(新课标)河南省2015高考物理总复习讲义 第12章 第2讲 机械波
9页1、第2讲机械波知识一机械波的形成和传播特点1机械波的形成和传播(1)产生条件有波源有介质,如空气、水、绳子等(2)传播特点传播振动形式、能量和信息质点不随波迁移介质中各质点振动频率、振幅、起振方向等都与波源相同2波长、波速、频率及其关系(1)波长在波动中,振动相位总是相同的两个相邻质点间的距离,用表示(2)波速波在介质中的传播速度由介质本身的性质决定(3)频率由波源决定,等于波源的振动频率(4)波长、波速和频率的关系:vf.知识二波的图象1坐标轴x轴:各质点平衡位置的连线y轴:沿质点振动方向,表示质点的位移2物理意义:表示介质中各质点在某一时刻相对各自平衡位置的位移3图象形状:简谐波的图象是正弦(或余弦)曲线,如图1221所示图1221(1)波动图象和振动图象非常相似但物理意义截然不同解答问题时首先加以区别(2)振动图象和波动图象可以通过振幅、周期和波长的关系联系起来知识三波的特性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.多普勒效应考点一机械波的形成
2、与传播一、波的传播方向和质点振动方向判断图12221若已知某时刻A点振动方向向上,则波向x轴负方向传播2若已知波向x轴正方向传播,则该时刻B点向上振动二、由t时刻的波形确定tt时刻的波形图12231波向右传播tT的时间和向左传播tT的时间波形相同2若tT,可以采取“舍整取零头”的办法(2013福建高考)如图,t0时刻,波源在坐标原点从平衡位置沿y轴正向开始振动,振动周期为0.4 s,在同一均匀介质中形成沿x轴正、负两方向传播的简谐横波下图中能够正确表示t0.6 s时波形的图是()【解析】根据波动与振动的关系分析波的图象根据波的传播的周期性,t0.6 s时的波形是波源振动1个周期形成的,此时波源在坐标原点从平衡位置向y轴负方向振动,由波的传播方向与质点的振动方向的关系知选项C正确【答案】C考点二振动图象和波动图象的对比应用振动图象波动图象图象物理意义表示一个质点在各时刻的位移表示某时刻各质点的位移图象信息(1)质点振动周期(2)质点振幅(3)各时刻质点位移(4)各时刻速度、加速度方向(1)波长、振幅(2)任意一质点此刻的位移(3)任意一质点在该时刻加速度方向(4)传播方向、振动方向的互判
3、1个示范例图1224(多选)(2013天津高考)一列简谐横波沿直线传播,该直线上平衡位置相距9 m的a、b两质点的振动图象如图1224所示,下列描述该波的图象可能正确的是()【解析】根据振动图象、波动规律解决问题根据yt图象可知,a、b两质点的距离为n或n,即n9 m或n9 m(n0,1,2,3,)解得波长 m或 m即该波的波长36 m、7.2 m、4 m或12 m、 m、 m,选项A、B、C、D的波长分别为4 m、8 m、12 m、16 m,故选项A、C正确,选项B、D错误【答案】AC1个预测例一简谐横波沿x轴正向传播,t0时刻的波形如图1225(a)所示,x0.30 m处的质点的振动图线如图1225(b)所示,该质点在t0时刻的运动方向沿y轴_(填“正向”或“负向”)已知该波的波长大于0.30 m,则该波的波长为_m.图1225【解析】依据振动图象描述的是同一质点不同时刻的运动特征可知t0时刻质点运动方向沿y轴正向因为横波沿x轴正向传播且波长大于0.30 m,则0.3 m,解得0.8 m(对应P点)【答案】正向0.8考点三波的多解问题的处理方法一、造成波动问题多解的主要因素1周期性
4、(1)时间周期性:时间间隔t与周期T的关系不明确(2)空间周期性:波传播距离x与波长的关系不明确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二、解决波的多解问题的思路一般采用从特殊到一般的思维方法,即找出一个周期内满足条件的关系t或x,若此关系为时间,则tnTt(n0,1,2);若此关系为距离,则xnx(n0,1,2)1个示范例如图1226甲所示,一列机械横波沿ab直线向右传播,已知a、b两点间的距离为1 m,a、b两点的振动情况如图乙所示,下列说法中正确的是()图1226A波速可能是 m/sB波速可能大于1 m/sC波长可能是 m D波长可能大于4 m【解析】由振动图象可知,T4 s,由题意结合a、b两点的振动情况可得,(n)1 m,解得, m(n0,1,2),选项C正确,D错误;波速可能值是v m/s(n0,1,2),选项A、B错误【答案】C1个预测例一列简谐横波在t0时刻的波形如图1227中的实线所示,t0.02 s时刻的波形如图中虚线所示若该波的周期T大于0.02 s,则该波的传播速度可能是()图1227A2 m/s B3 m/s C
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