(配套教参)第十二章 第2讲 机械波-【高考领航】2024高考物理大一轮复习教师用书word+课件PPT（新教材，人教版）

第2讲　机械波 一、机械波 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、水等。 2．传播特点 (1)传播振动形式、传递能量、传递信息。 (2)质点不随波迁移。 3．机械波的分类 (1)横波：质点的振动方向与波的传播方向相互垂直，有波峰和波谷。 (2)纵波：质点的振动方向与波的传播方向在同一直线上，有疏部和密部。 二、描述机械波的物理量 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，用“λ”表示。 2．频率f：在波动中，介质中各质点的振动周期或频率都是相同的，都等于波源的振动周期或频率。 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＝。 三、机械波的图像 1．图像：在平面直角坐标系中，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。 2．物理意义：某一时刻介质中各质点相对平衡位置的位移。 四、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，或者小于波长时，才会发生明显的衍射现象。 五、波的干涉 1．波的叠加原理：几列波相遇时能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。 2．波的干涉 (1)定义：频率相同、相位差恒定、振动方向相同的两列波叠加时，某些区域的振动总是加强、某些区域的振动总是减弱，这种现象叫作波的干涉。 (2)条件：两列波的频率相同，振动方向相同，相位差恒定。 3．干涉和衍射是波特有的现象，波同时还可以发生反射、折射。 六、多普勒效应 1．条件：波源和观察者之间有相对运动(距离发生变化)。 2．现象：观察者感到频率发生变化。 3．实质：波源频率不变，观察者接收到的频率变化。 一、易混易错判断 1．在机械波的传播过程中，各质点随波的传播而迁移。(×) 2．相距一个(或整数个)波长的两个质点的振动位移在任何时刻都相同，而且振动速度的大小和方向也相同。(√) 3．两列波在介质中叠加，一定产生干涉现象。(×) 4．波的传播在时间上有周期性，在空间上也有周期性。(√) 5．机械波传递的是振动形式和能量。(√) 6．波的图像描述的是一个质点的位移随时间变化的关系。(×) 二、经典小题速练 1．(粤教版教材原题)利用发波水槽得到的水面波形如图所示，则(　　) A.图(a)和图(b)均显示了波的干涉现象 B.图(a)和图(b)均显示了波的衍射现象 C.图(a)显示了波的干涉现象，图(b)显示了波的衍射现象 D.图(a)显示了波的衍射现象，图(b)显示了波的干涉现象 解析：D　波绕过障碍物继续传播的现象是波的衍射现象，而两列频率相同的波相遇时，有些地方振动加强，有些地方振动减弱，且加强和减弱区域交替出现的为干涉现象，故选项D正确，A、B、C均错误。 2．(鲁科版教材原题)(多选)两列振动方向相同、振幅分别为A1和A2的波发生干涉现象。下列说法正确的是(　　) A.波峰与波谷相遇处，质点的振幅为|A1－A2| B.波峰与波峰相遇处，质点离开平衡位置的位移始终为A1＋A2 C.波峰与波谷相遇处，质点的位移总是小于波峰与波峰相遇处质点的位移 D.波峰与波峰相遇处，质点的振幅一定大于波峰与波谷相遇处质点的振幅 解析：AD　当波峰与波谷相遇时，质点振动减弱，振幅为|A1－A2|，当波峰与波峰相遇，或波谷与波谷相遇时，振动加强，振幅为A1＋A2，但位移都随时间而改变，故A、D正确，B、C错误。 考点一　机械波的传播与图像(基础考点) 1．机械波的传播特点 (1)介质中各质点的起振方向都和波源的起振方向相同。 (2)介质中每个质点都做受迫振动，因此，任一质点的振动频率和周期都与波源的振动频率和周期相同。 (3)波从一种介质进入另一种介质，由于介质不同，波长和波速可以改变，但频率和周期都不会改变。 (4)振源经过一个周期T完成一次全振动，波恰好向前传播一个波长的距离，所以v＝＝λf。 2．波动图像的信息(如图所示) (1)直接读取振幅A和波长λ，以及该时刻各质点的位移。 (2)确定某时刻各质点加速度的方向，并能比较其大小。 (3)结合波的传播方向可确定各质点的振动方向或由各质点的振动方向确定波的传播方向。 3．波的传播方向与质点振动方向的互判方法 方法解读 图像演示 “上下坡”法 沿波的传播方向，“上坡”时质点向下振动，“下坡”时质点向上振动 “同侧”法 波形图上某点表示传播方向和振动方向的箭头在图线同侧 “微平移”法 将波形沿传播方向进行微小