2013届高考精品复习课件：选修3-4第12章第2节机械波
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高中物理第12章机械波12.2波的图象课件新人教版选修3_4-推荐ppt版本
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【解析】选B。因波沿x轴正方向传播,由乙图可得在 t=1s时刻,质点在平衡位置,以后质点向y轴负方向运动, 由图甲波动图线向x轴正方向传播可判断x=2m处的质点 在平衡位置,正沿y轴负方向运动,故B对,A、C、D错。
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【解析】选C、D。由“上下坡法”确定,D点的速度方 向向上,E点速度方向向下,A点速度方向向下,C点速度 方向向上,故A、B错误;而质点B、C都向上振,都要先到 最大位移处再回到平衡位置,但C落后于B,则B比C先回 到平衡位置,故C项正确;质点的加速度方向与位移方向 相反,与传播方向无关,故D正确。
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4.(多选)一简谐横波在x轴上传播,在 某一时刻的波形图如图所示,已知此时 质点F的运动方向向下,则 ( ) A.此波沿x轴负方向传播 B.质点D此时向下运动 C.质点B将比质点C先回到平衡位置 D.质点E的振幅为零
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【解析】选A、B。F点向下振动,应处于上坡,故波向左 传播,得B位于下坡,D处于上坡,则B先向上运动,D先向 下运动,E点此时刻位移为零,但振幅不能为零,综合可 知A、B正确。
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【典题过关】 【典例】(2018·杭州高二检测)一列沿x轴正方向传播 的横波在某一时刻的波形图象如图所示,已知波的传播 速率是16m/s。 (1)指出这列波中质点振动的振幅是多少。 (2)画出再经过0.125s时的波形图象。
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【正确解答】(1)由图象可以看出,质点振动的最大位 移大小是10cm,因此振幅是10cm。(2)再经0.125s波形 沿x轴正方向移动的距离为Δ x=vΔ t=16×0.125m=2 m, 所以再经过0.125 s后的波形图象如图中的虚线所示。
人教版高中物理选修3-42第十二章机械波 全单元课程同步课件精品
3．波长由什么决定？ 波长则决定于v和T。波从一种介质进入另一种介质波速发生变化，周期不变，波长
发生变化；波在同一介质中传播，当周期发生变化，波长也发生变化。
17
课堂练习
C 关于简谐波说法中正确的是（
）
A．两个振动情况完全相同的质点之间的距离是一个波长
B．任意两个波峰或波谷之间的距离叫波长
C．波动在一周期内向前传播的距离等于波长
反映振动在介质中传播的快慢程度. 3、几点说明
(1)波速的大小由介质的性质决定，同一列波在不同介质中传播速度不同。
(2)一列波在同一均匀介质中是匀速传播的 (3)要区分波速与质点振动速度的含义
15
四、波长、周期（或频率）和波速的关系
v 或v f
T
(1)波速等于波长和频率的乘积. (2)经过一个周期，振动在介质中传播的距离等于一个波长
③各质点刚开始振动的方向相同．
5．波是传递能量的一种方式
波向外传播的是振动的形式(向外传递信息和能量8 )
课堂练习 一列横波沿绳子向右传播，某时刻绳子形
成如图所示的形状，对此时绳上A、B、C、D、E、
F六个质点（ AD ）
A．它们的振幅相同 B．质点D和F的速度方向相同 C．质点A和C的速度方向相同 D．从此时算起，质点B比C先回到平衡位置
注意: 有振动不一定存在波，有波一定存在振动
7
三、机械波
4．机械波向外传播是振动形式的传播，介质中各 质点不随波发生迁移． （1）当波在介质中传播时，各个质点均在自己 的平衡位置附近振动． （2）在波的传播方向上各质点依次开始振动．
①各质点振动周期相同 （由振源决定，即与振源振动周期相同）
②各质点振幅相同（不考虑能量损失时）
发生变化；波在同一介质中传播，当周期发生变化，波长也发生变化。
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课堂练习
C 关于简谐波说法中正确的是（
）
A．两个振动情况完全相同的质点之间的距离是一个波长
B．任意两个波峰或波谷之间的距离叫波长
C．波动在一周期内向前传播的距离等于波长
反映振动在介质中传播的快慢程度. 3、几点说明
(1)波速的大小由介质的性质决定，同一列波在不同介质中传播速度不同。
(2)一列波在同一均匀介质中是匀速传播的 (3)要区分波速与质点振动速度的含义
15
四、波长、周期（或频率）和波速的关系
v 或v f
T
(1)波速等于波长和频率的乘积. (2)经过一个周期，振动在介质中传播的距离等于一个波长
③各质点刚开始振动的方向相同．
5．波是传递能量的一种方式
波向外传播的是振动的形式(向外传递信息和能量8 )
课堂练习 一列横波沿绳子向右传播，某时刻绳子形
成如图所示的形状，对此时绳上A、B、C、D、E、
F六个质点（ AD ）
A．它们的振幅相同 B．质点D和F的速度方向相同 C．质点A和C的速度方向相同 D．从此时算起，质点B比C先回到平衡位置
注意: 有振动不一定存在波，有波一定存在振动
7
三、机械波
4．机械波向外传播是振动形式的传播，介质中各 质点不随波发生迁移． （1）当波在介质中传播时，各个质点均在自己 的平衡位置附近振动． （2）在波的传播方向上各质点依次开始振动．
①各质点振动周期相同 （由振源决定，即与振源振动周期相同）
②各质点振幅相同（不考虑能量损失时）
人教版高中物理选修3-4第十二章机械波复习优质 课件
考基自主落实 核心考点透析 高考快乐体验 活页限时训练
如图1－2－1所示，S1、S2为水波槽中的两个波源，它们分 1． 别激起两列水波，图中实线表示波峰，虚线表示波谷．已 知两列波的波长λ1＜λ2，该时刻在P点为两列波的波峰与波 峰相遇，则以下叙述正确的是 ( )．
图1－2－1
考基自主落实
核心考点透析
一完整曲线 对应横坐标
核心考点透析
高考快乐体验
活页限时训练
3. 波长、波速、频率及其关系 (1)波长 相同 的两个相邻质点间的距 在波动中，振动相位总是_____ 离，用λ表示． (2)波速 介质本身的性质决定． 波在介质中的传播速度．由_____ (3)频率 波源 决定，等于_____ 波源 的振动频率． 由_____ (4)波长、波速和频率的关系
2．传播特点
考基自主落实
核心考点透析
高考快乐体验
活页限时训练
波源的 (2)介质中各质点的振幅相同，振动周期和频率都与_______ 振动周期和频率相同． 4A ， (3)一个周期内，质点完成一次全振动，通过的路程为___ 零 位移为___. 机械波的分类 3． 垂直 的波， (1)横波：质点的振动方向与波的传播方向相互_____ 波谷 凹部)． 波峰 凸部)和_____( 有_____( 同一直线 的 (2)纵波：质点的振动方向与波的传播方向在_________ 密部 和_____. 疏部 波，有_____
波的图象 某时刻所有质点相 对平衡位置的位移
图象意义 图象特点
Байду номын сангаас
图象信息
图象变化
(1)振动周期、振幅 (2)各时刻质点的位移、速 度、加速度(包括大小、方 向) 随时间推移图象延续，但 原有形状不变 一个周期
如图1－2－1所示，S1、S2为水波槽中的两个波源，它们分 1． 别激起两列水波，图中实线表示波峰，虚线表示波谷．已 知两列波的波长λ1＜λ2，该时刻在P点为两列波的波峰与波 峰相遇，则以下叙述正确的是 ( )．
图1－2－1
考基自主落实
核心考点透析
一完整曲线 对应横坐标
核心考点透析
高考快乐体验
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3. 波长、波速、频率及其关系 (1)波长 相同 的两个相邻质点间的距 在波动中，振动相位总是_____ 离，用λ表示． (2)波速 介质本身的性质决定． 波在介质中的传播速度．由_____ (3)频率 波源 决定，等于_____ 波源 的振动频率． 由_____ (4)波长、波速和频率的关系
2．传播特点
考基自主落实
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波源的 (2)介质中各质点的振幅相同，振动周期和频率都与_______ 振动周期和频率相同． 4A ， (3)一个周期内，质点完成一次全振动，通过的路程为___ 零 位移为___. 机械波的分类 3． 垂直 的波， (1)横波：质点的振动方向与波的传播方向相互_____ 波谷 凹部)． 波峰 凸部)和_____( 有_____( 同一直线 的 (2)纵波：质点的振动方向与波的传播方向在_________ 密部 和_____. 疏部 波，有_____
波的图象 某时刻所有质点相 对平衡位置的位移
图象意义 图象特点
Байду номын сангаас
图象信息
图象变化
(1)振动周期、振幅 (2)各时刻质点的位移、速 度、加速度(包括大小、方 向) 随时间推移图象延续，但 原有形状不变 一个周期
第十二章选修3-4 第2节 机械波
答案：B
物理
质量铸就品牌 品质赢得未来
第 2节
机械波
结束
要点三 3 典例：解析：(1)波向右传播时，传播距离 Δx 满足 Δx＝kλ＋ λ(k 8 ＝0,1,2,3…) Δx 由 Δt＝ v 知 3 传播时间满足 Δt＝kT＋ T(k＝0,1,2,3…) 8 由于 3T＜t2－t1＜4T 因此 k 取 3 3 故 Δt＝3T＋ T 8 由波形图知 λ＝8 m
物理
质量铸就品牌 品质赢得未来
第 2节
机械波
结束
2．解析：当 Q 点在 t＝0 时的振动状态传播到 P 点时，波形图如图中虚线所示。此时， 1 cm< x<3 cm 范围内的质点分布在波峰两 侧，两侧质点振动方向相反，A 项错；同一时刻，Q 处质 点达到波谷位置，加速度方向沿 y 轴正方向，B 项正确， C 项错；因为波的传播过程中，质点不随波迁移，D 项错。
答案：D
答案：D
物理
质量铸就品牌 品质赢得未来
第 2节
机械波
结束
[针对训练] 1． 解析： 由机械波沿 x 轴正方向传播， 利用“带动”原理可知， 质点 P 此时的振动方向沿 y 轴负方向，选项 A 错误；沿波 传播方向上各质点并不随波迁移， 而是在平衡位置附近做简 谐运动， 并且各质点振动的幅度相同， 即振幅相同， 选项 B、 D 均错误；根据波形图可知，波长 λ＝4 m，振幅 A＝5 cm， λ 已知 v＝4 m/s，所以 T＝v＝1 s，Δt＝3 s＝3T，质点 Q 通过 的路程是 12A＝60 cm＝0.6 m，所以选项 C 正确。 答案：C
物理
质量铸就品牌 品质赢得未来
第 2节机械波结束 Nhomakorabea(3)波速大小为 74 m/s 时，波在 Δt 时间内传播的距离为 Δx＝vΔt ＝74×0.5 m＝37 m＝(4λ＋5) m 所以波向左传播 答案：(1)54 m/s (2)58 m/s (3)波向左传播
2013年高考物理总复习重点精品课件：选修3-4-2机械波 63张
A．质点 M 对平衡位置的位移一定为负值 B．质点 M 的速度方向与对平衡位置的位移方向相同 C．质点 M 的加速度方向与速度方向一定相同 D．质点 M 的加速度方向与对平衡位置的位移方向相反
必考内容 选修3-4 第2讲
走向高考 ·高考一轮总复习 ·人教版 ·物理
[解析] 根据波的图象可知波长为 λ＝4m，根据波速可得 该波周期为 T＝vλ＝0.1s，则由图示状态再经过410s 即14T 后质 点 M 相对平衡位置的位移仍为正值，但正在向下振动，可知 其在 t＝410s 时的速度方向与其相对平衡位置位移方向相反， 而与加速度方向相同，选项 AB 错误、CD 正确。
必考内容 选修3-4 第2讲
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(2)对波速的理解 ①机械波在均匀介质中匀速传播，波速就是指波在介质 中的传播速度。 ②同一类机械波在同一种均匀介质中的传播速度是一个 定值，波速的大小完全由介质来决定，和波的频率无关。 ③注意区别：波的传播速度与波源的振动速度是两个不 同的概念。 ④纵波和横波的传播速度是不同的。
走向高考 ·高考一轮总复习 ·人教版 ·物理
选修 3-4
选考内容 选修3-4
走向高考 ·高考一轮总复习 ·人教版 ·物理
第2讲 机 械 波
必考内容 选修3-4 第2讲
走向高考 ·高考一轮总复习 ·人教版 ·物理
考点体验 题型突破 课后强化作业
必考内容 选修3-4 第2讲
走向高考 ·高考一轮总复习 ·人教版 ·物理
必考内容 选修3-4 第2讲
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2．波的分类 (1)横波：质点的振动方向与 传播方向垂直，突起部分叫 波峰， 凹陷 部分叫波谷。 (2)纵波：质点的振动方向与波的传播方向在一条直线 上， 质点分布密的叫 密部 ，质点分布疏的叫 疏部 。
必考内容 选修3-4 第2讲
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[解析] 根据波的图象可知波长为 λ＝4m，根据波速可得 该波周期为 T＝vλ＝0.1s，则由图示状态再经过410s 即14T 后质 点 M 相对平衡位置的位移仍为正值，但正在向下振动，可知 其在 t＝410s 时的速度方向与其相对平衡位置位移方向相反， 而与加速度方向相同，选项 AB 错误、CD 正确。
必考内容 选修3-4 第2讲
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(2)对波速的理解 ①机械波在均匀介质中匀速传播，波速就是指波在介质 中的传播速度。 ②同一类机械波在同一种均匀介质中的传播速度是一个 定值，波速的大小完全由介质来决定，和波的频率无关。 ③注意区别：波的传播速度与波源的振动速度是两个不 同的概念。 ④纵波和横波的传播速度是不同的。
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选修 3-4
选考内容 选修3-4
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第2讲 机 械 波
必考内容 选修3-4 第2讲
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考点体验 题型突破 课后强化作业
必考内容 选修3-4 第2讲
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必考内容 选修3-4 第2讲
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2．波的分类 (1)横波：质点的振动方向与 传播方向垂直，突起部分叫 波峰， 凹陷 部分叫波谷。 (2)纵波：质点的振动方向与波的传播方向在一条直线 上， 质点分布密的叫 密部 ，质点分布疏的叫 疏部 。
高考物理一轮总复习 选修部分 第12章 机械振动 机械波 第2讲 机械波课件(选修3-4)
4．[振动图象与波动图象] [2013·天津高考](多选)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右图所示，下列描述该波的图象可能正确的是( )
解析 根据 y-t 图象可知，a、b 两质点的距离为 nλ＋14λ 或 nλ＋34λ，即 nλ＋14λ＝9 m 或 nλ＋34λ＝9 m(n ＝0,1,2,3，…)解得波长 λ＝4n3＋6 1 m 或 λ＝4n3＋6 3 m。
3．[机械振动与机械波的关系]用手握住较长软绳的一端连续上下抖动，形成一列简谐横波。某一时刻 的波形如图所示，绳上 a、b 两质点均处于波峰位置。下列说法正确的是( )
A．a、b 两点之间的距离为半个波长 B．a、b 两点振动开始时刻相差半个周期 C．b 点完成全振动次数比 a 点多一次 D．b 点完成全振动次数比 a 点少一次 解析 相邻的两个波峰之间的距离为一个波长，A 错误。波在一个周期内向前传播的距离为一个波 长，a 点比 b 点早振动一个周期，完成全振动的次数也比 b 点多一次，故 B、C 错误，D 正确。
二、对点激活 1．[机械波的特点](多选)一振动周期为 T、振幅为 A、位于 x＝0 点的波源从平衡位置沿 y 轴正向开始 做简谐振动。该波源产生的一维简谐横波沿 x 轴正向传播，波速为 v，传播过程中无能量损失。一段时间 后，该振动传播至某质点 P，关于质点 P 振动的说法正确的是( ) A．振幅一定为 A B．周期一定为 T C．速度的最大值一定为 v D．开始振动的方向沿 y 轴向上或向下取决于它离波源的距离 E．若 P 点与波源距离 s＝vT，则质点 P 的位移与波源的相同 解析 机械波在传播过程中，把波源的信息传播出去了，即把波源的振动周期、振幅、开始振动的方 向等信息都传播出去，各质点的振动周期、振幅、开始振动的方向均与波源相同，故 D 错误，A、B 正确。 波的传播速度和质点的振动速度是两回事，故 C 错误。当 P 点与波源距离 s＝vT 时，即 P 点与波源相差 一个波长，两质点的振动情况完全一样，故 E 正确。
2013届高考物理一轮复习课件：12.2机械波（人教版选修3-4）
1．机械波 (1)定义：机械振动在介质中的传播 ． (2)产生条件：① 有机械振动 (振源)；② 有介质 ． (3)分类：①横波；②纵波． (4)特点 ①机械波传播的是 运动的形式 ， 质 点 只 在 各 自 的 平 衡位置附近振动，并不随波 迁移 ． ②波不但传递能量，而且可以传递 信息 ．
2．描述波的物理量 (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，叫做波长，通常用λ表示． (2) 频 率 ： 在 波 动 中 ， 各 个 质 点 的 振 动 频 率 都 是 相 同 的，它们都等于 振源的频率 ． (3)波速 波在介质中传播的速度，机械波的波速大小由介质决 定． (4)波长、频率和波速的关系：v＝ ＝ λf .
考点三 波的干涉与波的衍射的比较
内容 衍射和干涉
定义
现象
可观察到现 象的条件
相同点
波的衍射 波的干涉
波可以绕过障碍 物继续传播的现象
波能偏离 直线而传到 直线传播以 外的空间
频率相同的两列 波叠加，使某些区 域的振动加强，某 些区域的振动减弱， 而且加强和减弱的 区域相间分布的现 象
出现振动 强弱相间的 区域．某些 区域总是加 强，某些区 域总是减弱
【答案】 B、C、D 【技巧点拨】 关于波的干涉，要正确理解稳定的干涉 图样是表示加强区和减弱区的相对稳定，但是加强区和减弱 区还是在做振动，发生变化的是振幅增大和减小的区别，而 且波形图沿着波的传播方向在推进．
【即时巩固3】（2011·上海高考）两波源S1、S2在水槽 中形成的波形如图所示，其中实线表示波峰，虚线表示波
谷，则（ ）
A.在两波相遇的区域中会产生干涉
B.在两波相遇的区域中不会产生干涉
C.a点的振动始终加强
2．描述波的物理量 (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，叫做波长，通常用λ表示． (2) 频 率 ： 在 波 动 中 ， 各 个 质 点 的 振 动 频 率 都 是 相 同 的，它们都等于 振源的频率 ． (3)波速 波在介质中传播的速度，机械波的波速大小由介质决 定． (4)波长、频率和波速的关系：v＝ ＝ λf .
考点三 波的干涉与波的衍射的比较
内容 衍射和干涉
定义
现象
可观察到现 象的条件
相同点
波的衍射 波的干涉
波可以绕过障碍 物继续传播的现象
波能偏离 直线而传到 直线传播以 外的空间
频率相同的两列 波叠加，使某些区 域的振动加强，某 些区域的振动减弱， 而且加强和减弱的 区域相间分布的现 象
出现振动 强弱相间的 区域．某些 区域总是加 强，某些区 域总是减弱
【答案】 B、C、D 【技巧点拨】 关于波的干涉，要正确理解稳定的干涉 图样是表示加强区和减弱区的相对稳定，但是加强区和减弱 区还是在做振动，发生变化的是振幅增大和减小的区别，而 且波形图沿着波的传播方向在推进．
【即时巩固3】（2011·上海高考）两波源S1、S2在水槽 中形成的波形如图所示，其中实线表示波峰，虚线表示波
谷，则（ ）
A.在两波相遇的区域中会产生干涉
B.在两波相遇的区域中不会产生干涉
C.a点的振动始终加强
高中物理选修3---4第十二章《机械波》全章新课教学课件
思考：
简谐运动的研究对象有什么特点？
※单个质点或能 够看为质点的 单个物体。
思考：
如果做机械振动的质点与它周围空间的其他质点间有力的 作用，它的振动对周围质点会不会有影响？
※引起其他质点 的振动。
思考：
周围空间的其他质点的振动究竟是一种什么运动？
※其他质点发生 的是受迫振动。
一、机械波： 1.定义:机械振动在介质中的传播形成机械波. 2.产生条件: ①波源: 保持持续振动并引起其他质点振动的物体. 可以认为是第一个开始振动的质点. ②介质: 指传播机械波的物质。
选修3—4 第十二章《机械波》
第一节： 第二节： 第三节： 第四节： 第五节： 第六节：
全章新课教学课件
《波的形成和传播》 《波的图象》 《波长、频率和波速》 《波的衍射和干涉》 《多普勒效应》 《惠更斯原理》
选修3—4 第十二章 机械波
§12.1 波的形成和传播
复习回忆
自运动学角度看简谐运动：
§12.2 波的图象
复习回忆
问题1：机械波是怎样形成的？
介质可以看成是由大量的质点构成的，两相 邻的质点之间都有相互的作用力，介质上的某一 质点在波源的作用下发生振动时，就会带动与它 相邻的质点振动，这些质点的振动又会带动各自 周围的质点发生振动，这样振动就在介质中由近 及远的传播形成机械波。
复习回忆
2.沿波传播的方向，介质中 各质点由波源开始由近及远 振动；
3.介质中各质点只在各自的平衡位置附近振 动，质点并不会随波迁移；
4.介质中各质点的起振方向均相同，均与波 源的起振方向一致，且振动的T与f也与波源 一致。
【例题】日常生活中,发现皮球掉入池塘 中,能否通过往池塘丢入石块,借助石块激 起的水波将球冲到岸边吗?
高中物理新课标选修3-4课件 第12章 机械波 12.6
Байду номын сангаас
2.说明： (1)频率f由波源决定，故无论是反射波的频率还是折射波的频率 都与入射波的频率，即与波源的振动频率相同． (2)波速v由介质决定，因反射波与入射波在同一介质中传播，故 波速不变，而折射波与入射波在不同介质中传播，所以波速变化． (3)据v＝λf知，波长λ与v及f有关，即与介质和波源有关，反射波 与入射波在同一介质中波速相同，频率相同，故波长相同．折射波与 入射波在不同介质中传播，v不同，f相同，故λ不同．
2．波的分类 (1)球面波：波面是球面的波．如空气中的声波． (2)平面波：波面是平面的波．如水波．
二、惠更斯原理 1．内容：介质中任一波面上的各点，都可以看做发射子波的波 源，其后任意时刻，这些子波在波前进方向上的包络面就是新的波 面． 2．解释现象的过程：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，从而可确定波的传播方向．
1 新情境· 激趣引航 第一次听到隐形飞机的人一定会认为，隐形飞机就是让我们看不 见的飞机，其实不然，隐形飞机只是不能让雷达发现．如何不被雷达 发现？这得从其技术原理说起．雷达的测量方法是先发出高频电磁 波，当有物体存在时，物体会把这个电磁波反射回去．雷达设有接收 装置，再根据物体的回波就可以发现物体．在飞机研制过程中设法降 低雷达的可探测性，使之不易被敌方的雷达等防空探测器早期发现， 从而实施拦截、跟踪和攻击．
如图，以O为球心的球面波在时刻t的波面为γ，按照惠更斯原 理，γ面上每个点都是子波的波源．设各个方向的波速都是v，在Δt时 间之后各子波的波面如图中虚线所示，虚线圆的半径是vΔt，γ′是这 些子波波面的包络面，它就是原来球面波的波面γ在时间Δt后的新位 置．可以看出，新的波面仍是一个球面，它与原来球面的半径之差为 vΔt，表示波向前传播了vΔt的距离．
2.说明： (1)频率f由波源决定，故无论是反射波的频率还是折射波的频率 都与入射波的频率，即与波源的振动频率相同． (2)波速v由介质决定，因反射波与入射波在同一介质中传播，故 波速不变，而折射波与入射波在不同介质中传播，所以波速变化． (3)据v＝λf知，波长λ与v及f有关，即与介质和波源有关，反射波 与入射波在同一介质中波速相同，频率相同，故波长相同．折射波与 入射波在不同介质中传播，v不同，f相同，故λ不同．
2．波的分类 (1)球面波：波面是球面的波．如空气中的声波． (2)平面波：波面是平面的波．如水波．
二、惠更斯原理 1．内容：介质中任一波面上的各点，都可以看做发射子波的波 源，其后任意时刻，这些子波在波前进方向上的包络面就是新的波 面． 2．解释现象的过程：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，从而可确定波的传播方向．
1 新情境· 激趣引航 第一次听到隐形飞机的人一定会认为，隐形飞机就是让我们看不 见的飞机，其实不然，隐形飞机只是不能让雷达发现．如何不被雷达 发现？这得从其技术原理说起．雷达的测量方法是先发出高频电磁 波，当有物体存在时，物体会把这个电磁波反射回去．雷达设有接收 装置，再根据物体的回波就可以发现物体．在飞机研制过程中设法降 低雷达的可探测性，使之不易被敌方的雷达等防空探测器早期发现， 从而实施拦截、跟踪和攻击．
如图，以O为球心的球面波在时刻t的波面为γ，按照惠更斯原 理，γ面上每个点都是子波的波源．设各个方向的波速都是v，在Δt时 间之后各子波的波面如图中虚线所示，虚线圆的半径是vΔt，γ′是这 些子波波面的包络面，它就是原来球面波的波面γ在时间Δt后的新位 置．可以看出，新的波面仍是一个球面，它与原来球面的半径之差为 vΔt，表示波向前传播了vΔt的距离．
高中物理选修3-4机械波ppt课件
3．两质点间关系不确定形成多解 在波的传播方向上，如果两个质点间的距离不确定或者两者 相位之间关系不确定，就会形成多解。若不能联想到所有可能性 情况，就会出现漏解。
[典例指津] 如图所示，实线和虚线分别为某种波在 t 时刻 和 t＋Δt 时刻的波形曲线。B 和 C 是横坐标分别为 d 和 3d 的两 个质点。下列说法中正确的是( )
ห้องสมุดไป่ตู้
答案：如解析图所示。
专题2 关于机械波的多解问题 波的传播和介质各质点的振动之间有着密切的内在联系。在 求解这类问题时，如果质点振动或波的传播方向不确定或波的传 播时间或距离不确定等，就容易出现多解的现象；如果同学们在 解题中又不能透彻全面地分析题意，合理地使用已知条件，就会 造成解答不完整，或是用特解代替通解的现象。
解析：由振动图象知周期 T＝4 s。 由题图可得出 P、Q 两点振动的时间间隔为 Δt＝(n＋34)T，n＝0,1,2,3… 两点平衡位置的间距 Δx＝(n＋34)λ，n＝0,1,2,3… 欲画最大波速情况下的波形，由 v＝λ/T 知，波长需最长。 当 n＝0 时，波长最大，此时 λm＝43Δx＝2 m，故 t＝0 时的波形 如图所示。
A．这列波的速度一定是 10 m/s B．这列波的周期一定是 3 s C．这列波的波长可能是 24 m D．这列波的频率可能是 1.25 Hz
解析：由经过 3 s，波传播了 30 m，可知波速 v＝ΔΔxt ＝330 m/s ＝10 m/s。A 正确，由于 a 点振动到最高点，b 恰好在平衡位置， 经过 3 s，a 点在平衡位置，b 恰好在最高点，所以 a、b 间可能 有：(14＋n)个或(34＋n)个波形，即14λ＋nλ＝30 或34λ＋nλ＝30。在14 λ＋nλ＝30 系列解中，n＝1 时，λ＝24 m，C 正确；而周期的可
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四、波的特有现象
1. 衍射
(1)定义: 波可以绕过障碍物继续传播
的现象.
(2)产生明显衍射现象的条件是: 障碍物或孔的尺寸比波长小 ________________________________ 或与波长相差不多 ________________________________.
2. 波的叠加
定义: 几列波相遇时, 每列波都能够保
图像
方法 (2)“上、下坡”法 沿着波的传播方向看, 上坡的点向下振动, 下 坡的点向上振动, 即“ 上坡下、下坡上” 例如: 图中A点向上振 动, B点向下振动, C点 向上振动
图像
方法 (3)逆向描迹法 逆着波的传播方向用铅 笔描波形曲线, 笔头向 上动, 质点的振动方向 向上, 笔头向下动, 质点 的振动方向就向下
(2)产生稳定的干涉现象的两个必要条 两列波的频率相同 件:_____________________________, 两个波源的相位差保持不变 ________________________________.
4. 多普勒效应
(1)定义: 由于波源跟观察者之间有相
对运动, 使观察者感受到波的频率发
有符合干涉条件的两列波相遇时才能
产生干涉现象.(3)任何波都能发生衍
射现象, 而发生明显的衍射需要一定
的条件.
2. 多普勒效应的几点注意 (1)发生多普勒效应时, 波源的真实频 率不会发生任何变化, 只是观察者接
收到的频率发生了变化.
(2)观察者接收到的频率发生变化的原
因是观察者与波源之间有相对运动.
要点透析直击高考
一、振动图像与波动图像的比较
振动图像 研究 对象 一振动质点 波动图像 沿波传播方向所 有质点
研究 一质点位移随 某时刻所有质点 内容 时间变化规律 的空间分布规律
振动图像
波动图像
图 像
振动图像 物 理 意 义 表示同一质点 在各时刻的位 移
波动图像
表示某时刻各 质点的位移
振动图像 (1)质点振动周期 (2)质点振幅 (3)各时刻质点位 移 (4)各时刻质点速 度、加速度方向
个时刻的波形相同.
波的干涉问题
高考海南卷)如图12－2－5 例2 (2010·
为某一报告厅主席台的平面图, AB是
讲台, S1、S2是与讲台上话筒等高的喇
叭, 它们之间的相互位置和尺寸如图
所示.
报告者的声音放大后经喇叭传回话筒 再次放大时可能会产生啸叫. 为了避免 啸叫, 话筒最好摆放在讲台上适当的位
波的传播 (1)横波: 质点的振动方向与_________ 方向 _______相互垂直的波, 凸起部分叫波 峰, __________部分叫波谷. 凹陷 (2)纵波: 质点的振动方向与波的传播 一条直线 方向在___________上, 质点分布密的 密部 疏部 叫_______, 质点分布疏的叫_______.
所示, 其中实线表示波峰, 虚线表示波
谷, 则( )
图12－2－3
A. 在两波相遇的区域中会产生干涉 B. 在两波相遇的区域中不会产生干涉 C. a点的振动始终加强
D. a点的振动始终减弱
解析: 选 B.由图知, 两列波的波长不相
等, 不满足波的干涉条件, 故B正确,
A、C、D错误.
பைடு நூலகம்
题型探究讲练互动
置, 在这些位置上两个喇叭传来的声音
因干涉而相消. 已知空气中声速为340
m/s.若报告人声音的频率为136 Hz, 问
讲台上这样的位置有多少个？
图12－2－5 【思路点拨】 讲台上适当的位置,
应满足两声波在该位置为振动减弱点, 然后确定加强点, 利用对称性, 再确定 减弱点.
【解析】
对应声频
f＝136 Hz 的声波的波长是 v λ＝ ＝2.5 m f
图12－2－6
式中 v＝340 m/s 是空气中的声速. 在图 中, O 是 AB 的中点, P 是 OB 上任一点, 将 λ S1P － S2P 表示为 S1P － S2P ＝k 2
式中 k 为实数. 当 k＝0,2,4, „时, 从两个 喇叭来的声波因干涉而加强; 当 k＝ 1,3,5, „时, 从两个喇叭来的声波因干涉 而相消. 由此可知, O 是干涉加强点; 对 于 B 点, λ S1B － S2B ＝20 m－15 m＝4 2
所以, B点也是干涉加强点. 因而O、B 之间有2个干涉相消点, 由对称性可知, AB上有4个干涉相消点.
持各自的状态继续传播而不互相干扰,
只是在重叠的区域里,
介质中的质点同时参与这几列波引起 的振动, 质点的位移等于这几列波单
矢量和 独传播时引起的位移的___________. 3. 干涉
(1)定义: 频率相同的两列波叠加, 使某 加强 些区域的振动_______, 某些区域的振 减弱 动________, 这种现象叫做波的干涉.
波动图像的应用
高考海南卷)一列简谐横波 例1 (2011·
在t＝0时的波形图如图12－2－4所示.
介质中x＝2 m处的质点P沿y轴方向做
简谐运动的表达式为y＝10sin(5πt) cm.
关于这列简谐波,下列说法正确的是 ( )
图12－2－4
A.周期为4.0 s B. 振幅为20 cm C. 传播方向沿x轴正向
波动图像 (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
图 像 信 息
振动图像
波动图像
形 记录着一个人一 记录着许多人某 象 段时间内活动的 时刻动作表情的 比 录像带 集体照片 喻
振动图像 波动图像 随时间推移 随时间推移, 图像延续, 但 图像变化 波形沿传播方 已有形状不 向平移 变 一完整曲 表示一个周 线占横坐 表示一个波长 期 标距离
三、波的干涉、衍射及多普勒效应 1. 波的干涉与波的衍射的比较
内容 项目
定义
现象
可观察到明显 相同点 现象的条件
频率相同的 两列波叠 加, 使某些 波的干涉 区域的振动 加强, 某些 区域的振动 减弱的现象
干涉图样稳 定, 振动强 干涉和 弱区域相间 两列波的频率 衍射是 分布, 加强 相同 波特有 区、减弱区 的现象 位置不变
二、波长、频率和波速 1. 波长 (1)定义: 在波的传播方向上, 两个相邻 的在振动过程中对平衡位置的位移总
_______的质点之间的距离叫做波长. 相等
(2)理解: ①在横波中, 两个相邻的波峰 (或波谷)间的距离等于波长; 在纵波中, 两个相邻的密部(或疏部)间的距离等 于波长. ②波的传播实质就是波形的平 移, 波形在一个周期内向前平移的距离 等于一个波长.
结合该时刻波形图可知波沿 x 轴正方向传 λ 播, 波长 λ＝4 m, 则波速 v＝ ＝10 m/s, T C、D 正确.
【答案】
CD
【方法引导】
波的图像描述在波的
传播方向上的介质中各质点在某时刻 离开平衡位置的位移. 简谐波的图像
是一条正弦或余弦曲线. 波的图像的
重复性, 相隔时间为周期整数倍的两
二、质点振动方向与波传播方向的互判
图像 方法 (1)微平移法 沿波的传播方向将波的图像进行一微小平 移, 然后由两条波形曲线来判断 例如: 波沿x轴正向传播, t时刻波形曲线如 图中实线所示. 将其沿v的方向移动一微小 距离Δx, 获得如图中虚线所示的图线 可以判定: t时刻质点A振动方向向下, 质点B振动方 向向上, 质点C振动方向向下
2. 频率
波源的振动频率即波的频率, 因为介
质各质点做受迫振动, 其振动是由波
源的振动引起的, 故各个质点的振动
频率都等于波源的振动频率, 不随介 质的不同而变化. 当波从一种介质进入另一种介质时, 不变 波的频率____________.
3. 波速 单位时间内某一波的波峰(或波谷)向前移 动的距离, 叫波速. 波速由介质决定. 同类波在同一种均匀介 x λ 质中, 波速是一个定值. 即 v＝ ＝ ＝λf. t T 式中 v 为波的传播速率, 即单位时间内振 动在介质中传播的距离; T 为振源的振动 周期, 常说成波的周期.
图像
方法
(4)同侧法 质点的振动方向与波的 传播方向在波的图像的 同一侧. 如图所示
即时应用 2.(2010· 高考安徽理综卷)一列沿x轴正 方向传播的简谐横波, 某时刻的波形
如图12－2－2所示. P为介质中的一个
质点, 从该时刻开始的一段极短时间
内, P的速度v和加速度a的大小变化情
况是( )
三、波的图像
1. 图像
在平面直角坐标系中, 用横坐标表示 平衡位置 介质中各质点的___________; 用纵坐 标表示某一时刻, 各质点偏离平衡位 位移 置的_________, 连接各位移矢量的末 端, 得出的曲线即为波的图像, 简谐波 正弦 的图像是________ (或余弦)曲线.
各质点 2. 物理意义: 某一时刻介质中_______ 相对平衡位置的位移.
第2节 机械波
基础梳理自学导引
一、机械波
1. 形成和产生条件
(1)机械振动在介质中的传播, 叫机械
波. 介质 简谐运动在______中的传播叫简谐波.
(2)形成: 介质可以看成是由大量质点 构成, 相邻质点间有相互作用力, 当介 质中的某一点发生振动时, 就会带动 它周围的质点振动起来, 形成机械波. (3)产生的条件: ①有波源, ②有介质. 2. 波的分类
(3)多普勒效应的两种情况
接收频率增大 ①波源不动 观察者背离波源运动 接收频率减小
观察者向波源运动
接收频率增大 ②观察者不动 波源背离观察者运动 接收频率减小
波源向观察者运动
即时应用 3. (2011· 高考上海单科卷)两波源S1、 S2在水槽中形成的波形如图12－2－3