第七章 第2讲 机械波-【创新教程】2024高考物理总复习大一轮教师用书word（新教材，人教版）

第2讲　机械波 [必备知识·填充] [知识点一]　波的形成与传播　 1．机械波的形成条件 (1)有发生机械振动的　波源　. (2)有传播　介质　，如空气、水、绳子等． 2．传播特点 (1)传播振动形式、　能量　和信息． (2)质点不　随波迁移　. (3)介质中各质点振动频率、振幅、起振方向等都与波源　相同　. 3．机械波的分类 分类 质点振动方向和波 的传播方向的关系 形状 举例 横波 　垂直　 凹凸相间；有　波峰　、　波谷　 绳波等 纵波 在同一条直线上 疏密相间；有　密部　、　疏部　 弹簧波、声波等 4.波长、频率和波速 (1)波长：在波动中，振动相位总是相同的两个　相邻点间　的距离，用λ表示．波长由频率和波速共同决定． ①横波中，相邻两个　波峰　(或　波谷　)之间的距离等于波长． ②纵波中，相邻两个　密部　(或　疏部　)之间的距离等于波长． (2)频率：波的频率由　波源　决定，等于波源的振动频率． (3)波速：波的传播速度，波速由　介质　决定，与波源　无关　. (4)波速公式：v＝　λf　＝或v＝　　. [知识点二]　波的图像　 1．坐标轴 x轴：各质点　平衡位置　的连线． y轴：沿质点振动方向，表示质点的　位移　. 2．物理意义：表示介质中各质点在某一时刻相对各自　平衡位置　的位移． 3．图像形状：简谐波的图像是　正弦　(或余弦)曲线，如图所示． [知识点三]　波的干涉、衍射和多普勒效应　 1．波的叠加 观察两列波的叠加过程可知：几列波相遇时，每列波都能够保持各自的状态继续传播而不　互相干扰　，只是在重叠的区域里，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　. 2．波的干涉和衍射 波的干涉 波的衍射 条件 两列波的频率必须　相同　 明显条件：障碍物或孔的　尺寸　比波长小或相差不多 现象 形成加强区和减弱区相互隔开的　稳定的干涉图样　 波能够　绕过障碍物　或孔继续向前传播 3.多普勒效应 (1)定义：由于波源和观察者之间有　相对运动　，使观察者感受到波的频率　发生变化　的现象． (2)实质：波源频率　不变　，观察者接收到的频率　发生变化　. (3)规律： ①波源与观察者如果相互靠近，观察者接收到的　频率变大　. ②波源与观察者如果相互远离，观察者接收到的　频率变小　. ③波源和观察者如果相对静止，观察者接收到的频率　等于　波源的频率． [学情自测·验收] 一、思考辨析(正确的画“√”，错误的画“×”) 1．在机械波的传播中，各质点随波的传播而迁移．(　×　) 2．机械波的频率等于振源的振动频率．(　√　) 3．机械波在传播过程中，各质点振动的周期、起振方向都相同．(　√　) 4．两列波在介质中叠加，一定产生干涉现象．(　×　) 5．多普勒效应说明波源的频率发生变化．.(　×　) 二、走进教材 1．(人教版选择性必修第一册 P68第3题改编)(多选)如图所示，S为在水面上振动的波源，M、N为水面上的两块挡板，其中N板可以移动，两板中间有一狭缝，此时测得A处水没有振动，为使A处水也能发生振动，可采用的方法是(　　) A．使波源的频率增大 B．使波源的频率减小 C．移动N使狭缝的距离增大 D．移动N使狭缝的距离减小 解析：BD　[要使A处水发生振动，应使波的衍射现象更明显，而波能发生明显衍射的条件是狭缝的宽度跟波长相差不多或者比波长更小．因此可将狭缝变小，或将波长变大，而减小波源的频率可以使波长变大，故B、D正确．] 2．(人教版选择性必修第一册 P73第3题改编)消除噪声是当前环境保护的一个重要课题．内燃机、通风机等在排放各种高速气流的过程中都发出噪声，干涉型消声器可以用来减弱高速气流产生的噪声．干涉型消声器的结构及气流运行如图所示，产生波长为λ的声波沿水平管道自左向右传播．当声波到达a处时，分成两束相干波，它们分别 通过r1和r2的路程，再在b处相遇，即可达到减弱噪声的目的．若Δr＝r2－r1，则Δr等于(　　) A．波长λ的整数倍　　　 B．波长λ的奇数倍 C．半波长的奇数倍 D．半波长的偶数倍 解析：C　[根据干涉特点知，距离差为波长的整数倍时，此点为振动加强点，故A、B、D错误；距离差为半波长的奇数倍时，此点为减弱点，故C正确．] 3.(人教版选择性必修第一册 P65第2题)(多选)简谐横波某时刻的波形如图所示．P为介质中的一个质点，波沿x轴的正方向传播．以下说法正确的是(　　) A．质点P此时刻的速度沿x轴的正方向 B．质点P此时刻的加速度沿y轴的正方向 C．再过半个周期时，质点P的位移为负值 D．经过一个周期，质点P通过的路程为4a 答案：CD [考点解读] 1．机械波的传播特点 (1)波传到任意一点，该点的起振方向都和波