高中物理 第十二章 机械波章末总结课件 新人教版选修34.ppt

第十二章￿￿￿机械波章末总结网络构建区机械波机械波机械波机械波的的形成形成形成：机械振动形成：机械振动在在 中中的传播的传播条件：波源条件：波源(振源振源)、介质，二者缺一不可、介质，二者缺一不可特点：传播的振动形式、能量和信息，特点：传播的振动形式、能量和信息，质点质点 随随波迁移波迁移波与质点振动的关系：有波与质点振动的关系：有机械振动机械振动 有有 机械波机械波；有机械波必有机械振动；有机械波必有机械振动分类：按机械波传播方向与质点振动方向的分类：按机械波传播方向与质点振动方向的关系关系分为分为 和和 描述波的描述波的物理量物理量波长波长λ频率频率f(周期周期T)波速波速v关系：关系：v＝＝ 或或介质介质不不不一定不一定横波横波纵波纵波λf机械波机械波波波的的图图象象形成：前面的质点带动后面的质点，形成：前面的质点带动后面的质点，将将 传传播出播出去去物理意义：横坐标表示波的传播方向上各质点物理意义：横坐标表示波的传播方向上各质点的的 位置位置，纵坐标表示某一时刻各，纵坐标表示某一时刻各质点质点 平平 衡衡位置的位置的位移位移振动图象振动图象与与波波的图象的图象相同点：纵坐标表示位移相同点：纵坐标表示位移不同点：横坐标表示的意义不同不同点：横坐标表示的意义不同从波的从波的图象图象获得获得的信息的信息各质点的位移大小和方向各质点的位移大小和方向各质点的振幅各质点的振幅确定波的传播方向或各质点的振动方向确定波的传播方向或各质点的振动方向振动形式振动形式平衡平衡偏离偏离机械波机械波波波的的一一些些现现象象衍射：波绕过障碍物的现象衍射：波绕过障碍物的现象叠加原理：几列波相遇时保持各自的振动状态，叠加原理：几列波相遇时保持各自的振动状态，各各 质点质点的位移等于这几列波单独传播时引起的的位移等于这几列波单独传播时引起的位移位移 的的 干涉：干涉：频率频率 的的两列波叠加，使某些区域的两列波叠加，使某些区域的振动振动 ，，某些区域的某些区域的振动振动 的的现象现象多普勒效应：是由波源与观察多普勒效应：是由波源与观察者者 (距离距离变变 化化)产生的，一切波都能发生多普勒效应产生的，一切波都能发生多普勒效应反射和折射反射和折射矢量和矢量和相同相同加强加强减弱减弱相对运动相对运动专题整合区一、一、对波的图象的理解对波的图象的理解二、二、波的图象与振动图象的区别和联系波的图象与振动图象的区别和联系三、三、波动问题的多解性波动问题的多解性四四、、波的干涉和衍射波的干涉和衍射一、对波的图象的理解从波的图象中可以看出：从波的图象中可以看出：(1)波波长长λ；；(2)振振幅幅A；；(3)该该时时刻刻各各质质点点偏偏离离平平衡衡位位置置的的位位移移情情况况；；(4)如如果果波波的的传传播播方方向向已已知知，，可可判判断断各各质质点点该该时时刻刻的的振振动动方方向向以以及及下下一一时时刻刻的的波波形形；；(5)如如果果波波的的传传播播速速度度大大小小已已知知，，可可利利用用图图象象所所得得的的相相关关信信息息进进一一步步求得各质点振动的周期和频率：求得各质点振动的周期和频率：T＝＝ ，，f＝＝ .一、对波的图象的理解例例1　　某某波波源源S发发出出一一列列简简谐谐横横波波，，波波源源S的的振振动动图图象象如如图图1所所示示.在在波波的的传传播播方方向向上上有有A、、B两两点点，，它它们们到到S的的距距离离分分别别为为45 m和和55 m.测测得得A、、B两两点点开开始始振振动动的的时时间间间间隔为隔为1.0 s.由此可知：由此可知：图图1一、对波的图象的理解(1)波长波长λ＝＝ m；；(2)当当B点点离离开开平平衡衡位位置置的的位位移移为为＋＋6 cm时时，，A点点离离开开平平衡位置的位移是衡位置的位移是 cm.解解析析　　(1)由由题题意意可可知知波波速速v＝＝ ＝＝10 m/s，，周周期期T＝＝2.0 s，，波波长长λ＝＝20 m，，A、、B相相差差半半个个波波长长，，振振动动情情况况完完全全相相反，故反，故B点位移为＋点位移为＋6 cm时，时，A点位移为－点位移为－6 cm.20－－6二、波的图象与振动图象的区别和联系面对波的图象和振动图象问题时可按如下步骤来分析：面对波的图象和振动图象问题时可按如下步骤来分析：(1)先看两轴：由两轴确定图象种类先看两轴：由两轴确定图象种类.(2)读读取取直直接接信信息息：：从从振振动动图图象象上上可可直直接接读读取取周周期期和和振振幅幅；；从波的图象上可直接读取波长和振幅从波的图象上可直接读取波长和振幅.(3)读读取取间间接接信信息息：：利利用用振振动动图图象象可可确确定定某某一一质质点点在在某某一一时时刻刻的的振振动动方方向向；；利利用用波波的的图图象象可可进进行行波波传传播播方方向向与与某某一一质质点点振动方向的互判振动方向的互判.(4)利利用用波波速速关关系系式式：：波波长长、、波波速速、、周周期期、、频频率率间间一一定定满满足足v＝＝λ/T＝＝λf.二、波的图象与振动图象的区别和联系例例2　　图图2甲甲为为一一列列简简谐谐横横波波在在t＝＝0.1 s时时刻刻的的波波形形图图，，P是是平平衡衡位位置置为为x＝＝1 m处处的的质质点点，，Q是是平平衡衡位位置置为为x＝＝4 m处的质点，图乙为质点处的质点，图乙为质点Q的振动图象，则的振动图象，则(　　　　)图图2二、波的图象与振动图象的区别和联系A.横波的波长是横波的波长是8 mB.横波的频率是横波的频率是0.2 HzC.质点质点P随波迁移的速度大小为随波迁移的速度大小为40 m/sD.t＝＝0.1 s时质点时质点P正沿正沿y轴正方向运动轴正方向运动解析　解析　由波的图象可知，横波的波长是由波的图象可知，横波的波长是8 m，选项，选项A正确；正确；由由质质点点Q的的振振动动图图象象可可知知，，横横波波的的周周期期为为0.2 s，，频频率率是是5 Hz，选项，选项B错误；错误；二、波的图象与振动图象的区别和联系质点质点P围绕平衡位置振动，不随波迁移，选项围绕平衡位置振动，不随波迁移，选项C错误；错误；根根据据质质点点Q的的振振动动图图象象，，t＝＝0.1 s时时刻刻，，质质点点Q正正沿沿y轴轴负负方方向向运运动动，，说说明明波波沿沿x轴轴负负方方向向传传播播.t＝＝0.1 s时时质质点点P正正沿沿y轴正方向运动，选项轴正方向运动，选项D正确正确.答案　答案　AD三、波动问题的多解性波波在在传传播播过过程程中中，，由由于于空空间间周周期期性性、、时时间间周周期期性性和和传传播播方方向向的的双双向向性性而而引引起起多多解解，，解解决决这这类类问问题题要要注注意意下下列列情情况：况：1.波波的的空空间间周周期期性性：：在在波波的的传传播播方方向向上上，，相相距距为为波波长长整整数倍的质点的振动情况相同数倍的质点的振动情况相同.2.波波的的时时间间周周期期性性：：由由波波的的传传播播特特性性可可知知，，经经过过整整数数倍倍个周期，波的图象相同个周期，波的图象相同.三、波动问题的多解性3.波波的的传传播播方方向向的的双双向向性性：：若若根根据据题题中中条条件件无无法法确确定定波波的的传传播播方方向向，，在在解解题题时时要要注注意意考考虑虑波波的的传传播播方方向向可可以以有有两个方向两个方向.三、波动问题的多解性例例3　　一一列列简简谐谐横横波波t1时时刻刻的的波波形形如如图图3中中实实线线所所示示，，t2时刻的波形如图中虚线所示，已知时刻的波形如图中虚线所示，已知Δt＝＝t2－－t1＝＝0.5 s.问：问：图图3三、波动问题的多解性(1)这列波的传播速度是多少？这列波的传播速度是多少？解解析析　　有有两两组组解解：：若若波波向向右右传传播播，，传传播播距距离离s＝＝(n＋＋ )λ，，又有又有v右右＝＝ ＝＝ m/s＝＝(16n＋＋4) m/s(n＝＝0,1,2，，……)；；三、波动问题的多解性若波向左传播，传播距离若波向左传播，传播距离s′′＝＝(n＋＋ )λ，又有，又有v左左＝＝＝＝ m/s＝＝(16n＋＋12) m/s(n＝＝0,1,2，，……).答答案案　　若若波波向向右右传传播播，，v右右＝＝(16n＋＋4) m/s(n＝＝0,1,2，，……)；若波向左传播，；若波向左传播，v左左＝＝(16n＋＋12) m/s(n＝＝0,1,2，，……)三、波动问题的多解性(2)若波向左传播，且若波向左传播，且3T<Δt<4T，波速是多大？，波速是多大？解解析析　　因因波波向向左左传传播播，，且且3T<Δt<4T，，则则必必有有3λ