2020版高考物理一轮复习第11章机械振动机械波光电磁波第2讲机械波学案

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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：在波动中，振动相位总是相同的两个相邻质点间的距离。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：横坐标表示在波的传播方向上各质点的平衡位置，纵坐标表

2、示某一时刻各质点偏离平衡位置的位移。2.图象的物理意义：某一时刻介质中各质点相对平衡位置的位移。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。3.(1)内容：介质中任一波面上的各点，都可以看作发射子波的

3、波源，其后任意时刻，这些子波在波前进方向的包络面就是新的波面。(2)应用：如果知道某时刻一列波的某个波面的位置，还知道波速，利用惠更斯原理可以得到下一时刻这个波面的位置，从而确定波的传播方向。小题速练1.思考判断(1)在水平方向传播的波为横波(　　)(2)在机械波中各质点不随波的传播而迁移(　　)(3)通过波的图象可以找出任一质点在任意时刻的位移(　　)(4)机械波在传播过程中，各质点振动的周期、起振方向都相同(　　)(5)机械波在一个周期内传播的距离就是振幅的4倍(　　)(6)波速表示介质中质点振动

4、的快慢(　　)(7)两列波在介质中叠加，一定产生干涉现象(　　)(8)一切波都能发生衍射现象(　　)(9)多普勒效应说明波源的频率发生变化(　　)(10)发生多普勒效应时，波源发出的频率不变(　　)答案　(1)×　(2)√　(3)√　(4)√　(5)×　(6)×　(7)×　(8)√　(9)×　(10)√2.(多选)一列沿x轴正方向传播的简谐横波在t＝0时刻的波形如图1所示，质点P的x坐标为3m。已知任意振动质点连续2次经过平衡位置的时间间隔为0.4s。下列说法正确的是(　　)图1A.波速为4m/sB.

5、波的频率为1.25HzC.x坐标为15m的质点在t＝0.6s时恰好位于波谷D.x坐标为22m的质点在t＝0.2s时恰好位于波峰解析　任意振动质点连续2次经过平衡位置的时间间隔为0.4s，可知振动周期T＝0.8s，频率f＝＝1.25Hz，选项B正确；从题图中可以看出波长λ＝4m，根据v＝λf得v＝5m/s，选项A错误；由于波在传播过程中具有空间周期性，x坐标为15m处的质点运动规律与x＝3m处的质点相同，从t＝0时刻经过0.6s，即经历周期，质点应位于平衡位置，选项C错误；用同样的方法可判断出选项D正确

6、。答案　BD　波的形成和传播　波的图象1.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。2.波动图象的信息(如图2所示

7、)图2(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。3.波的传播方向与质点振动方向的互判方法方法内容图象“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4.振动图象与波的图象的比较振动

8、图象波的图象研究对象一个质点沿波传播方向上的所有质点图象正(余)弦曲线正(余)弦曲线物理意义某质点在各时刻的位移某时刻各质点的位移振动方向(看下一时刻的位移)(将波沿传播方向平移)Δt波形随时间推移，图象延续，但已有形状不变随时间推移，图象沿波的传播方向平移横坐标表示时间表示各质点的平衡位置联系(1)纵坐标均表示质点的位移；(2)纵坐标的最大值都表示振幅；(3)波在传播过程中，各质点都在各自的平衡位置附近振动，每一个质点都有自己的振动图象【典例1】　(2