第三章 机械波-【新课程能力培养】2023-2024学年新教材高中物理选择性必修第一册学习手册（人教版）

学 第一册 （人教版）高中物理选择性必修 第三章 机 械 波 课 标 要 求 1. 通过观察， 认识波的特征。 能区别横波和 纵波。 能用图像描述横波。 理解波速、 波 长和频率的关系。 2. 知道波的反射和折射现象。 通过实验， 了 解波的干涉和衍射现象。 3. 通过实验， 认识多普勒效应。 能解释多普 勒效应产生的原因。 能列举多普勒效应的 应用实例。 知 识 结 构 规 律 公 式 1. 波速 v=λf 。 2. 振动加强点和减弱点的判断： 当两波源振动步调一致时 ： 若 |ps 1 -ps 2 |= kλ ， 则振动加强； 若 |ps 1 -ps 2 |= （ 2k+1 ） λ 2 ， 则振动减弱。 提 纲 挈 领 1. 本章首先从生活实际出发理解波的基本概 念、 波的产生与描述； 在此基础上进一步 研究波的传播特性——波的反射、 折射、 干涉、 衍射和多普勒效应。 2. 在知识上， 机械波既是上一章机械振动的 延续， 又是后续学习光与电磁波的基础。 处理多质点运动的特征和规律是这章的难 点所在， 同时也要注意与生产生活和现代 科学技术的联系。 3. 在思想方法上， 这章内容以实验为基础， 需要通过观察、 分析实验现象， 推理得出 规律， 渗透了模型建构、 推理论证和质疑 创新的思想。 4. 在高考方面： 波长、 波速与频率的关系， 振动图像与波动图像结合的综合问题， 干 涉产生条件、 发生明显衍射条件等内容在 新高考内容中都有考查。 考查的题型也很 灵活， 选择、 计算都有可能。 在高考中， 波的传播的多解性问题与不确 定性问题、 以振动图像和波动图像为载体综合 考查机械振动和机械波的基本概念、 波的叠加 等考查的概率很大， 要给予重视。 这部分内容 知识琐碎， 复习时还要侧重基本概念的复习。 机 械 波 波 # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # " # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # $ 描述机械波 的物理量 波长 周期与频率 T= 1 f 波速 v=λ 波 # # # " # # # $ f 机械波的 形成和传播 机械波的产生条件 机械波的分类 机械波的传播特 特 点 波的图像特点 从波的图像得到的信息 波的图像的应用 波的图像与振动图像的区 波 # # # " # # # $ 别 波的图像 波的 干涉与 衍射 波的叠加 波的干涉条件 干涉图样 干涉加强点和减弱点的判断条 波 # # # " # # # $ 件 衍射现象 产生明显衍射现象的条 特 件 波的 干涉 波的 衍射 波 # # # " # # # $ 波的反射和折射 多普勒效应 52 学 第三章 机 械 波 1. 波 的 形 成 知 识 梳 理 知识点 1 波的形成 （以绳波为例） 1. 将一条绳划分成许多小段， 这一个个小段 可看作一个个相连的质点。 2. 各小段间存在着相互作用。 3. 波形成过程： 当手握绳端上下振动时， 绳 端带动相邻质点， 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 质点都很快振动起来， 只是后面的质点总 比前面的质点迟一些开始振动。 知识点 2 横波和纵波 1. 横波： 质点的振动方向和波的传播方向相 互垂直的波。 凸起的最高处叫波峰， 凹下 的最低处叫波谷。 2. 纵波： 质点的振动方向与波的传播方向在 同一直线上的波。 质点分布最密的部分叫 密部， 质点分布最疏的部分叫疏部。 知识点 3 机械波 1. 介质： 波借以传播的物质叫作介质。 它可 以是固、 液、 气三态中的任意一种。 2. 平衡位置： 在没有外来扰动之前， 各个质 点排列在同一直线上， 各个质点所在位置 称为各质点的平衡位置。 3. 波源： 由于外来的扰动， 在水、 绳及空气 的某一质点会引起振动， 首先振动的这个 质点即为波源。 4. 机械波： 机械振动在介质中的传播， 形成 了机械波。 5. 机械波的特点。 （ 1 ） 介质中有机械波传播时， 介质本身均在 各自的平衡位置附近振动， 并不随波迁 移， 机械波传播的只是振动这种运动 形式。 （ 2 ） 波在传播 “振动” 这种运动形式的同 时， 也将波源的能量传递出去。 波是传 递能量的一种方式。 （ 3 ） 波不但传递能量， 而且可以传递信息。 要 点 突 破 要点 1 机械波的形成及特点 1. 形成条件： 同时存在波源和介质。 2. 形成原因： 介质质点间存在相互作用。 3. 波的特点。 （ 1 ） 起振方向： 各质点开始振动时的起振方 向相同， 都与波源的起振方向相同。 （ 2 ） 周期与频率 ： 各质点均做受迫振动 ， 其振动频率与驱动力的频率 （周期 ） 相同 ， 即与波源的振动频率 （