2022年高三物理復(fù)習(xí) 第12章 機(jī)械波學(xué)案
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1、2022年高三物理復(fù)習(xí) 第12章 機(jī)械波學(xué)案 一、概念規(guī)律題組 1.關(guān)于機(jī)械波的形成,下列說法中正確的是( ) A.物體做機(jī)械振動(dòng),一定產(chǎn)生機(jī)械波 B.后振動(dòng)的質(zhì)點(diǎn)總是跟著先振動(dòng)的質(zhì)點(diǎn)重復(fù)振動(dòng),只是時(shí)間落后一步 C.參與振動(dòng)的質(zhì)點(diǎn)群有相同的頻率 D.機(jī)械波是介質(zhì)隨波遷移,也是振動(dòng)能量的傳遞 圖1 2.一列簡(jiǎn)諧橫波在x軸上傳播,某時(shí)刻的波形圖如圖1所示,a、b、c為三個(gè)質(zhì)元,a正向上運(yùn)動(dòng).由此可知( ) A.該波沿x軸正方向傳播 B.c正向上運(yùn)動(dòng) C.該時(shí)刻以后,b比c先到達(dá)平衡位置 D.該時(shí)刻以后,b比c先到達(dá)離平衡位置最遠(yuǎn)處 圖2 3.一列簡(jiǎn)諧橫波沿x
2、軸傳播,t=0時(shí)的波形如圖2所示,質(zhì)點(diǎn)A與質(zhì)點(diǎn)B相距1 m,A點(diǎn)速度沿y軸正方向;t=0.02 s時(shí),質(zhì)點(diǎn)A第一次到達(dá)正向最大位移處.由此可知( ) A.此波的傳播速度為25 m/s B.此波沿x軸負(fù)方向傳播 C.從t=0時(shí)起,經(jīng)0.04 s,質(zhì)點(diǎn)A沿波傳播方向遷移1 m D.在t=0.04 s時(shí),質(zhì)點(diǎn)B處在平衡位置,速度沿y軸負(fù)方向 4.下面哪些應(yīng)用是利用了多普勒效應(yīng)( ) A.利用地球上接收到遙遠(yuǎn)天體發(fā)出的光波的頻率來判斷遙遠(yuǎn)天體相對(duì)于地球的運(yùn)動(dòng)速度 B.交通警察向行進(jìn)中的汽車發(fā)射一個(gè)已知頻率的電磁波,波被運(yùn)動(dòng)的汽車反射回來,根據(jù)接收到的頻率發(fā)生的變化,就知道汽車的速度,
3、以便于進(jìn)行交通管理 C.鐵路工人用耳貼在鐵軌上可判斷火車的運(yùn)動(dòng)情況 D.有經(jīng)驗(yàn)的戰(zhàn)士利用炮彈飛行的尖叫聲判斷飛行炮彈是接近還是遠(yuǎn)去 二、思想方法題組 圖3 5.一列橫波某時(shí)刻的波形如圖3所示,經(jīng)過0.25 s圖中P點(diǎn)第一次到達(dá)波峰的位置,此后再經(jīng)0.75 s,P點(diǎn)的位移和速度可能是( ) A.位移是2 cm,速度為零 B.位移是零,速度方向沿+y的方向 C.位移是-2 cm,速度為零 D.位移是零,速度方向沿-y的方向 6.如圖4所示,位于介質(zhì)Ⅰ和Ⅱ分界面上的波源S,產(chǎn)生兩列分別沿x軸負(fù)方向與正方向傳播的機(jī)械波.若在兩種介質(zhì)中波的頻率及傳播速度分別為f1、f2和v1、
4、v2,則( ) 圖4 A.f1=2f2 v1=v2 B.f1=f2 v1=0.5v2 C.f1=f2 v1=2v2 D.f1=0.5f2 v1=v2 一、波的形成及傳播規(guī)律的應(yīng)用 1.波的形成及特點(diǎn) 波源把自己的振動(dòng)方式通過介質(zhì)的質(zhì)點(diǎn)由近及遠(yuǎn)的傳播,就形成了波. (1)質(zhì)點(diǎn)只在自己的平衡位置振動(dòng),并不隨波的傳播向前遷移; (2)介質(zhì)中每個(gè)質(zhì)點(diǎn)的起振方向都和波源的起振方向相同; (3)每個(gè)質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)周期都等于波的傳播周期,質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)一個(gè)周期波傳播一個(gè)波長(zhǎng); (4)波傳播的是波源的振動(dòng)形式和能量,也能傳遞信息. 2.波的傳播方向與質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向
5、的判斷方法 內(nèi)容 圖象 上 下 坡 法 沿波的傳播方向,上坡時(shí)質(zhì)點(diǎn)向下振動(dòng),下坡時(shí)質(zhì)點(diǎn)向上振動(dòng) 同 側(cè) 法 波形圖上某點(diǎn)表示傳播方向和振動(dòng)方向的箭頭在圖線同側(cè) 微 平 移 法 將波形圖沿傳播方向進(jìn)行微小平移,再由x軸上某一位置的兩波形曲線上的點(diǎn)來判定 3.波長(zhǎng)、波速和頻率的關(guān)系 (1)關(guān)系式:v=λf (2)機(jī)械波的波速取決于介質(zhì),與波的頻率無關(guān).在同一均勻介質(zhì)中,機(jī)械波的傳播是勻速的. (3)機(jī)械波的頻率取決于波源振動(dòng)的頻率,當(dāng)波從一種介質(zhì)進(jìn)入另一種介質(zhì)時(shí),波的頻率不變. (4)在波的傳播方向上,介質(zhì)中各質(zhì)點(diǎn)都做受迫振動(dòng),其頻
6、率都等于振源的振動(dòng)頻率. 【例1】 (xx·北京·16)介質(zhì)中有一列簡(jiǎn)諧機(jī)械波傳播,對(duì)于其中某個(gè)振動(dòng)質(zhì)點(diǎn)( ) A.它的振動(dòng)速度等于波的傳播速度 B.它的振動(dòng)方向一定垂直于波的傳播方向 C.它在一個(gè)周期內(nèi)走過的路程等于一個(gè)波長(zhǎng) D.它的振動(dòng)頻率等于波源的振動(dòng)頻率 [規(guī)范思維] 二、波動(dòng)圖象的應(yīng)用 振動(dòng)圖象和波的圖象的比較 兩種圖象 比較內(nèi)容 振動(dòng)圖象 波的圖象 圖象意義 某質(zhì)點(diǎn)位移隨時(shí)間變化的規(guī)律 某時(shí)刻所有質(zhì)點(diǎn)相對(duì)平衡位置的位移 圖象特點(diǎn) 圖象信息 (1)振動(dòng)周期、
7、振幅 (2)各時(shí)刻質(zhì)點(diǎn)的位移和加速度方向 (1)波長(zhǎng)、振幅 (2)任意一質(zhì)點(diǎn)此時(shí)刻的位移和加速度方向 圖象變化 隨時(shí)間推移圖象延續(xù),但原有圖象形狀不變 隨時(shí)間推移,圖象沿傳播方向平移 一完整曲線對(duì)應(yīng)橫坐標(biāo) 一個(gè)周期 一個(gè)波長(zhǎng) 【例2】 圖5 (xx·重慶·17)介質(zhì)中坐標(biāo)原點(diǎn)O處的波源在t=0時(shí)刻開始振動(dòng),產(chǎn)生的簡(jiǎn)諧波沿x軸正向傳播,t0時(shí)刻傳到L處,波形如圖5所示.下列能描述x0處質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)的圖象是( ) [規(guī)范思維] 三、波的多解性問題分析 波的多解性原因分析: 1.波的周期性:機(jī)械波在時(shí)間和空間上具
8、有周期性.一方面,每經(jīng)過一個(gè)周期T或nT,介質(zhì)中的質(zhì)點(diǎn)完成一次(或n次)全振動(dòng)回到原來的狀態(tài),波形圖線與原來的圖線完全相同,這在傳播時(shí)間與周期關(guān)系上形成多解,t=nT+Δt;另一方面,波形沿波的傳播方向向前推進(jìn)λ或nλ,在波形圖上,相距λ、2λ、3λ、…、nλ的質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)步調(diào)完全一致,后面的質(zhì)點(diǎn)好象是前面質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)情況的“復(fù)制”,這在傳播距離與波長(zhǎng)關(guān)系上形成多解x=nλ+Δx. 2.波的傳播方向的不確定性 當(dāng)只知波沿x軸傳播時(shí),往往有沿x軸正方向和負(fù)方向傳播兩種情況. 3.介質(zhì)中質(zhì)點(diǎn)間距離與波長(zhǎng)的關(guān)系的不確定性 已知兩質(zhì)點(diǎn)平衡位置間的距離及某一時(shí)刻它們所在的位置,由于波的空間周期性,則兩質(zhì)
9、點(diǎn)存在著多種可能波形.做這類題時(shí),可先根據(jù)題意,在兩質(zhì)點(diǎn)間先畫出最簡(jiǎn)波形,然后再作一般分析,從而寫出兩質(zhì)點(diǎn)間的距離與波長(zhǎng)關(guān)系的通式. 圖6 【例3】 (xx·鎮(zhèn)江模擬)如圖6所示的實(shí)線是某時(shí)刻的波形圖象,虛線是經(jīng)過0.2 s時(shí)的波形圖象.求: (1)波傳播的可能距離; (2)可能的周期(頻率); (3)可能的波速; (4)若波速是35 m/s,求波的傳播方向; (5)若0.2 s小于一個(gè)周期時(shí),求波傳播的距離、周期(頻率)、波速. [規(guī)范思維] 四、波的疊加和干涉 1.產(chǎn)生穩(wěn)定干涉現(xiàn)象的條件:頻率相同;有固定的相位差
10、. 2.干涉區(qū)域內(nèi)某點(diǎn)是振動(dòng)加強(qiáng)點(diǎn)還是振動(dòng)減弱點(diǎn)的充要條件: (1)最強(qiáng):該點(diǎn)到兩個(gè)波源的路程差是波長(zhǎng)的整數(shù)倍,即Δs=nλ. (2)最弱:該點(diǎn)到兩個(gè)波源的路程差是半波長(zhǎng)的奇數(shù)倍,即Δs=(2n+1). 3.加強(qiáng)點(diǎn)的位移變化范圍:-|A1+A2|~|A1+A2|. 減弱點(diǎn)的位移變化范圍:-|A1-A2|~|A1-A2|. 【例4】 (xx·新課標(biāo)卷·33(2)) 圖7 波源S1和S2振動(dòng)方向相同,頻率均為4 Hz,分別置于均勻介質(zhì)中x軸上的O、A兩點(diǎn)處,OA=2 m,如圖7所示.兩波源產(chǎn)生的簡(jiǎn)諧橫波沿x軸相向傳播,波速為4 m/s.已知兩波源振動(dòng)的初始相位相同.求: (1
11、)簡(jiǎn)諧橫波的波長(zhǎng); (2)OA間合振動(dòng)振幅最小的點(diǎn)的位置. 【基礎(chǔ)演練】 圖8 1.如圖8所示是觀察水面波衍射的實(shí)驗(yàn)裝置,AC和BD是兩塊擋板,AB是一個(gè)小孔,O是波源,圖中已畫出波源所在區(qū)域波的傳播情況,每?jī)蓷l相鄰波紋(圖中曲線)之間的距離表示一個(gè)波長(zhǎng),則對(duì)于波經(jīng)過孔之后的傳播情況,下列描述中正確的是( ) A.此時(shí)能明顯觀察到波的衍射現(xiàn)象 B.擋板前后波紋間距相等 C.如果將孔AB擴(kuò)大,有可能觀察不到明顯的衍射現(xiàn)象 D.如果孔的大小不變,使波源頻率增大,能更明顯觀察到衍射現(xiàn)象 圖9 2.如圖9所示,一個(gè)波源在繩的左端發(fā)生
12、波甲,另一個(gè)波源在同一根繩的右端發(fā)生波乙,波速都等于1 m/s.在t=0時(shí)刻,繩上的波形如圖中的(a)所示,則根據(jù)波的疊加原理,下述正確的是( ) A.當(dāng)t=2 s時(shí),波形如圖(b),t=4 s時(shí),波形如圖(c) B.當(dāng)t=2 s時(shí),波形如圖(b),t=4 s時(shí),波形如圖(d) C.當(dāng)t=2 s時(shí),波形如圖(d),t=4 s時(shí),波形如圖(c) D.當(dāng)t=2 s時(shí),波形如圖(c),t=4 s時(shí),波形如圖(d) 3.(xx·天津理綜·4)一列簡(jiǎn)諧橫波沿x軸正向傳播,傳到M點(diǎn)時(shí)波形如圖10所示,再經(jīng)0.6 s,N點(diǎn)開始振動(dòng),則該波的振幅A和頻率f為( ) 圖10 A.A=1 m
13、,f=5 Hz B.A=0.5 m,f=5 Hz C.A=1 m,f=2.5 Hz D.A=0.5 m,f=2.5 Hz 圖11 4.(xx·天津·7)位于坐標(biāo)原點(diǎn)處的波源A沿y軸做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng).A剛好完成一次全振動(dòng)時(shí),在介質(zhì)中形成簡(jiǎn)諧橫波的波形如圖11所示,B是沿波傳播方向上介質(zhì)的一個(gè)質(zhì)點(diǎn),則( ) A.波源A開始振動(dòng)時(shí)的運(yùn)動(dòng)方向沿y軸負(fù)方向 B.此后的周期內(nèi)回復(fù)力對(duì)波源A一直做負(fù)功 C.經(jīng)半個(gè)周期時(shí)間質(zhì)點(diǎn)B將向右遷移半個(gè)波長(zhǎng) D.在一個(gè)周期時(shí)間內(nèi)A所受回復(fù)力的沖量為零 圖12 5.(xx·四川高考)如圖12所示為一列沿x軸負(fù)方向傳播的簡(jiǎn)諧橫波,實(shí)線為t=0時(shí)
14、刻的波形圖,虛線為t=0.6 s 時(shí)的波形圖,波的周期T>0.6 s,則( ) A.波的周期為2.4 s B.在t=0.9 s時(shí),P點(diǎn)沿y軸正方向運(yùn)動(dòng) C.經(jīng)過0.4 s,P點(diǎn)經(jīng)過的路程為4 m D.在t=0.5 s時(shí),Q點(diǎn)到達(dá)波峰位置 6.(xx·大綱全國(guó)·21)一列簡(jiǎn)諧橫波沿x軸傳播,波長(zhǎng)為1.2 m,振幅為A.當(dāng)坐標(biāo)為x=0處質(zhì)元的位移為-A且向y軸負(fù)方向運(yùn)動(dòng)時(shí),坐標(biāo)為x=0.4 m處質(zhì)元的位移為A.當(dāng)坐標(biāo)為x=0.2 m處的質(zhì)元位于平衡位置且向y軸正方向運(yùn)動(dòng)時(shí),x=0.4 m處質(zhì)元的位移和運(yùn)動(dòng)方向分別為( ) A.-A、沿y軸正方向 B.-A、沿y軸負(fù)方向
15、 C.-A、沿y軸正方向 D.-A、沿y軸負(fù)方向 7.(xx·全國(guó)Ⅰ·20)一列簡(jiǎn)諧橫波在某一時(shí)刻的波形圖如圖13甲所示,圖中P、Q兩質(zhì)點(diǎn)的橫坐標(biāo)分別為x=1.5 m和x=4.5 m.P點(diǎn)的振動(dòng)圖象如圖乙所示. 圖13 在下列四幅圖中,Q點(diǎn)的振動(dòng)圖象可能是( ) 題號(hào) 1 2 3 4 5 6 7 答案 8.(xx·廣東·14)如圖14 圖14 為聲波干涉演示儀的原理圖.兩個(gè)U形管A和B套在一起,A管兩側(cè)各有一小孔.聲波從左側(cè)小孔傳入管內(nèi),被分成兩列頻率________的波.當(dāng)聲波分別通過A、B傳播到右側(cè)小
16、孔時(shí),若兩列波傳播的路程相差半個(gè)波長(zhǎng),則此處聲波的振幅________;若傳播的路程相差一個(gè)波長(zhǎng),則此處聲波的振幅________. 【能力提升】 圖15 9.(xx·山東理綜·37(1))漁船常利用超聲波來探測(cè)遠(yuǎn)處魚群的方位,已知某超聲波的頻率為1.0×105 Hz,某時(shí)刻該超聲波在水中傳播的波動(dòng)圖象如圖15所示. (1)從該時(shí)刻開始計(jì)時(shí),畫出x=7.5×10-3 m處質(zhì)點(diǎn)做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的振動(dòng)圖象(至少一個(gè)周期). (2)現(xiàn)測(cè)得超聲波信號(hào)從漁船到魚群往返一次所用的時(shí)間為4 s,求魚群與漁船間的距離(忽略船和魚群的運(yùn)動(dòng)). 10.一列
17、簡(jiǎn)諧橫波沿直線傳播,在波的傳播方向上有P、Q兩個(gè)質(zhì)點(diǎn),它們相距0.8 m.當(dāng)t=0時(shí),P、Q兩點(diǎn)的位移恰好是正最大值,且P、Q間只有一個(gè)波谷.當(dāng)t=0.6 s時(shí),P、Q兩點(diǎn)正好處于平衡位置,且P、Q兩點(diǎn)只有一個(gè)波峰和一個(gè)波谷,且波峰距Q點(diǎn)的距離第一次為0.2 m.求: (1)波由P傳至Q,波的周期; (2)波由Q傳至P,波的速度; (3)波由Q傳至P,從t=0時(shí)開始觀察,哪些時(shí)刻P、Q間(P、Q除外)只有一個(gè)質(zhì)點(diǎn)的位移大小等于振幅. 學(xué)案56 機(jī)械波 【課前雙基回扣】 1.BC 2.AC 3.AB 4.ABD 5.BD [若波向左傳播,
18、P點(diǎn)此時(shí)向上運(yùn)動(dòng),且經(jīng)Δt1=0.25 s=,P第一次到波峰,可推知再經(jīng)Δt2=0.75 s=T,P在平衡位置向上運(yùn)動(dòng). 若波向右傳播,P點(diǎn)此時(shí)向下運(yùn)動(dòng).經(jīng)Δt1′=0.25 s=T.P第一次到波峰,可知再經(jīng)Δt2′=0.75 s=3×T,P在平衡位置向下運(yùn)動(dòng).由此可知選項(xiàng)B、D正確.] 6.C [介質(zhì)Ⅰ、Ⅱ中波的振源相同,所以兩列波的頻率相同,f1=f2,由圖象知λ1=2λ2,又因?yàn)関=λf,所以v1=2v2,選項(xiàng)C正確.] 思維提升 1.機(jī)械波產(chǎn)生的條件:振源和介質(zhì),有波動(dòng)一定有振動(dòng).波的頻率決定于振源. 2.v=λf=λ/T.波速?zèng)Q定于介質(zhì),波長(zhǎng)由介質(zhì)和波源共同決定. 3.簡(jiǎn)
19、諧波圖象是正弦或余弦曲線,表示在波的傳播方向上,介質(zhì)中質(zhì)點(diǎn)在某一時(shí)刻相對(duì)各自平衡位置的位移. 4.波的干涉和衍射現(xiàn)象都是波特有的現(xiàn)象. 5.多普勒效應(yīng):波源的頻率不變,只是觀察者接收到的波的頻率發(fā)生變化.如果二者相互接近,觀察者接收到的頻率變大;如果二者相互遠(yuǎn)離,觀察者接收到的頻率變?。? 【核心考點(diǎn)突破】 例1 D [機(jī)械波在傳播過程中,振動(dòng)質(zhì)點(diǎn)并不隨波遷移,只是在各自的平衡位置附近做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng),選項(xiàng)A、C錯(cuò)誤.機(jī)械波可能是橫波,也可能是縱波,故振動(dòng)質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向不一定垂直于波的傳播方向,選項(xiàng)B錯(cuò)誤.振動(dòng)質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)是由波源的振動(dòng)引起的,故質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)頻率等于波源的振動(dòng)頻率,選項(xiàng)D正確.
20、] [規(guī)范思維] 掌握振動(dòng)與波動(dòng)的區(qū)別和聯(lián)系是正確解答本題的關(guān)鍵.注意“一同三不同”,即振動(dòng)的周期或頻率與波動(dòng)的周期或頻率相同;振動(dòng)的方向與波動(dòng)的方向不同;振動(dòng)的速度與波動(dòng)的速度不同;振動(dòng)的路程與波動(dòng)路程不同. 例2 C [由波動(dòng)圖象可知t0時(shí)刻x0處質(zhì)點(diǎn)正向下振動(dòng),下一時(shí)刻質(zhì)點(diǎn)縱坐標(biāo)將減小,排除B、D選項(xiàng).x0處質(zhì)點(diǎn)開始振動(dòng)時(shí)的振動(dòng)方向向下,故選項(xiàng)A錯(cuò)誤,選項(xiàng)C正確.] [規(guī)范思維] 本題考查振動(dòng)圖象與波動(dòng)圖象的相互轉(zhuǎn)換問題,應(yīng)從波的圖象和題意中提煉出以下三點(diǎn)信息:①波傳到x0之前,x0處的質(zhì)點(diǎn)不振動(dòng).②所有質(zhì)點(diǎn)的起振方向都向下.③t0時(shí)刻x0處的質(zhì)點(diǎn)正向下振動(dòng). 例3 見解析 解
21、析 (1)波的傳播方向有兩種可能:向左傳播或向右傳播.向左傳播時(shí),傳播的距離為 x=nλ+3λ/4=(4n+3) m (n=0,1,2,…) 向右傳播時(shí),傳播的距離為 x=nλ+λ/4=(4n+1) m (n=0,1,2,…) (2)向左傳播時(shí),傳播的時(shí)間為t=nT+3T/4 得:T=4t/(4n+3)=0.8/(4n+3) (n=0,1,2,…) 向右傳播時(shí),傳播的時(shí)間為t=nT+T/4 得:T=4t/(4n+1)=0.8/(4n+1)(n=0,1,2,…) (3)計(jì)算波速,有兩種方法:v=x/t或v=λ/T 向左傳播時(shí),v=x/t=(4n+3)/0.2=(20n+15)
22、m/s.或v=λ/T=4(4n+3)/0.8=(20n+15) m/s.(n=0,1,2,…) 向右傳播時(shí),v=x/t=(4n+1)/0.2=(20n+5) m/s. 或v=λ/T=4(4n+1)/0.8=(20n+5) m/s.(n=0,1,2,…) (4)若波速是35 m/s,則波在0.2 s內(nèi)傳播的距離為 x=vt=35×0.2 m=7 m=1λ,所以波向左傳播. (5)若0.2 s小于一個(gè)周期,說明波在0.2 s內(nèi)傳播的距離小于一個(gè)波長(zhǎng).則:向左傳播時(shí),傳播的距離x=3λ/4=3 m;傳播的時(shí)間t=3T/4得:周期T=0.267 s;波速v=15 m/s. 向右傳播時(shí),傳播
23、的距離為λ/4=1 m;傳播的時(shí)間t=T/4得:周期T=0.8 s;波速v=5 m/s. [規(guī)范思維] 解答此類問題,首先要考慮波傳播的“雙向性”,例如:nT+T時(shí)刻向右傳播的波形和nT+T時(shí)刻向左傳播的波形相同.其次要考慮波傳播的“周期性”,時(shí)間、傳播距離都要寫成周期、波長(zhǎng)的整數(shù)倍加“零頭”的形式. 例4 見解析 解析 (1)設(shè)波長(zhǎng)為λ,頻率為f,則v=λf,代入已知數(shù)據(jù),得λ=1 m. (2)以O(shè)為坐標(biāo)原點(diǎn),設(shè)P為OA間的任意一點(diǎn),其坐標(biāo)為x,則兩波源到P點(diǎn)的波程差為Δl=x-(2-x),0≤x≤2.其中x、Δl以m為單位. 合振動(dòng)振幅最小的點(diǎn)的位置滿足Δl=(k+)λ,k為整數(shù)
24、 解得:x=0.25 m,0.75 m,1.25 m,1.75 m. 思想方法總結(jié) 1.(1)由波的圖象判斷該時(shí)刻某質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向:波的圖象表示介質(zhì)中的“各個(gè)質(zhì)點(diǎn)”在“某一時(shí)刻”的位移.沿簡(jiǎn)諧橫波的傳播方向,將波分為上坡段和下坡段,則位于上坡段的質(zhì)點(diǎn)向下振,位于下坡段的質(zhì)點(diǎn)向上振,即“上坡下振”,“下坡上振”. (2)波長(zhǎng)、頻率和波速的關(guān)系:v=λf.另外,v=λ/T=Δx/Δt. 2.對(duì)于已知波動(dòng)圖象和波的傳播方向上某質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)圖象的問題,往往是從波動(dòng)圖象上能讀出波長(zhǎng),從振動(dòng)圖象上能讀出周期,從而可以計(jì)算出波的傳播速度;再根據(jù)某質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)圖象上所描述的波動(dòng)的圖象對(duì)應(yīng)的時(shí)刻的質(zhì)點(diǎn)
25、的振動(dòng)方向,就能確定該波的傳播方向. 3.解決波動(dòng)圖象中的多解問題的一般思路: (1)分析出造成多解的原因. ①波動(dòng)圖象的周期性,如由Δx=nλ+x,Δt=nT+t,求v出現(xiàn)多解. ②波傳播的雙向性. (2)由λ=vT進(jìn)行計(jì)算,若有限定條件,再進(jìn)行討論. 【課時(shí)效果檢測(cè)】 1.ABC 2.D 3.D 4.ABD 5.D 6.C 7.BC 8.相同 等于零 等于原來聲波振幅的兩倍 9.(1)見解析圖 (2)3 000 m 解析 (1)因?yàn)槌暡ǖ念l率為f=1.0×105 Hz,所以質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)周期T==10-5 s,x= 7.5×10-3 m處質(zhì)點(diǎn)圖示時(shí)刻處于波谷,所以可畫
26、出該質(zhì)點(diǎn)做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的圖象如右圖所示. (2)因?yàn)槌暡ǖ念l率為f=1.0×105 Hz,由波的圖象可知超聲波的波長(zhǎng)λ=15×10-3 m,由v=λf可得超聲波的速度v=λf=15×10-3×1.0×105 m/s=1 500 m/s 所以魚群與漁船間的距離x== m=3 000 m. 10.見解析 解析 由題意λ=0.8 m (1)若波由P傳至Q,由t=0.6 s=T,解得T=0.8 s. (2)若波由Q傳至P,則t=0.6 s=T,解得T=2.4 s,波速v= m/s=0.33 m/s. (3)若波由Q傳至P,則T=2.4 s,從t=0時(shí)刻開始,每經(jīng)過半個(gè)周期,P、Q間只有一個(gè)質(zhì)點(diǎn)的位移大小等于振幅,即t=nT/2=1.2n s,式中n=0,1,2,3,…. 易錯(cuò)點(diǎn)評(píng) 1.波的干涉和衍射現(xiàn)象都是波特有的現(xiàn)象,但它們的產(chǎn)生的條件不同,現(xiàn)象也不同.要產(chǎn)生穩(wěn)定的干涉,需要頻率相同的兩列波相遇. 而要發(fā)生明顯的衍射現(xiàn)象,需要障礙物或孔(縫)的尺寸跟波長(zhǎng)相差不多,或者比波長(zhǎng)更?。? 2.波動(dòng)問題往往具有多解性,或因時(shí)間的周期性,或因空間的周期性,或因波的傳播方向不固定.某些同學(xué)往往考慮不全,造成失誤,比如第10題. 3.對(duì)于波動(dòng)和振動(dòng)的綜合性問題,把圖象看錯(cuò),符號(hào)不明意義,從波動(dòng)圖象想象不出振動(dòng)過程是常見誤區(qū).
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