(新课标)河南省2015高考物理总复习讲义第12章第2讲机械波.doc

第2讲　机械波 知识一　机械波的形成和传播特点 1．机械波的形成和传播 (1)产生条件 有波源 有介质，如空气、水、绳子等． (2)传播特点 传播振动形式、能量和信息． 质点不随波迁移． 介质中各质点振动频率、振幅、起振方向等都与波源相同． 2．波长、波速、频率及其关系 (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，用λ表示． (2)波速 波在介质中的传播速度．由介质本身的性质决定． (3)频率 由波源决定，等于波源的振动频率． (4)波长、波速和频率的关系：v＝fλ. 知识二　波的图象 1．坐标轴 x轴：各质点平衡位置的连线． y轴：沿质点振动方向，表示质点的位移． 2．物理意义：表示介质中各质点在某一时刻相对各自平衡位置的位移． 3．图象形状：简谐波的图象是正弦(或余弦)曲线，如图12－2－1所示． 图12－2－1 　(1)波动图象和振动图象非常相似．但物理意义截然不同．解答问题时首先加以区别． (2)振动图象和波动图象可以通过振幅、周期和波长的关系联系起来． 知识三　波的特性 1．波的干涉和衍射 波的干涉 波的衍射 条件 两列波的频率必须相同 明显条件：障碍物或孔的尺寸比波长小或相差不多 现象 形成加强区和减弱区相互隔开的稳定的干涉图样 波能够绕过障碍物或孔继续向前传播 2.多普勒效应 考点一　机械波的形成与传播 一、波的传播方向和质点振动方向判断 图12－2－2 1．若已知某时刻A点振动方向向上，则波向x轴负方向传播． 2．若已知波向x轴正方向传播，则该时刻B点向上振动． 二、由t时刻的波形确定t＋Δt时刻的波形 图12－2－3 1．波向右传播Δt＝T的时间和向左传播Δt＝T的时间波形相同． 2．若ΔtT，可以采取“舍整取零头”的办法． 　(2013·福建高考)如图，t＝0时刻，波源在坐标原点从平衡位置沿y轴正向开始振动，振动周期为0.4 s，在同一均匀介质中形成沿x轴正、负两方向传播的简谐横波．下图中能够正确表示t＝0.6 s时波形的图是(　　) 【解析】　根据波动与振动的关系分析波的图象． 根据波的传播的周期性，t＝0.6 s时的波形是波源振动1个周期形成的，此时波源在坐标原点从平衡位置向y轴负方向振动，由波的传播方向与质点的振动方向的关系知选项C正确． 【答案】　C 考点二　振动图象和波动图象的对比应用 振动图象 波动图象 图象 物理意义 表示一个质点在各时刻的位移 表示某时刻各质点的位移 图象信息 (1)质点振动周期 (2)质点振幅 (3)各时刻质点位移 (4)各时刻速度、加速度方向 (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 ——————[1个示范例]—————— 　 图12－2－4 (多选)(2013·天津高考)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图12－2－4所示，下列描述该波的图象可能正确的是(　　) 【解析】　根据振动图象、波动规律解决问题． 根据y-t图象可知，a、b两质点的距离为nλ＋λ或nλ＋λ，即nλ＋λ＝9 m或nλ＋λ＝9 m(n＝0,1,2,3，…)解得波长λ＝ m或λ＝ m．即该波的波长λ＝36 m、7.2 m、4 m…或λ＝12 m、 m、 m…，选项A、B、C、D的波长分别为4 m、8 m、12 m、16 m，故选项A、C正确，选项B、D错误． 【答案】　AC——————[1个预测例]——————　一简谐横波沿x轴正向传播，t＝0时刻的波形如图12－2－5(a)所示，x＝0.30 m处的质点的振动图线如图12－2－5(b)所示，该质点在t＝0时刻的运动方向沿y轴____(填“正向”或“负向”)．已知该波的波长大于0.30 m，则该波的波长为________m. 图12－2－5 【解析】　依据振动图象描述的是同一质点不同时刻的运动特征可知t＝0时刻质点运动方向沿y轴正向．因为横波沿x轴正向传播且波长大于0.30 m，则0.3 m＝λ，解得λ＝0.8 m．(对应P点) 【答案】　正向　0.8 考点三　波的多解问题的处理方法 一、造成波动问题多解的主要因素 1．周期性 (1)时间周期性：时间间隔Δt与周期T的关系不明确． (2)空间周期性：波传播距离Δx与波长λ的关系不明确． 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． 二、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…)．——————[1个示范例]—————— 　如图12－2－6甲所