2013届高考一轮物理复习课件(人教版)：第十二章第2节_机械波

第十二章机械波提示：选修部分请根据教学要求选用！选修3－4高考调研高三物理（新课标版）第十二章第2节高考调研机械波高考调研高三物理（新课标版）第十二章第2节高考调研一、机械波的产生和描述1．机械波的产生(1)定义：机械振动在介质中的传播过程，叫做机械波．(2)产生条件：存在波源(或振源)、弹性介质.高考调研高三物理（新课标版）第十二章第2节高考调研(3)产生过程：介质的质点间存在弹力．某一质点(波源)的振动会带动它后面的质点开始振动，后面质点起振的时刻要比前面质点起振的时刻晚(或迟)，这样依次带动，使介质中的质点先后振动起来，振动这种运动形式就在介质中传播出去，形成机械波．但要注意：波传播的只是运动形式和振动能量．每个质点只能在自己的平衡位置附近振动，并不能迁移.高考调研高三物理（新课标版）第十二章第2节高考调研2．波的分类(1)横波：质点的振动方向与传播方向相互垂直的波，凸起的最高处叫部分波峰，凹下的最低处部分叫波谷．(2)纵波：质点的振动方向与波的传播方向在同一直线上，质点分布密的叫密部，质点分布疏的叫疏部.高考调研高三物理（新课标版）第十二章第2节高考调研3．描述机械波的物理量(1)波长λ：在波动中，振动相位总是相同的两个相邻质点间的距离．在横波中，两个相邻的波峰(或波谷)间的距离等于波长．在纵波中，两个相邻的密部(或疏部)间的距离等于波长．在一个周期内机械波传播的距离等于波长.高考调研高三物理（新课标版）第十二章第2节高考调研(2)频率f：波的频率由振源的频率决定，在传播过程中，只要波源的振动频率一定，则无论在什么介质中传播，波的频率都不变.(3)波速v：单位时间内振动向外传播的距离，即v＝Δxt.波速与波长和频率的关系：v＝fλ，波速的大小由介质决定．即各种频率波在同一介质中传播速度是相同的．高考调研高三物理（新课标版）第十二章第2节高考调研二、波的图像1．图像在平面直角坐标中，用横坐标表示介质中各质点的平衡位置；用纵坐标表示某一时刻，各质点偏离平衡位置的位移，连接各位移矢量的末端，得出的曲线即为波的图像，简谐波的图像是正弦(或余弦)曲线．高考调研高三物理（新课标版）第十二章第2节高考调研2．物理意义：反映的是某一时刻参与振动的各个质点相对平衡位置的位移情况．三、波的干涉和衍射现象1．波的干涉(1)产生稳定干涉的条件：频率相同且相位差恒定的两列波相遇．高考调研高三物理（新课标版）第十二章第2节高考调研(2)现象：两列波相遇时，某些区域振动总是互相加强，某些区域振动总是互相减弱，且加强区和减弱区互相间隔．2．波的衍射(1)产生明显衍射现象的条件：障碍物或孔(缝)的尺寸跟波长相差不多，或者比波长更小但也不能小太多.(2)现象：波绕过障碍物继续传播.高考调研高三物理（新课标版）第十二章第2节高考调研一、波的形成及传播特征的理解规律方法深入、透彻地理解波的形成过程及传播特征是解决关于波的各类问题的基础，而对波的形成过程及传播特征的理解要从下面几点掌握：高考调研高三物理（新课标版）第十二章第2节高考调研1．机械振动之所以能够在介质中传播形成机械波，是因为介质的质点间存在着相互作用力．假如没有介质或质点间无作用力，机械振动是不会传播出去的．这一特点告诉我们：(1)要形成机械波首先要存在波源质点的振动．(2)还必须存在传播振动的介质．所以机械波只能依靠介质传播．在真空中不会形成机械波，这一点和电磁波是不同的．高考调研高三物理（新课标版）第十二章第2节高考调研2．介质中各质点是在它前面质点带动下才振动起来的，因此(1)各质点的起振方向总是跟波源质点的起振方向相同．(2)每个质点的起振总要比它前面质点起振迟一些，不是同时起振，这样当各质点都振动起来后，某一时刻对平衡位置的位移是不同的，从整体上看，有的地方凸起，有的地方下凹．高考调研高三物理（新课标版）第十二章第2节高考调研3．从整体的运动形式上看，波传播的是振动这一特定形式的运动．从一个质点振动的各个状态来看，波传播的是波源质点在一个振动周期内的各个状态．即波源质点的各个状态要依次传给后面的质点．(例如“正的最大位移”这一状态沿传播方向平移，平移的速度即波速，即经过一个周期的时间这一状态传到离它一个波长远的后面的质点，使该质点达到“正的最大位移”这一状态)．只会死记波是振动的传播，而不能从波是波源质点的“各个运动状态的传播”这一实质去理解波的传播是远远不够的．高考调研高三物理（新课标版）第十二章第2节高考调研二、波的图像的应用规律方法1．物理意义：反映某一时刻各个振动质点．．．．．．．．．．相对平衡位置的位移．2．从波的图像上可以获取的信息(1)从图像上可以直接读出波长和振幅．(2)可确定任一质点在该时刻的位移．(3)可确定任一质点在该时刻的加速度的方向．高考调研高三物理（新课标版）第十二章第2节高考调研(4)若已知波的传播方向，可确定各质点在该时刻的振动方向．若已知某质点的振动方向，可确定波的传播方向．(5)若已知波的传播方向，可画出在Δt前后的波形．高考调研高三物理（新课标版）第十二章第2节高考调研3．几点有用的结论(1)相距12波长[或(n＋12)T]的两质点称为反相点，一点在波峰另一点必在波谷，或同时经过平衡位置，但振动方向相反．(2)相距一个波长(或n个波长)的两质点称为同相点(实际相差为2π)．这两点必同时处于波峰(或波谷)；也必同时经过平衡位置，所处的状态总相同．(3)v＝fλ、v＝λT、v＝Δxt都可以用于计算波速．高考调研高三物理（新课标版）第十二章第2节高考调研【小结】(1)遇到关于波的图像问题时，要先确定出波长和周期．(2)充分理解波传播的是波源质点在一个周期内的各个振动状态．例如利用这一点可以迅速确定Q（质点）第一次到达波峰的时间．这实际上是将质点振动的非匀速运动(变加速运动)问题转化为波形图的匀速运动问题，是本题解法中的一个突出技巧，也应理解并掌握．高考调研高三物理（新课标版）第十二章第2节高考调研(3)在波图像问题中，若给出沿传播方向的一段距离，先把该距离换算成波长数，同样若给出一段时间，则把该时间换算成周期数，然后根据波长数和周期数．再确定其他问题就方便了．高考调研高三物理（新课标版）第十二章第2节高考调研三、波的图像问题的多解性规律方法1．传播方向的双重性带来多解在题目没有明确告诉或不能由题目确定传播方向时，要同时考虑沿x轴正向和负向传播．高考调研高三物理（新课标版）第十二章第2节高考调研2．波的时间周期性带来的多解在波的传播过程中，参与振动的各质点都做周期性的振动，因此，每隔一个周期，原来的波形图就会重复出现一次．这就是波的时间周期性．当给出经Δt时间前后两个时刻的波形图，而又不能确定ΔtT时，应把Δt写成关于周期T的通式，如Δt＝(n＋14)T或Δt＝(n＋34)T(n＝0、1、2、3……)，n取不同的值，由v＝λT可计算出多个v值或λ值．