内容正文:
4 波的干涉
定标-关键能力与核心素养
未来密码 高中物理关键能力提升 选修第一册
第三章 机械波
考情揭秘 直击能力 定标素养
基本考查点 了解波的叠加原理;
理解波干涉产生的条件、现象及应用;
学会判断振动加强点和振动减弱点的方法。 能观察现象,提出问题,具备分析、判断和质疑能力;
能利用思维链从不同时刻来思考某点的运动特点,具备推理论证能力;
能通过实验来验证猜想,具备简单情境下的模型建构能力;
能通过抽象概括,做合理简化,归纳传播特点,具备创新思维;
能深刻理解波干涉原理,具备应用其解决实际问题的能力。 建立以现象为依据,通过科学推理,以物理学视角科学解释物理现象;
能从不同时刻动态分析问题,宏观理解质点的运动;
体会物理建模过程,体会模型在物理学研究过程中的意义。
尊重实验结果,重视团队合作,形成正确的运动观。
加深对波动这种特有运动的理解。
重点及难点 理解波的干涉条件;
学会如何判断某点是振动加强点还是振动减弱点;
理解干涉图样。
题型及难度 选择题为主,是波动的特有现象;
难度中等。
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本课时主要内容
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第三章 机械波
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知识导航
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第三章 机械波
【答案】矢量和 加强 减弱 相同 恒定 稳定 间隔 波峰 波谷 波谷
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探究1 波的叠加
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第三章 机械波
【问题导入】
观察现象:池塘中两列漾开的水波相互穿越
现象:两列水波相互穿越后,互不影响,各自继续向前传播
实验:两个同学分别捏着绳子的两端,将绳子拉直,两同学同时向上开始抖动绳子,观察两列绳波叠加情况?
现象:叠加区质点振动幅度变大了
【思考与讨论】
两波相遇时,相遇质点的位移满足什么规律?
两波相遇后,两波的运动有没有发生变化?
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【典例1】
探究1 波的叠加
【必备知识】波的叠加原理.
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第三章 机械波
下列说法正确的是( )
A. 两列波相遇并彼此穿过后各自的振动特点会受到影响
B. 两列波叠加时,质点的位移一定增大
C. 两列波叠加时,质点的位移可能减小
D. 只有频率相同的两列波才可以叠加
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【关键能力】
探究1 波的叠加
【答案】C
【解题思路】
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第三章 机械波
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【探究总结】
探究1 波的叠加
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第三章 机械波
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【对标训练1】
探究1 波的叠加
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第三章 机械波
(教材改编题)如图甲所示,两列沿相反方向传播的横波,形状相当于正弦曲线的一半,上下对称,其振幅相同,波长相等.它们相遇的某一时刻会出现两列波“消失”的现象,如图乙所示.则下列关于此时c、d两点振动方向判断正确的是( )
A. c向上、d向上
B. c向下、d向下
C. c向上、d向下
D. c向下、d向上
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探究1 波的叠加
【答案】D
【解题思路】
【易错提醒】
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第三章 机械波
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【问题导入】
探究2 波的干涉原理
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第三章 机械波
观察同频率的两列水波在水面上的相遇
【思考与讨论】
在两列水波重叠区域,观察到什么样的现象?
平静区和激烈区各是如何形成的?
这两类区域在水面上的位置是稳定的吗?是什么原因造成了它的稳定性?
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【典例2】
探究2 波的干涉原理
【必备知识】波的叠加原理,波的干涉原理.
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第三章 机械波
如图所示为某一时刻波源S1、S2在水槽中形成的水波,其中实线表示波峰,虚线表示波谷,已知两列波的频率相同,振幅相同,则下列说法正确的是( )
A. a点的位移始终最大,等于两列波的振幅之和
B. c点的频率等于两波源的频率之和
C. c点的振动始终减弱,d点的振动始终加强
D. 再经过四分之一个周期,b、c两点的位移均为0
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【关键能力】
探究2 波的干涉原理
【答案】D
【解题思路】
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第三章 机械波
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探究2 波的干涉原理
【探究总结】
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第三章 机械波
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【对标训练2】
探究2 波的干涉原理
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第三章 机械波
如图所示,S1、S2为两个振动情况完全一致的波源,两列波的波长都为λ,它们在同一介质中产生干涉现象.在与振动方向垂直的平面上,S1、S2之间(含S1、S2两点)共形成了5个相邻的振动加强区域,如图中实线所示.P是振动加强区域中的一点.从图中可看出( )
A. P点到两波源的距离差等于2λ
B. 因PS1长于PS2,故波源S1发出的波的传播速度更大
C. P点始终在波峰或者波谷,不会出现在平衡位置
D. 两波源之间的距离一定在2个波长到3个波长之间
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探究2 波的干涉原理
【答案】D
【解题思路】
【易错提醒】
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探究3 波的干涉应用
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【思考与讨论】
【问题导入】
现在降噪耳机十分普遍,在我们欣赏美妙音乐时,是否思考过,降噪的工作原理呢?
你能否利用干涉原理,设计一种降噪方案?
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【典例3】
探究3 波的干涉应用
【必备知识】振动加强点和减弱点的位移差满足的条件.
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第三章 机械波
汽车消声器的排气管通常由两个长度不同的管道组成,简化原理如图所示,这两个管道先在左侧分开再在右侧交汇,发动机的噪声声波在左侧分成两部分,分别通过A、B管道传播,在右侧交汇处再次相遇,即可达到降低噪声的效果.A、B管道的长度分别为s1、s2,则此消声器能够降低的噪声最大波长为( )
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【关键能力】
探究3 波的干涉应用
【答案】B
【解题思路】
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探究3 波的干涉应用
【探究总结】
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【对标训练3】
探究3 波的干涉应用
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第三章 机械波
(教材改编题)气流流动的过程中都会发出噪声,如图所示的消声器可以用来削弱高速气流产生的噪声.波长为λ的声波沿水平管道自左向右传播,在声波到达a处时,分成上下两束波,这两束声波在b处相遇时可削弱噪声,则下列说法正确的是( )
A. 该消声器工作原理是利用波的衍射
B. 该消声器对不同频率的声波都有相同的减噪效果
C. 该消声器在b处可削弱噪声,是因为上下两束波在b处振幅不同
D. 该消声器在b处削弱噪声时,上下两束波从a到b的路程差可能为
λ
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探究3 波的干涉应用
【答案】D
【解题思路】
【易错提醒】
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