第3章 章末提升 机械波（wrord教参）-【优化探究】2021-2022学年新教材高中物理选择性必修第一册（教科版）

规律总结归纳 核心素养构建 1.机械波形成过程 当手握绳端上下振动时，绳端带动相邻的质点，使它也上下振动，这个质点又带动更远一些的质点……绳子上的质点都跟着振动起来，只是后面的质点总比前面的质点迟一些开始振动。 2．机械波的分类 横波与纵波。 3．机械波的特点 介质中有机械波传播时，介质本身并不随波迁移，机械波传播的只是振动这种运动形式。 4．波的图像：简谐波的图像是正弦曲线，波的图像描述的是某一时刻介质中各个质点偏离平衡位置的位移情况。 5．描述波的物理量 (1)波长(λ)：在波的传播方向上，振动相位总是相同的两个相邻质点间的距离。 (2)波的周期(T)和频率(f)：在波动中，各个质点的振动周期或频率是相同的，它们都等于波源的振动周期或频率，这个周期或频率也叫作波的周期或频率。 (3)波速(v)：机械波在介质中传播的速度为波速。 (4)关系式：f＝＝fλ。、v＝ 6．波的反射和折射 (1)反射现象：波遇到介质界面会返回来继续传播的现象。 (2)折射现象：波从一种介质射入另一种介质时，波的传播方向发生改变的现象。 7．波的衍射 (1)定义：波可以绕过障碍物继续传播的现象。 (2)发生明显衍射现象的条件：只有缝、孔的宽度或障碍物的尺寸跟波长相差不多，或者比波长更小时，才能观察到明显的衍射现象。 8．波的叠加原理 几列波相遇时能够保持各自的运动特征，继续传播，在它们重叠的区域里，介质的质点同时参与这几列波引起的振动，质点的位移等于这几列波单独传播时引起的位移的矢量和。 9．波的干涉 (1)现象：两列波相遇后，水面上出现了一条条相对平静的区域和激烈振动的区域，这两类区域在水面上的位置是稳定不变的。 (2)干涉图样：波的干涉中所形成的稳定图样。 (3)干涉条件：两列波的频率相同，两波源的相位差必须保持不变。 10．多普勒效应：由于波源与观察者之间有相对运动，使观察者感到频率改变的现象。 物理观念 机械波、横波、纵波、波的图像、正弦波、波长、周期(频率)、波速、波的反射、波的折射、波的衍射现象、波的干涉现象、多普勒效应 科学思维 (1)机械波的传播 (2)波的图像的描述、波动图像与振动图像的区别 (3)波长、波速和周期之间的关系v＝＝λf (4)波的叠加原理、干涉图样 (5)波的反射和折射 科学探究 (1)水波的反射、折射、衍射现象 (2)水波的干涉 科学态度与责任 (1)波的衍射和干涉在生活中的应用 (2)多普勒效应及波的反射、折射在生活中的应用 素养1　波动中的基本概念 [典例1]　(多选)下列关于机械波的概念的说法正确的是(　　) A．质点振动的方向总是垂直于波传播的方向 B．横波和纵波可同时存在于介质中 C．机械波传播的不仅仅是运动形式，还传播能量和信息 D．横波中质点不随波迁移，纵波中质点随波迁移 [解析]　机械波包括横波和纵波，横波中质点振动方向与波的传播方向垂直，纵波中质点振动方向和波的传播方向在同一直线上，A错误；振动质点只是在平衡位置附近振动，都不随波迁移，D错误；横波和纵波可以同时在介质中传播，它们传播运动形式的同时还传播能量和信息，B、C正确。 [答案]　BC [点评]　(1)波在传播过程中，质点只在其平衡位置附近做简谐运动，并不随波迁移。 (2)分析某个质点的运动时，根据质点做简谐运动的特点确定质点的位置和速度方向。 针对训练 1．(多选)关于机械振动和机械波，下列说法正确的是(　　) A．机械波的传播过程是大量介质质点依次重复波源振动的过程 B．单个物体的振动在介质中不会产生波 C．在波的传播过程中，介质质点只振动不随波迁移 D．在波的传播过程中，介质质点均做受迫振动 解析：机械波是振动在介质中的传播，需要大量介质质点依次重复波源的振动，A正确；单个物体可以作为波源，在介质中会产生机械波，B错误；波传播的是机械振动形式，同时传播了能量，介质中的质点做受迫振动，质点只在平衡位置附近振动，并不随波迁移，C、D正确。 答案：ACD 素养2　波动中数形结合方法的应用 [典例2]　(多选)图(a)为一列简谐横波在t＝0.10 s时刻的波形图，P是平衡位置在x＝1.0 m处的质点，Q是平衡位置在x＝4.0 m处的质点；图(b)为质点Q的振动图像。下列说法正确的是(　　) A．在t＝0.10 s时，质点Q向y轴正方向运动 B．在t＝0.25 s时，质点P的加速度方向与y轴正方向相同 C．从t＝0.10 s到t＝0.25 s，该波沿x轴负方向传播了6 m D．从t＝0.10 s到t＝0.25 s，质点P通过的路程为 30 cm [解析]　由Q的振动图像可知，t＝0.10 s时质点Q沿y轴负方向运动，选项A错误；由Q的振动图像可知，波的振动周期T＝0.2 s，由波动图像可知λ＝8 m，故波速v＝T内包含了质点P通