鲁科版高中物理选择性必修第一册精品课件 第3章 机械波 第2节 波的反射和折射 (3).ppt

重难探究?能力素养全提升探究一波的反射及其应用【情境探究】人们听不清对方说话时,除了让一只耳朵转向对方,还习惯性地把同侧的手附在耳旁,这样做是利用声波的什么特点提高耳朵的接收能力?要点提示在耳朵原有形状、面积的基础上增加一个手的面积是为了增加波的反射来提高耳朵接收到声波的强度。【知识归纳】1.对波的反射的理解(1)波发生反射时波的传播方向发生了变化。(2)反射波和入射波在同一介质中传播,介质决定波速,因此波速不变,波的频率是由波源决定的,因此波的频率也不改变,根据公式λ=,可知波长也不改变。2.波的反射现象的应用(1)回声测距:①当声源不动时,声波遇到了障碍物会返回来继续传播,反射波与入射波在同一介质中传播,速度相同,因此,入射波和反射波在传播距离一样的情况下,(2)超声波定位:蝙蝠能发出超声波,超声波遇到障碍物或捕食目标时会被反射回来,蝙蝠就根据接收到的反射回来的超声波来确定障碍物或食物位置,从而确定飞行方向。另外海豚、雷达也是利用波的反射来定位或测速的。闪光语录波在同一种均匀介质中传播时波速不变。【应用体验】例题1有一辆汽车以15m/s的速度匀速行驶,在其正前方有一陡峭山崖,汽车鸣笛2s后司机听到回声,此时汽车距山崖的距离有多远?(v声=340m/s)解析汽车匀速行驶,速度为v车=15m/s,声音在空气中传播速度不变。汽车从发出笛声到接收到笛声,二者运动时间相同。如图所示。设汽车在A点发出笛声,A点到山崖B的距离为x1,汽车运动到C点接收到笛声,设AC距离为x2,CB距离为x,因二者运动时间相同,则有x1=x2+x①x1+x=v声t=340m/s·t②x2=v车t=15m/s·t③联立①②③得x=325m。答案325m技巧点拨声波反射的应用技巧(1)利用反射定律解决实际问题,主要是利用声波的直线传播及其反射特点,考查匀速直线运动规律的应用。(2)利用声波的反射测量距离、速度是此类问题的重点,应利用声波的直线传播和反射定律作出声波传播的示意图,再结合几何关系求解。针对训练1当一个探险者进入一个山谷后,为了估测出山谷的宽度,他吼一声后,经过0.5s听到右边山坡反射回来的声音,又经过1.5s后听到左边山坡反射回来的声音,若声速为340m/s,则这个山谷的宽度约为m。?解析右边的声波从发出到反射回来所用时间为t1=0.5s,左边的声波从发出到反射回来所用的时间为t2=2s。山谷的宽度为×340m=425m。答案425探究二对波的折射的理解【情境探究】一列水波在深度不同的水域传播时,在交界面处将发生方向的改变,那么波的频率、波长和波速变化吗?要点提示频率不变,波长和波速变化。【知识归纳】1.波的反射、折射现象中各量的变化(1)波在两种介质的界面上会同时发生反射现象和折射现象,一些相关物理量变化如下:比较项目波的反射波的折射传播方向改变i=i改变r≠i频率f不变不变波速v不变改变波长λ不变改变(2)说明:①频率f由波源决定,故无论是反射波的频率还是折射波的频率都等于入射波的频率。②根据v=λf,波长λ与v及f有关,即与介质和波源有关,反射波与入射波在同一介质中,波速相同、频率相同,故波长相同。折射波与入射波在不同介质中传播,v不同,f相同,故λ不同。2.对折射定律的理解(2)理解①折射的原因是波在两种介质中的传播速度不同。②由于波在同一种介质中的波速是一定的,所以是一个只与两种介质的性质有关、与入射角、折射角均无关的常数。③当v1v2时,ir,折射波的波线靠近法线;当v1v2时,ir,折射波的波线远离法线。当垂直于界面入射(i=0°)时,r=0°,传播方向不变。【应用体验】例题2如图所示,某列波以60°的入射角由甲介质射到乙介质的界面上同时发生反射和折射,若反射波的波线与折射波的波线的夹角为90°,此波在乙介质中的波速为1.2×105km/s。问:(1)该波的折射角为多大;(2)该波在甲介质中的传播速度为多少?解析(1)由反射定律可得反射角为60°,由题图的几何关系可得折射角为r=30°。答案(1)30°(2)2.08×105km/s规律方法处理波的折射问题的方法(1)弄清折射现象发生的条件:当波从一种介质斜射入另一种介质时,波才发生折射现象。(当波垂直入射时不发生折射现象)(2)抓住入射波与折射波的区别与联系:波的频率相同、波速不同、波长不同。针对训练2如图所示,某列波以60°的入射角由甲介质射到乙介质的界面上同时发生反射和折射,若反射波的波线与