物理选修3-4学案第12章 第2课时.doc

第2课时　机械波 导学目标 1.理解机械波的概念，会分析横波的图象.2.掌握波速、波长和频率(周期)的关系.3.理解波的干涉和衍射现象，掌握产生干涉和衍射的条件．理解多普勒效应的概念． 一、机械波 [基础导引] 图1是某绳波形成过程的示意图．质点1在外力作用下沿竖直方向做简谐运动，带动2,3,4，…各个质点依次上下振动，把振动从绳的左端传到右端．已知t＝0时，质点1开始向上运动；t＝时，质点1到达最上方，质点5开始向上运动．问： 图1 (1)t＝时，质点8、12、16的运动状态(是否运动、运动方向)如何？ (2)t＝时，质点8、12、16的运动状态如何？ (3)t＝T时，质点8、12、16的运动状态如何？ [知识梳理] 1．波的形成：机械振动在介质中传播，形成机械波． (1)产生条件：①________；②________. (2)特点 ①机械波传播的只是振动的________和________，质点只在各自的平衡位置附近做简谐运动，并不随波________． 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． ③各质点开始振动(即起振)的方向均________． ④一个周期内，质点完成一次全振动，通过的路程为______，位移为________． 2．机械波的分类 (1)横波：质点的振动方向与波的传播方向相互________的波，有________(凸部)和________(凹部)． (2)纵波：质点的振动方向与波的传播方向在____________上的波，有________和________． 3．波长、波速、频率及其关系 (1)波长 在波动中，振动相位总是________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________本身的性质决定． (3)频率 由________决定，等于________的振动频率． (4)波长、波速和频率的关系：v＝fλ. 特别提醒　(1)机械波从一种介质进入另一种介质，频率不变，波速、波长都改变． (2)机械波的波速仅由介质来决定，在固体、液体中波速比在空气中大．波速的计算方法：v＝或v＝. 二、波的图象 [基础导引] 一列横波某时刻的波形如图2甲所示，图乙表示介质中某质点此后一段时间内的振动图象． 图2 (1)若波沿x轴的正方向传播，图乙为K、L、M、N四点中哪点的振动图象？ (2)若波沿x轴的负方向传播，图乙为K、L、M、N四点中哪点的振动图象？ [知识梳理] 1．图象 在平面直角坐标系中，用横坐标表示介质中各质点的____________；用纵坐标表示某一时刻，各质点偏离平衡位置的________，简谐波的图象是________(或余弦)曲线． 2．物理意义：某一时刻介质中________相对平衡位置的位移． 三、波特有的现象 [基础导引] 1．在图3所描述的时刻，M是波峰与波峰相遇的点，是凸起最高的位置之一．(1)随着时间的推移，这个凸起最高的位置在向哪个方向移动？是不是M质点在向那个方向迁移？M质点在哪个方向上运动？ (2)指出图中哪个位置是凹下最低的位置(只需指出一个)．随着时间的推移，这个凹下最低的位置在向哪个方向移动？ (3)由图中时刻经过时，M质点的位移为多少？ 2．火车上有一个声源发出频率一定的乐音．当火车静止、观察者也静止时，观察者听到并记住了这个乐音的音调．以下情况中，观察者听到这个乐音的音调比原来降低的是(　　) A．观察者静止，火车向他驶来 B．观察者静止，火车远离他驶去 C．火车静止，观察者乘汽车向着火车运动 D．火车静止，观察者乘汽车远离火车运动 [知识梳理] 1．波的干涉 (1)产生稳定干涉的条件：频率相同的两列同性质的波相遇． (2)现象：两列波相遇时，某些区域的振动总是________，某些区域的振动总是________，且加强区和减弱区互相间隔． (3)对两个完全相同的波源产生的干涉来说，凡到两波源的路程差为一个波长的____________时，振动加强；凡到两波源的路程差为半个波长的__________时，振动减弱． 2．波的衍射 (1)产生明显衍射现象的条件：障碍物的尺寸或孔(缝)的宽度跟波长____________，或者比波长________． (2)现象：波绕过障碍物继续传播． 3．多普勒效应 (1)由于波源和观察者之间有相对运动，使观察者接收到的波的频率发生变化的现象叫多普勒效应． (2)波源的频率不变，只是观察者接收到的波的频率发生变化． 如果二者相互接近，观察者接收到的波的频率变大；如果二者相互远离，观察者接收到的波的频率变小． 考点一　对波动图象的理解 考点解读 1．振动图象与波动图象的比较 振动图象 波动图象 研究对象 一振动质点 沿波传播方向的所有质点 研究内容