2021版高考物理大一轮复习通用版课件：14.第2讲　机械波课件PPT

这是一份2021版高考物理大一轮复习通用版课件：14.第2讲　机械波课件PPT，共50页。PPT课件主要包含了基础落实，考点突破，随波迁移，机械波的分类，介质本身的性质，平衡位置，互相干扰，位移的矢量和，干涉图样，绕过障碍物等内容，欢迎下载使用。

知识点一　机械波、横波和纵波1．机械波的形成和传播(1)产生条件①有________．②有能传播振动的________，如空气、水、绳子等．(2)传播特点①传播振动形式、________和信息．②质点不________．③介质中各质点振动频率、振幅、起振方向等都与波源________．
知识点二　横波的图象　 1．坐标轴：横轴表示各质点的________，纵轴表示该时刻各质点的位移．如图．2．物理意义：表示在波的传播方向上，某时刻各质点离开________的位移．
知识点三　波的特有现象1．波的叠加观察两列波的叠加过程可知：几列波相遇时，每列波都能够保持各自的状态继续传播而不________，只是在重叠的区域里，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独传播时引起的________________．2．波的干涉和衍射
知识点四　多普勒效应1．定义：由于波源和观察者之间有________，使观察者感到波的频率________的现象．2．实质：声源频率________，观察者接收到的频率________．3．规律(1)波源与观察者如果相互靠近，观察者接收到的________；(2)波源与观察者如果相互远离，观察者接收到的________．(3)波源和观察者如果相对静止，观察者接收到的频率________波源的频率．
思考辨析(1)在机械波传播过程中，介质中的质点随波的传播而迁移．(　　)(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)波速v的大小由T、λ共同决定．(　　)
(7)两列波在介质中叠加，一定产生干涉现象．(　　)(8)两列波叠加时，加强区的质点振幅变大，质点一直处于位移最大值处．(　　)(9)一切波都能发生衍射现象．(　　)(10)发生多普勒效应时，波源的真实频率不会发生任何变化．(　　)
教材改编[人教版选修3－4·P28·T2改编]一列横波某时刻的波形如图所示，图乙表示介质中某质点的振动图象，若波沿x轴的正方向传播，图甲为t＝0时刻的波形图，图乙为哪点的振动图象(　　) A．K点 B．L点 C．M点 D．N点
2．波的传播方向与质点振动方向的互判方法
例1 [2020·全国卷Ⅲ34(1)][物理——选修3－4]如图，一列简谐横波平行于x轴传播，图中的实线和虚线分别为t＝0和t＝0.1 s时的波形图．已知平衡位置在x＝6 m处的质点，在0到0.1 s时间内运动方向不变．这列简谐波的周期为________ s，波速为________ m/s，传播方向沿x轴________(填“正方向”或“负方向”)．
练2　(多选)如图所示为一列简谐横波在某时刻的波形图，P是平衡位置为x＝1 m处的质点，Q是平衡位置为x＝4 m处的质点，若质点Q相继出现两个波峰的时间间隔为4 s，则下列说法正确的是(　　)A．该波的传播速度v＝2 m/sB．从图示计时，若P质点比Q质点先到达波峰，则波的传播方向沿x轴正向C．P、Q两质点的振动方向总是相反D．若波沿x轴负向传播，从图示时刻计时，至少要经过1.75 s P、Q两质点的位移才能相同E．若波沿x轴正向传播，从图示时刻计时，至少要经过0.25 s P、Q两质点的位移才能相同
练3　[2020河南顶尖名校5月联考]一列沿x轴负方向传播的简谐横波，在t＝0时刻的波形图如图所示，此时坐标为(1,0)的质点刚好开始振动，P质点的坐标为(3,0)．在t1＝0.6 s时刻，P质点第二次位于波峰位置，Q质点的坐标是(－3,0)．求：(1)这列波的传播速度大小；(2)t2＝1.5 s时质点Q的位移．
考点二　振动图象与波的图象的综合应用1．振动图象和波的图象的比较
2.“一分、一看、二找”巧解波的图象与振动图象综合类问题
练4　(多选)一简谐机械横波沿x轴负方向传播，已知波的波长为8 m，周期为2 s，t＝1 s时刻波形如图1所示，a、b、d是波上的三个质点．图2是波上某一点的振动图象．则下列说法正确的是(　　)A．图2可以表示d质点的振动B．图2可以表示b质点的振动C．a、b两质点在t＝1.5 s时速度大小相同D．该波传播速度为v＝4 m/sE．t＝0时b质点速度沿y轴正方向
考点三　机械波传播过程中的多解问题多维探究1．波动问题多解的主要因素(1)周期性①时间的周期性：时间间隔Δt与周期T的关系不明确，多解通式为t＝nT＋Δt.②空间的周期性：波传播的距离Δx与波长λ的关系不明确，多解通式为x＝nλ＋Δx.(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．
2．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Δt或Δx，若此关系为时间，则t＝nT＋Δt(n＝0,1,2，…)；若此关系为距离，则x＝nλ＋Δx(n＝0,1,2，…)
题型1|波的周期性形成多解例3 [2020·湖北黄石二中月考]一列沿x轴正方向传播的简谐横波，实线为t＝0时刻波形，虚线为t＝0.3 s时刻的波形，Δx＝7.5 m求：(1)该列波传播速度的大小；(2)若波的速度取最小值，写出x＝7.5 m处的质点P振动方程．
题型2|波传播的双向性形成多解例4 如图中实线是一列简谐横波在t1＝0时刻的波形，虚线是这列波在t2＝0.5 s时刻的波形．(1)写出这列波的波速表达式；(2)若波速大小为74 m/s，波速方向如何？
练6　[2018·全国卷Ⅲ·34(1)](多选)一列简谐横波沿x轴正方向传播，在t＝0和t＝0.20 s时的波形分别如图中实线和虚线所示．已知该波的周期T>0.20 s．下列说法正确的是(　　)A．波速为0.40 m/sB．波长为0.08 mC．x＝0.08 m的质点在t＝0.70 s时位于波谷D．x＝0.08 m的质点在t＝0.12 s时位于波谷E．若此波传入另一介质中其波速变为0.80 m/s，则它在该介质中的波长为0.32 m
练7　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．
2．多普勒效应的成因分析(1)接收频率：观察者接收到的频率等于观察者在单位时间内接收到的完全波的个数．(2)当波源与观察者相互靠近时，观察者接收到的频率变大，当波源与观察者相互远离时，观察者接收到的频率变小．
[多维练透]1．如图所示，当波源和障碍物都静止不动时，波源发出的波在障碍物处不能发生明显衍射．下列措施可能使波发生较为明显衍射的是________．A．增大波源的振动频率　　　B．减小波源的振动频率C．增大障碍物的长度 D．减小障碍物的长度
2．(多选)如图甲所示，一位男同学站立不动吹口哨，一位女同学坐在秋千上来回摆动，据图乙，下列关于女同学的感受的说法正确的是(　　)A．女同学从A向B运动过程中．她感觉哨声音调变高B．女同学从E向D运动过程巾，她感觉哨声音调变高C．女同学在点C向右运动时．她感觉哨声音调不变D．女同学在点C向左运动时，她感觉哨声音调变低E．女同学从B向D运动过程中，她感觉哨声音调变高
解析：根据多普勒效应，女同学荡秋千的过程中，只要她有向右的速度，即靠近声源，她都会感到哨声音调变高；反之，女同学向左运动时，她感到音调变低．选项A、D、E正确，B、C错误．
3．[2021·东北三省三校二联]利用发波水槽可以观察波的干涉现象．如图所示，S1、S2是两个振动情况完全相同的波源，它们发出两列波长均为λ、周期均为T的简谐横波，图中虚线和实线分别代表某时刻这两列波的波谷和波峰.
(1)表中最后一格应是________．(2)图中A、B、P、N、Q这几个点中，始终为振动减弱点的是________点，在同一条振动加强线上的点是________点．
解析：(1)根据题意可知，此时N到S2的距离为1.5λ.(2)波峰和波峰相遇、波谷和波谷相遇都是振动加强点，波峰和波谷相遇是振动减弱点，可知，始终为振动减弱点的是A、B；在同一条振动加强线上的点是N、Q.