2024届高考物理一轮复习第十二章机械振动机械波第2讲机械波课件

这是一份2024届高考物理一轮复习第十二章机械振动机械波第2讲机械波课件，共60页。PPT课件主要包含了在同一直线上，平衡位置，干涉图样，绕过障碍物，多普勒效应，相对运动，答案C，答案B，答案AC，答案D等内容，欢迎下载使用。
4．分类(1)横波：质点的振动方向与波的传播方向相互_____的波，有波峰和_____。(2)纵波：质点的振动方向与波的传播方向_____________的波，有疏部和______。5．描述物理量(1)波长(λ)：在波动中，振动相位总是______的两个______质点间的距离。①在横波中，两个______波峰(或波谷)间的距离等于______。②在纵波中，两个_____密部(或疏部)中央间的距离等于______。(2)周期(T)或频率(f)：波的周期或频率等于______振动的周期或频率。(3)波速(v)：波在介质中的传播速度，由______本身的性质决定。
6．波的图像(1)坐标轴：横坐标表示沿波传播方向上各个质点的_________，纵坐标表示某时刻各个质点偏离平衡位置的______。(2)意义：表示在波的传播方向上，某时刻各质点离开__________的位移。二、波的干涉和衍射现象　多普勒效应1．波的干涉和衍射
微点判断　(1)横波就是在水平方向传播的波。( )(2)在机械波的传播过程中各质点随波的传播而迁移。( )(3)通过波的图像可以找出任一质点在某时刻的位移。( )(4)机械波在传播过程中，各质点的起振方向都相同。( )(5)机械波在一个周期内传播的距离就是振幅的4倍。( )(6)波速表示介质中质点振动的快慢。( )(7)两列波在介质中叠加，一定产生干涉现象。( )(8)一切波都能发生衍射现象。( )(9)多普勒效应说明波源的频率发生变化。( )
[例1]　(2021·全国甲卷)均匀介质中质点A、B的平衡位置位于x轴上，坐标分别为0和xB＝16 cm。某简谐横波沿x轴正方向传播，波速为v＝20 cm/s，波长大于20 cm，振幅为y＝1 cm，且传播时无衰减。t＝0时刻A、B偏离平衡位置的位移大小相等、方向相同，运动方向相反，此后每隔Δt＝0.6 s，两者偏离平衡位置的位移大小相等、方向相同。已知在t1时刻(t1>0)，质点A位于波峰。求：(1)从t1时刻开始，质点B最少要经过多长时间位于波峰；(2)t1时刻质点B偏离平衡位置的位移。
[答案]　(1)0.8 s　(2)－0.5 cm
[针对训练]1．(2022·青岛模拟) 青岛濒临黄海，是国内著名的滨海旅游城市，长达800多公里的海岸线，拥有众多优良海水浴场。在石老人海水浴场，某同学漂浮在海面上，水波以3 m/s的速率向着海滩传播，该同学记录了第1个波峰到第10个波峰通过身下的时间为18 s。下列说法正确的是 (　 )A．该同学很快就会漂流到沙滩上B．该水波的周期为1.8 sC．该水波的波长为6 mD．该水波可以绕过石老人继续传播属于波的干涉现象
2．如图所示为海洋生态自动监测浮标，可用于监测水质和气象等参数。一列水波(视为横波)沿海面传播，在波的传播方向上相距4.5 m的两处分别有甲、乙两浮标，两浮标随波上下运动。当甲运动到波峰时，乙恰好运动到波谷，此时甲、乙之间只有一个波峰。观察到甲从第1次到达波峰与第11次到达波峰的时间间隔为20 s，则该水波(　 )A．振幅为4.5 m B．波长为3 mC．频率为2 Hz D．波速为2.25 m/s
2．根据波的图像、传播方向判定振动方向
[针对训练]3． (2021·北京等级考)一列简谐横波某时刻的波形图如图所示。此后K质点比L质点先回到平衡位置。下列判断正确的是 (　 )A．该简谐横波沿x轴负方向传播B．此时K质点沿y轴正方向运动C．此时K质点的速度比L质点的小D．此时K质点的加速度比L质点的小
解析：由题知K质点比L质点先回到平衡位置，则此时K质点应沿y轴负方向运动，再根据“上、下坡”法可知，该波应沿x轴正方向传播，A、B错误；L质点在波谷处，则L质点的速度为0，故此时K质点的速度比L质点的大，C错误；由于质点在竖直方向做机械振动，根据F＝－ky＝ma，结合波动图像可看出yL＞yK，则此时K质点的加速度比L质点的小，D正确。答案：D
[例3]　(2021·湖北高考)(多选)一列简谐横波沿x轴传播，在t＝0时刻和t＝1 s时刻 的波形分别如图中实线和虚线所示。已知x＝0 处的质点在0～1 s内运动的路程为4.5 cm。下列说法正确的是(　 )A．波沿x轴正方向传播B．波源振动周期为1.1 sC．波的传播速度大小为13 m/sD．t＝1 s时，x＝6 m处的质点沿y轴负方向运动
[针对训练]4．图中实线为一列简谐横波在某一时刻的波形曲线。经过0.3 s后，其波形图曲线如图中虚线所示。已知该波的周期T大于0.3 s，若波是沿x轴正方向传播的，则该波的速度大小为________m/s，周期为________s；若波是沿x轴负方向传播的，该波的周期为________s。
答案：0.5　0.4　1.2
(二) 波的图像与振动图像的综合应用1．振动图像与波的图像的比较
2．求解波的图像与振动图像综合问题三关键(1)分清振动图像与波的图像。此步骤最简单，只要看清横坐标即可，横坐标为x则为波的图像，横坐标为t则为振动图像。(2)看清横、纵坐标的单位。尤其要注意单位前的数量级。(3)找准波的图像对应的时刻，找准振动图像对应的质点。
[多维训练]考查角度1　已知波的图像判定质点的振动图像1． (多选)一列简谐横波沿x轴传播，如图所示，实线为t1＝2 s时的波形图，虚线为t2＝5 s时的波形图。以下关于平衡位置在O处质点的振动图像，可能正确的是 (　 )
考查角度2　已知质点振动图像判定波的图像2．(2022·山东等级考)(多选)一列简谐横波沿x轴传播，平衡位置位于坐标原点O的质点振动图像如右图所示。当t＝7 s时，简谐波的波动图像可能正确的是 (　 )
考查角度3　波的图像与振动图像的综合应用3．(2021年8省联考·江苏卷)渔船上的声呐利用超声波来探测远方鱼群的方位。某渔船发出的一列超声波在t＝0时的波动图像如图甲所示，图乙为质点P的振动图像，则 (　 )A．该波的波速为1.5 m/sB．该波沿x轴负方向传播C．0～1 s时间内，质点P沿x轴运动了1.5 mD．0～1 s时间内，质点P运动的路程为2 m
类型(一)　波的周期性形成多解(1)时间的周期性：时间间隔Δt与周期T的关系不明确。(2)空间的周期性：波传播距离Δx与波长λ的关系不明确。[例1]　(2022·长沙高三检测)在平静的介质中，从波源O发出的一列简谐横波沿x轴正方向传播，t1秒时刻的波形用实线表示，t2秒(t2>t1)时刻的波形用虚线表示。介质中的质点Q位于x＝18 m处，则下列说法正确的是 (　 )
[针对训练]1．(多选)一列简谐横波沿x轴正方向传播，t时刻波形图如图中的实线所示，此时波刚好传到P点，t＋0.6 s时刻的波形如图中的虚线所示，a、b、c、P、Q是介质中的质点。下列说法正确的是(　 )A．这列波的波速可能为50 m/sB．质点a在这段时间内通过的路程一定小于30 cmC．质点c在这段时间内通过的路程可能为60 cmD．若周期T＝0.8 s，则在t＋0.5 s时刻，质点b、P的位移相同
类型(二)　波的双向性形成多解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。[例2]　(多选)一列简谐横波沿x轴传播，已知x轴上x1＝1 m和x2＝7 m处质点的振动图像分别如图甲、图乙所示，则此列波的传播速率可能是 (　 )A．7 m/s B．2 m/s C．1.2 m/s D．1 m/s
类型(三)　波形的隐含性形成多解在波动问题中，往往只给出完整波形的一部分，或给出几个特殊点的振动情况，而其余信息均处于隐含状态。这样，波形就有多种可能情况，形成波动问题的多解。
[针对训练]3． (多选)如图所示，一列简谐横波向右传播，P、Q两质点平衡位置相距0.15 m。当P运动到上方最大位移处时，Q刚好运动到下方最大位移处，则这列波的波长可能是 (　 )A．0.60 m B．0.30 m C．0.20 m D．0.10 m
(2)(波形图法)如图所示，A、B为振幅相同的相干波源，且向外传播过程中振幅衰减不计，图中实线表示波峰，虚线表示波谷，则下列叙述错误的是(　 )
3．[波的衍射的理解]如图所示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)之间距离表示一个波长，则波经过孔之后的传播情况，下列描述错误的是 (　 )A．此时能观察到明显的波的衍射现象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，使波源频率增大，能观察到更明显的衍射现象
4．[多普勒效应](2022·南京高三调研) 如图所示，在原点O处的质点(波源)做简谐运动，产生沿x轴正方向传播的简谐波，波速v＝20 m/s。为了接收到这列波，在x＝200 m处设有一台接收器(图中未标出)。已知t＝0时，波刚好传播到x＝30 m处，则下列说法正确的是 (　 )A．波源振动的周期为2 sB．接收器在t＝8 s时才能接收到此波C．x＝40 m处的质点在t＝1 s时向上运动D．若波源向x轴负方向移动，则在其移动过程中接收器接收到的波的频率将小于1 Hz
(2)波形图法在某时刻波的干涉的波形图上，波峰与波峰(或波谷与波谷)的交点，一定是加强点，而波峰与波谷的交点一定是减弱点，各加强点或减弱点各自连接而成以两波源为中心向外辐射的连线，形成加强线和减弱线，两种线互相间隔，加强点与减弱点之间各质点的振幅介于加强点与减弱点的振幅之间。2．衍射现象的两点提醒(1)障碍物或孔的尺寸大小并不是决定衍射能否发生的条件，仅是衍射现象是否明显的条件，波长越大越易发生明显的衍射现象。(2)当孔的尺寸远小于波长时，尽管衍射十分突出，但衍射波的能量很弱，也很难观察到波的衍射。