高中物理人教版 (新课标)选修31 波的形成和传播复习课件ppt

这是一份高中物理人教版 (新课标)选修31 波的形成和传播复习课件ppt，共35页。PPT课件主要包含了图11­2­1，考点2波的衍射，图11­2­2，考点3波的干涉，图11­2­3，考点4多普勒效应，图11­2­4，图11­2­5，题型二波的特性，图11­2­6等内容，欢迎下载使用。
考点1：波的传播方向和质点振动方向的关系
【例1】(2010•全国Ⅱ)一简谐横波以4m/s的波速沿x轴正方向传播．已知t=0时的波形如图11­2­1所示，则(　　)
答案： AB点评：每一质点都以它的平衡位置为中心做简谐振动；后一质点的振动总是落后于带动它的前一质点的振动．振动是单个质点的个体行为，波动是大量质点的群体行为．
【例2】如图11­2­2是观察水面波衍射的实验装置，AC和BD是两块挡板，AB是一个孔，O是波源．图中已画出波源所在区域波的传播情况，每两条相邻波纹(图中曲线)间的距离表示一个波长，则波经过孔之后的传播情况，下列说法中正确的是(　　)
A．此时能明显观察到波的衍射现象B．挡板前后波纹间距离相等C．如果将孔AB扩大，有可能观察不到明显的衍射现象D．如果孔的大小不变，将波源的频率增大，将能更明显地观察到衍射现象
【解析】此时孔的尺寸与波长相近，能观察到明显的衍射现象，所以A选项正确；衍射不改变波速和频率，所以B选项正确；孔扩大后，将逐渐偏离发生明显衍射的条件，所以C选项正确；而波源频率增大，会使波长变小，偏离明显衍射条件，所以D选项错误．所以选ABC.
答案： ABC点评：发生明显衍射的条件是，孔或障碍物的尺寸比波长小或差不多．此题首先要求我们能通过给出的图形，比较出波长与缝宽的关系．其次抓住λ、f二者的关系，再根据发生明显衍射现象的条件，确定出正确的选项．
【例3】如图11­2­3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340m/s，若报告人声音的频率为136Hz，问讲台上这样的位置有多少个？
点评：干涉和衍射现象是波的特有的现象，一切波(包括电磁波)都能发生干涉和衍射，反之，能发生干涉和衍射的一定是波．
【例4】图11­2­4所示，三张图片分别反映了飞机以三种不同速度在空中(不考虑空气的流动)水平飞行时，产生声波的情况．图中一系列圆表示声波的传播情况，A点表示飞机的位置．已知声波在空气中的速度为340m/s.则由图可知(　　)
A．(a)图中的飞机速度最大，(b)图中的飞机速度大于340m/sB．(b)图中的飞机速度最大，(b)图中的飞机速度小于340m/sC．(c)图中的飞机速度最大，(b)图中的飞机速度等于340m/sD．不能判断哪个图中的飞机速度最大，也不能判断哪个图中的飞机速度的大小
【解析】从三个图可以看出，(c)图中的飞机速度最大，(a)图中的飞机速度最小，(b)图中的飞机速度与声波传播的速度相等，即340m/s，选项A、B、D错误，选项C正确．答案：C点评：飞机在运动过程中发出声波，飞机的速度不同产生的声波的波形的密集程度不同．声波发出后，是以发出点为球心的球面波，由于飞机的运动，飞机发出的声波是以不同的位置为球心的球面波．
题型一：简谐横波的多解问题
【例5】如图11­2­5所示，实线表示一横波某一时刻的波形图，虚线是经过0.2s之后的波形．(1)若波向右传播，求其最大周期．(2)若波向左传播，求其在这段时间内传播的距离．(3)若波传播的速度为35m/s，试判定波的传播方向．
切入点：波动过程的多解性是由波的传播方向以及波在空间与时间上的周期性导致的．
思维拓展：1.由于简谐横波在空间与时间上的周期性，所以在解答有关波的问题的时候，常常会出现多解情况． 2．有些时候会碰到由于波的传播方向不确定而导致的多解问题．
【例6】如图11­2­6所示．S1和S2是两个相同的波源，它们发出的波相叠加，实线为波峰，虚线为波谷，关于a、b、c三点的振动，以下正确的是(　　)A．a点振幅比b点振幅小B．a点振幅比c点振幅大C．a、b两点位移始终最大D．a、b两点位移可以为零
【解析】从图象可知，a此时是两列波的波峰相遇的点，b是两列波的波谷相遇的点，c是一列波的波峰与另一列波的波谷相遇的点，按照波的干涉可以知道，a、b是振动加强的点而c是振动减弱的点．这样至少说明a、b两点的振幅比c点振幅大，B对；但a、b振动时总会到达平衡位置，位移可以是零．所以D对．答案：BD
思维拓展：当两个波源的振动频率相等且位相差保持恒定时，它们被称为相干波源，在相遇区域可以形成稳定的干涉图样，即加强的区域与减弱的区域相互间隔(这对光的干涉也适用)．这里要注意的是：加强的区域永远加强，减弱的区域永远减弱．在此，可能有同学认为振动到达平衡位置时，质点难道还是处于振动加强的情形？回答是肯定的！因为在平衡位置处质点具有最大的速度，也就是具有最大的能量，振动就是加强的，振动加强的质点不可能总是处于波峰或波谷位置，否则振动就不成其为振动，也就说不上振动加强了！
1.(2011•海南)一列简谐横波在t=0时的波形图如图11­2­7所示．介质中x=2m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( )A．周期为4.0s B．振幅为20cmC．传播方向沿x轴正向 D．传播速度为10m/s
2.(2011•天津)位于坐标原点处的波源A沿y轴做简谐运动．A刚好完成一次全振动时，在介质中形成简谐横波的波形如图11­2­8所示，B是沿波传播方向上介质的一个质点，则( )
【解析】由图可知：质点都在模仿波源的振动形式，所以A开始振动应向下；回复力始终指向平衡位置，所以当质点由平衡位置向外运动时，回复力做负功；参与波动的质点只在平衡位置附近重复振动，不随波迁移，故C错；一个周期内动量不发生变化，故此题选择ABD.
3.(2011•山东)如图11­2­9所示，一列简谐横波沿x轴传播，实线为t1=0时的波形图，此时P质点向y轴负方向运动，虚线为t2=0.01 s时的波形图．已知周期T＞0.01 s.(1)波沿x轴______(填“正”或“负”)方向传播．(2)求波速．
4.(2011•湖南衡阳市八中模拟)一列简谐横波沿x轴传播，t=0时刻的波形如图11­2­10所示．则从图中可以看出( )A．这列波的波长为5mB．波中每个质点的振动周期为4sC．若已知波沿x轴正向传播，则此时质点a向下振动D．若已知质点b此时向上振动，则波是沿x轴负向传播的
5.(2011•长沙一中模拟)如图11­2­11所示，在均匀介质中的一条直线上的两个振源A、B相距6m，振动频率相等．t0=0时刻A、B开始振动，且都只振动一个周期，振幅相等，A的振动图象为图11­2­12(甲)，B的为图11­2­12(乙)．若由A向右传播的机械波与由B向左传播的机械波在t1=0.3s时恰好相遇，则下列判断正确的是( )
A．两列波在A、B间的传播速度大小均为10m/sB．两列波的波长都是4mC．在两列波相遇过程中，中点C为振动加强点D．t2=0.5s时刻B点经过平衡位置且振动方向向下