线和虚线所示。已知该波的周期T>0.20s。下列说法正确的是(　　)图4A.波速为0.40m/sB.波长为0.08mC.x＝0.08m的质点在t＝0.70s时位于波谷D.x＝0.08m的质点在t＝0.12s时