高考物理一轮复习第十四单元机械振动与机械波第2讲机械波学案新人教版

第2讲机械波

考纲考情核心素养

►机械波、横波和纵波Ⅰ►横波的图象Ⅱ

►波速、波长和频率(周期)的关系Ⅰ

►波的干涉和衍射现象Ⅰ

►多普勒效应Ⅰ

►机械波、横波、纵波、波长、频率、

波速、波的干涉和衍射、多普勒效应.

物理观念

全国卷5年12考

高考指数★★★★★

►振动图象和波动图象的求解方法.科学思维知识点一机械波横波和纵波

知识点二波速、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.

知识点三波的图象

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．

知识点四波的干涉和衍射现象多普勒效应

1．波的干涉和衍射

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:观察者感到频率发生变化．

(3)实质:波源频率不变,观察者接收到的频率变化．

1．思考判断

(1)在机械波中各质点不随波的传播而迁移．( √)

(2)通过波的图象可以找出任一质点在任意时刻的位移．( ×)

(3)机械波在传播过程中,各质点振动的周期、起振方向都相同．( √)

(4)机械波在一个周期内传播的距离就是振幅的4倍．( ×)

(5)波速表示介质中质点振动的快慢．( ×)

(6)两列波在介质中叠加,一定产生干涉现象．( ×)

2．(多选)简谐横波某时刻的波形如图所示．P为介质中的一个质点,波沿x轴的正方向

传播．以下说法正确的是( CD )

A ．质点P 此时刻的速度沿x 轴的正方向

B ．质点P 此时刻的加速度沿y 轴的正方向

C ．再过半个周期时,质点P 的位移为负值

D ．经过一个周期,质点P 通过的路程为4A

解析:波沿x 轴正方向传播,波形向右平移,可知P 点正沿y 轴正方向运动,A 错误；加速度总是与位移方向相反,所以加速度沿y 轴的负方向,B 错误；再过半个周期时P 点运动到关于

x 轴对称的位置,位移为负值,C 正确；经过一个周期,质点通过的路程都为4A ,D 正确．

3．(多选)以下关于波的衍射的说法,正确的是( CD ) A ．波遇到障碍物时,一定会发生明显的衍射现象

B ．当障碍物的尺寸比波长大得多时,会发生明显的衍射现象

C ．当孔的大小比波长小时,会发生明显的衍射现象

D ．通常讲话产生的声波,经过尺寸为1 m 左右的障碍物时会发生明显的衍射现象 解析:所有波都能发生衍射现象,当缝、孔或障碍物的尺寸跟波长相差不多或比波长更小时,会发生明显的衍射现象,人通常讲话产生的声波的波长为1 m 左右,所以选项C 、D 正确．

4．(多选)关于机械振动与机械波,下列说法正确的是( ADE ) 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 ＝λ

T

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．

5．(多选)下列关于两列波相遇时叠加的说法中正确的是( BCD ) A ．相遇之后,振幅小的一列波将减弱,振幅大的一列波将加强 B ．相遇之后,两列波的振动情况与相遇前完全相同

C ．在相遇区域,任一点的总位移等于两列波分别在该点引起的位移的矢量和

D ．几个人在同一房间说话,相互间听得清楚,这说明声波在相遇时互不干扰

E ．相遇之后,振动加强区域内质点的位移始终最大

解析:两列波相遇时,每一列波引起的振动情况都保持不变,而质点的振动情况由两列波共同作用的结果决定,故A 错误,B 、C 正确；几个人在同一房间内说话,发出的声波在空间中相互叠加后,每列波的振幅和频率并不改变,所以声波传到人的耳朵后,仍能分辨出不同的人所说的话,故选项D 正确；两列波相遇后,振动加强区域内质点的振幅最大,振动的位移仍随时间发生周期性变化,故E 错误．

考点1 波的形成与传播

1．波的形成

(1)机械振动在介质中的传播,形成机械波．

(2)介质中每个质点都做受迫振动,因此,任一质点的振动频率和周期都和波源的振动频率和周期相同．

2．波的传播特点

(1)当介质中有机械波传播时,质点本身并不随波迁移,只是在平衡位置附近往复运动,机械波向外传播的只是机械振动这种运动形式．

(2)波在传播振动这种运动形式的同时,也将波源的能量传递出去．波是传播能量的一种重要方式．

(3)波传到任意一点,该点的起振方向都和波源的起振方向相同．

(4)波源经过一个周期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 ＝λT

＝λf .

如图所示,A 、B 、C 、D 、E 是均匀介质中x 轴上的五个点,相邻两点

的间距为1 m,一列简谐横波以5 m/s 的速度沿x 轴正方向传播,在t ＝0时刻到达质点A 处,质点A 由平衡位置开始竖直向下振动,其振幅为10 cm,周期为0.8 s.

(1)求该简谐波的波长； (2)画出t ＝0.6 s 时的波形图；

(3)求自t ＝0时刻起到质点E 到达波峰所需的时间．