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1、第二节机械波第二节机械波第十二章机械振动与机械波光电磁波与相对论第十二章机械振动与机械波光电磁波与相对论栏目栏目导引导引第十二章机械振动与机械波光电磁波与相对论第十二章机械振动与机械波光电磁波与相对论一、机械波一、机械波1形成条件形成条件(1)有发生机械振动的有发生机械振动的_(2)有传播有传播_，如空气、水等，如空气、水等2传播特点传播特点(1)传播振动形式、传递传播振动形式、传递_、传递信息、传递信息(2)质点不随波迁移质点不随波迁移波源波源介质介质能量能量栏目栏目导引导引第十二章机械振动与机械波光电磁波与相对论第十二章机械振动与机械波光电磁波与相对论垂直垂直栏目栏目导引导引第十二章机械振
2、动与机械波光电磁波与相对论第十二章机械振动与机械波光电磁波与相对论 1.关于振动和波的关系，下列说法中正确的关于振动和波的关系，下列说法中正确的是是()A振动是波的成因，波是振动的传播振动是波的成因，波是振动的传播B振动是单个质点呈现的运动现象，波是许多质点联合起振动是单个质点呈现的运动现象，波是许多质点联合起来呈现的运动现象来呈现的运动现象C波在传播过程中，介质中的质点随波一起迁移波在传播过程中，介质中的质点随波一起迁移D波源停止振动时，波立即停止传播波源停止振动时，波立即停止传播AB栏目栏目导引导引第十二章机械振动与机械波光电磁波与相对论第十二章机械振动与机械波光电磁波与相对论二、描述机械
3、波的物理量二、描述机械波的物理量1波长波长：在波动中振动相位总是在波动中振动相位总是_的两个相邻的两个相邻质点间的距离用质点间的距离用“”表示表示2频率频率f：在波动中，介质中各质点的振动频率都是相同在波动中，介质中各质点的振动频率都是相同的，都等于的，都等于_的振动频率的振动频率介质介质相同相同波源波源栏目栏目导引导引第十二章机械振动与机械波光电磁波与相对论第十二章机械振动与机械波光电磁波与相对论 2.介质中有一列简谐机械波传播，对于其中某介质中有一列简谐机械波传播，对于其中某个振动质点个振动质点()A它的振动速度等于波的传播速度它的振动速度等于波的传播速度B它的振动方向一定垂直于波的传播方
4、向它的振动方向一定垂直于波的传播方向C它在一个周期内走过的路程等于一个波长它在一个周期内走过的路程等于一个波长D它的振动频率等于波源的振动频率它的振动频率等于波源的振动频率D栏目栏目导引导引第十二章机械振动与机械波光电磁波与相对论第十二章机械振动与机械波光电磁波与相对论三、机械波的图象三、机械波的图象1图象：图象：在平面直角坐标系中，用横坐标表示介质中各质点在平面直角坐标系中，用横坐标表示介质中各质点的的_，用纵坐标表示某一时刻各质点偏离平衡，用纵坐标表示某一时刻各质点偏离平衡位置的位置的_，连接各位移矢量的末端，得出的曲，连接各位移矢量的末端，得出的曲线即为波的图象，简谐波的图象是正弦线即为
5、波的图象，简谐波的图象是正弦(或余弦或余弦)曲线曲线2物理意义：物理意义：某一时刻介质中各质点相对某一时刻介质中各质点相对_的位移的位移平衡位置平衡位置位移位移平衡位置平衡位置栏目栏目导引导引第十二章机械振动与机械波光电磁波与相对论第十二章机械振动与机械波光电磁波与相对论 3.如图所示是一列简谐波在如图所示是一列简谐波在t0时刻的波形图，介质中的质点时刻的波形图，介质中的质点P沿沿y轴方向做简谐运动的表达式为轴方向做简谐运动的表达式为y10sin 5t cm.关于这列简谐波，下列说法中正确的是关于这列简谐波，下列说法中正确的是()A这列简谐波的振幅为这列简谐波的振幅为20 cmB这列简谐波的周
6、期为这列简谐波的周期为5.0 sC这列简谐波在该介质中的传播速度为这列简谐波在该介质中的传播速度为25 cm/sD这列简谐波沿这列简谐波沿x轴正向传播轴正向传播D栏目栏目导引导引第十二章机械振动与机械波光电磁波与相对论第十二章机械振动与机械波光电磁波与相对论四、波的衍射和干涉四、波的衍射和干涉1波的衍射定义：波的衍射定义：波可以绕过障碍物继续传播的现象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：发生明显衍射的条件：只有缝、孔的宽度或障碍物的尺寸只有缝、孔的宽度或障碍物的尺寸跟波长跟波长_，或者，或者_时，才会发时，才会发生明显的衍射现象生明显的衍射现象3波的叠加原理：波的叠加原理：几列
7、波相遇时能保持各自的运动状态，继几列波相遇时能保持各自的运动状态，继续传播，在它们重叠的区域里，介质的质点同时续传播，在它们重叠的区域里，介质的质点同时 参与这几列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 播时引起的播时引起的位移的矢量和位移的矢量和相差不多相差不多小于波长小于波长栏目栏目导引导引第十二章机械振动与机械波光电磁波与相对论第十二章机械振动与机械波光电磁波与相对论4波的干涉波的干涉(1)定义：频率相同的两列波叠加时，某些区域的振动定义：频率相同的两列波叠加时，某些区域的振动_、某些区域的振动、某些区域的振动_，这种现象叫波，这种
8、现象叫波的干涉的干涉(2)条件：两列波的频率相同条件：两列波的频率相同5干涉和衍射是波特有的现象，波干涉和衍射是波特有的现象，波 同同 时还可以发生反射、时还可以发生反射、折射折射加强加强减弱减弱栏目栏目导引导引第十二章机械振动与机械波光电磁波与相对论第十二章机械振动与机械波光电磁波与相对论 4.(2015湖北黄冈联考湖北黄冈联考)关于波的干涉关于波的干涉、衍射等现、衍射等现象，下列说法正确的是象，下列说法正确的是()A有的波只能发生干涉现象，有的波只能发生衍射现象有的波只能发生干涉现象，有的波只能发生衍射现象B产生干涉现象的必要条件之一，就是两列波的频率相等产生干涉现象的必要条件之一，就是两
9、列波的频率相等C能观察到明显的衍射现象的条件是障碍物的尺寸与波长能观察到明显的衍射现象的条件是障碍物的尺寸与波长比较相差不多或比波长更小比较相差不多或比波长更小D在干涉图样中，振动加强区域的质点，其位移始终保持在干涉图样中，振动加强区域的质点，其位移始终保持最大；振动减弱区域的质点，其位移始终保持最小最大；振动减弱区域的质点，其位移始终保持最小BC栏目栏目导引导引第十二章机械振动与机械波光电磁波与相对论第十二章机械振动与机械波光电磁波与相对论五、多普勒效应五、多普勒效应由于波源与观察者互相由于波源与观察者互相_或者互相或者互相_时，时，接收到的波的接收到的波的_与波源频率不相等的现象与波源频率
10、不相等的现象靠近靠近远离远离频率频率栏目栏目导引导引第十二章机械振动与机械波光电磁波与相对论第十二章机械振动与机械波光电磁波与相对论 5.(2015江西盟校联考江西盟校联考)下列关于多普下列关于多普勒效应的说勒效应的说法中，正确的是法中，正确的是()A观察者远离波源运动时，接收到的频率增大观察者远离波源运动时，接收到的频率增大B观察者靠近波源运动时，接收到的频率增大观察者靠近波源运动时，接收到的频率增大C观察者减速远离波源时，接收到的频率越来越小观察者减速远离波源时，接收到的频率越来越小D多普勒效应是机械波所特有的现象多普勒效应是机械波所特有的现象B栏目栏目导引导引第十二章机械振动与机械波光电
11、磁波与相对论第十二章机械振动与机械波光电磁波与相对论考点考点一一 波动图象与波速公式的应用波动图象与波速公式的应用考点二考点二 振动图象与波动图象的综合应用振动图象与波动图象的综合应用 考点考点三三 波的干涉、衍射、多普勒效应波的干涉、衍射、多普勒效应栏目栏目导引导引第十二章机械振动与机械波光电磁波与相对论第十二章机械振动与机械波光电磁波与相对论考点一波动图象与波速公式的应用考点一波动图象与波速公式的应用1波的图象反映了在某时刻介质中的质点离开平衡位置的位波的图象反映了在某时刻介质中的质点离开平衡位置的位移情况，图象的横轴表示各质点的平衡位置，纵轴表示该时移情况，图象的横轴表示各质点的平衡位置
12、，纵轴表示该时刻各质点的位移，如图刻各质点的位移，如图图象的应用：图象的应用：(1)直接读取振幅直接读取振幅A和波长和波长，以及该时刻各质点，以及该时刻各质点的位移的位移栏目栏目导引导引第十二章机械振动与机械波光电磁波与相对论第十二章机械振动与机械波光电磁波与相对论(2)确定某时刻各质点加速度的方向，并能比较其大小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振动方向确定波的传播方向栏目栏目导引导引第十二章机械振动与机械波光电磁波与相对论第十二章机械振动与机械波光电磁
13、波与相对论 (2014高考山东卷高考山东卷)一列简谐横波沿一列简谐横波沿直线传播，以波直线传播，以波源源O由平衡位置开始振动为计时零点，质点由平衡位置开始振动为计时零点，质点A的振动图象如图的振动图象如图所示已知所示已知O、A的平衡位置相距的平衡位置相距0.9 m以下判断正确的以下判断正确的是是()A波长为波长为1.2 mB波源起振方向沿波源起振方向沿y轴正方向轴正方向C波速大小为波速大小为0.4 m/sD质点质点A的动能在的动能在t4 s时最大时最大AB栏目栏目导引导引第十二章机械振动与机械波光电磁波与相对论第十二章机械振动与机械波光电磁波与相对论栏目栏目导引导引第十二章机械振动与机械波光电
14、磁波与相对论第十二章机械振动与机械波光电磁波与相对论方法总结方法总结波的传播方向与质点的振动方向的互判方法波的传播方向与质点的振动方向的互判方法内容内容图象图象上下上下坡法坡法同侧同侧法法微平微平移法移法沿波的传播方向，上坡时质点向沿波的传播方向，上坡时质点向下振动，下坡时质点向上振动下振动，下坡时质点向上振动波形图上某点表示传播方向和振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动方向的箭头在图线同侧将波形图沿传播方向进行微小平将波形图沿传播方向进行微小平移，再由移，再由x轴上某一位置的两波轴上某一位置的两波形曲线上的点来判定形曲线上的点来判定栏目栏目导引导引第十二章机械振动与机械波光
15、电磁波与相对论第十二章机械振动与机械波光电磁波与相对论 1.(2013高考北京卷高考北京卷)一列沿一列沿x轴正方轴正方向传播的简谐机向传播的简谐机械横波，波速为械横波，波速为4 m/s.某时刻波形如图所示，下列说法正确的某时刻波形如图所示，下列说法正确的是是()A这列波的振幅为这列波的振幅为4 cmB这列波的周期为这列波的周期为1 sC此时此时x4 m处质点沿处质点沿y轴负方向运动轴负方向运动D此时此时x4 m处质点的加速度为处质点的加速度为0D栏目栏目导引导引第十二章机械振动与机械波光电磁波与相对论第十二章机械振动与机械波光电磁波与相对论栏目栏目导引导引第十二章机械振动与机械波光电磁波与相对
16、论第十二章机械振动与机械波光电磁波与相对论考点二振动图象与波动图象的综合应用考点二振动图象与波动图象的综合应用振动图象振动图象波动图象波动图象研究对象研究对象研究内容研究内容图象图象物理意义物理意义一振动质点一振动质点沿波传播方向的所有质点沿波传播方向的所有质点一质点的位移随时一质点的位移随时间的变化规律间的变化规律某时刻所有质点的空间分某时刻所有质点的空间分布规律布规律表示同一质点在各表示同一质点在各时刻的位移时刻的位移表示某时刻各质点的位移表示某时刻各质点的位移栏目栏目导引导引第十二章机械振动与机械波光电磁波与相对论第十二章机械振动与机械波光电磁波与相对论振动图象振动图象波动图象波动图象图
17、象信息图象信息图象变化图象变化一完整曲一完整曲线占横坐线占横坐标的距离标的距离随时间推移，图象延续，随时间推移，图象延续，但已有形状不变但已有形状不变随时间推移，波形沿随时间推移，波形沿传播方向平移传播方向平移表示一个周期表示一个周期表示一个波长表示一个波长(1)质点振动周期质点振动周期(2)质点振幅质点振幅(3)某一质点在各时刻的位某一质点在各时刻的位移移(4)各时刻速度、加速度的各时刻速度、加速度的方向方向(1)波长、振幅波长、振幅(2)任意一质点在该时刻任意一质点在该时刻的位移的位移(3)任意一质点在该时刻任意一质点在该时刻的加速度方向的加速度方向(4)传播方向、振动方向传播方向、振动方
18、向的互判的互判栏目栏目导引导引第十二章机械振动与机械波光电磁波与相对论第十二章机械振动与机械波光电磁波与相对论 (2014高考新课标全国卷高考新课标全国卷)图甲为图甲为一列简谐横波在一列简谐横波在t2 s时的波形图，图乙为媒质中平衡位置在时的波形图，图乙为媒质中平衡位置在x1.5 m处的质处的质点的振动图象，点的振动图象，P是平衡位置为是平衡位置为x2 m的质点下列说法正的质点下列说法正确的是确的是( )A波速为波速为0.5 m/sB波的传播方向向右波的传播方向向右C02 s时间内，时间内，P运动的路程为运动的路程为8 cmD02 s时间内，时间内，P向向y轴正方向运动轴正方向运动E当当t7
19、s时，时，P恰好回到平衡位置恰好回到平衡位置ACE栏目栏目导引导引第十二章机械振动与机械波光电磁波与相对论第十二章机械振动与机械波光电磁波与相对论栏目栏目导引导引第十二章机械振动与机械波光电磁波与相对论第十二章机械振动与机械波光电磁波与相对论方法总结方法总结解决振动图象与波动图象的综合问题的注意点解决振动图象与波动图象的综合问题的注意点(1)分清振动图象与波动图象分清振动图象与波动图象(2)找准波动图象对应的时刻找准波动图象对应的时刻(3)找准振动图象描述的质点找准振动图象描述的质点栏目栏目导引导引第十二章机械振动与机械波光电磁波与相对论第十二章机械振动与机械波光电磁波与相对论 2.(2014
20、高考四川卷高考四川卷)如图所示，甲为如图所示，甲为t1 s时某横时某横波的波形图象，乙为该波传播波的波形图象，乙为该波传播 方向上某一质点的振动图象，方向上某一质点的振动图象，距该质点距该质点x 0.5 m处质点的振动图象可能是处质点的振动图象可能是()A栏目栏目导引导引第十二章机械振动与机械波光电磁波与相对论第十二章机械振动与机械波光电磁波与相对论栏目栏目导引导引第十二章机械振动与机械波光电磁波与相对论第十二章机械振动与机械波光电磁波与相对论栏目栏目导引导引第十二章机械振动与机械波光电磁波与相对论第十二章机械振动与机械波光电磁波与相对论考点三波的干涉、衍射、多普勒效应考点三波的干涉、衍射、多
21、普勒效应栏目栏目导引导引第十二章机械振动与机械波光电磁波与相对论第十二章机械振动与机械波光电磁波与相对论2波的衍射现象是指波能绕过障碍物继续传播的现象，产生波的衍射现象是指波能绕过障碍物继续传播的现象，产生明显衍射现象的条件是缝、孔的宽度或障碍物的尺寸明显衍射现象的条件是缝、孔的宽度或障碍物的尺寸 跟波长跟波长相差不大或者小于波长相差不大或者小于波长栏目栏目导引导引第十二章机械振动与机械波光电磁波与相对论第十二章机械振动与机械波光电磁波与相对论 (2014高考大纲全国卷高考大纲全国卷)两列振动方两列振动方向相同、振幅分向相同、振幅分别为别为A1和和A2的相干简谐横波相遇下列说法正确的是的相干简
22、谐横波相遇下列说法正确的是()A波峰与波谷相遇处质点的振幅为波峰与波谷相遇处质点的振幅为|A1A2|B波峰与波峰相遇处质点离开平衡位置的位移始终为波峰与波峰相遇处质点离开平衡位置的位移始终为A1A2 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处质点的振幅AD栏目栏目导引导引第十二章机械振动与机械波光电磁波与相对论第十二章机械振动与机械波光电磁波与相对论解析解析波峰与波谷相遇时，振幅相消，故实际振幅为波峰与波
23、谷相遇时，振幅相消，故实际振幅为|A1A2|，故选项，故选项A正确；波峰与波峰相遇处，质点正确；波峰与波峰相遇处，质点 的振的振 幅幅最大，合振幅为最大，合振幅为A1A2，但此处质点仍处于振，但此处质点仍处于振 动状动状 态中，态中，其位移随时间按正弦规律变化，故选项其位移随时间按正弦规律变化，故选项B错误；振动减弱点错误；振动减弱点和加强点的位移都随时间按正弦规律变化，选项和加强点的位移都随时间按正弦规律变化，选项C错误；波错误；波峰与波峰相遇时峰与波峰相遇时 振动加强，波峰与波振动加强，波峰与波 谷相遇时振动减弱，谷相遇时振动减弱，加强点的振幅大于减弱点的振幅，故选项加强点的振幅大于减弱点
24、的振幅，故选项D正确正确栏目栏目导引导引第十二章机械振动与机械波光电磁波与相对论第十二章机械振动与机械波光电磁波与相对论 3. (原创题原创题)如图所示，当波源和如图所示，当波源和障碍物都静止不动时，波源发出的波在障碍障碍物都静止不动时，波源发出的波在障碍物处不能发生明显衍射下列措施可能使波物处不能发生明显衍射下列措施可能使波发生较为明显衍射的是发生较为明显衍射的是()A增大波源的振动频率增大波源的振动频率B减小波源的振动频率减小波源的振动频率C波源靠近障碍物运动波源靠近障碍物运动D以上说法均不可行以上说法均不可行B栏目栏目导引导引第十二章机械振动与机械波光电磁波与相对论第十二章机械振动与机械
25、波光电磁波与相对论栏目栏目导引导引第十二章机械振动与机械波光电磁波与相对论第十二章机械振动与机械波光电磁波与相对论方法技巧方法技巧波的多解问题的处理方法波的多解问题的处理方法1造成波动问题多解的主要因素有造成波动问题多解的主要因素有(1)周期性周期性时间周期性：时间间隔时间周期性：时间间隔t与周期与周期T的关系不明确；的关系不明确；空间周期性：波传播距离空间周期性：波传播距离x与波长与波长的关系不明确的关系不明确(2)双向性双向性传播方向双向性：波的传播方向不确定；传播方向双向性：波的传播方向不确定；振动方向双向性：质点振动方向不确定振动方向双向性：质点振动方向不确定栏目栏目导引导引第十二章机
26、械振动与机械波光电磁波与相对论第十二章机械振动与机械波光电磁波与相对论栏目栏目导引导引第十二章机械振动与机械波光电磁波与相对论第十二章机械振动与机械波光电磁波与相对论 (10分分)(2015长安一中质检长安一中质检)实线和虚线分实线和虚线分别是沿别是沿x轴轴传播的一列简谐横波在传播的一列简谐横波在t10和和t20.06 s时刻的波形图已知时刻的波形图已知在在t0时刻，时刻，x1.5 m处的质点向处的质点向y轴正方向运动轴正方向运动(1)判断该波的传播方向；判断该波的传播方向；(2)求该波的最小频率；求该波的最小频率；(3)若若3T0.06 s4T，求该波的波速大小，求该波的波速大小栏目栏目导引
27、导引第十二章机械振动与机械波光电磁波与相对论第十二章机械振动与机械波光电磁波与相对论栏目栏目导引导引第十二章机械振动与机械波光电磁波与相对论第十二章机械振动与机械波光电磁波与相对论栏目栏目导引导引第十二章机械振动与机械波光电磁波与相对论第十二章机械振动与机械波光电磁波与相对论答案答案(1)向右传播向右传播(2)12.5 Hz(3)75 m/s栏目栏目导引导引第十二章机械振动与机械波光电磁波与相对论第十二章机械振动与机械波光电磁波与相对论 4.如图，一列沿如图，一列沿x轴正方向轴正方向传播的简谐横波，振幅为传播的简谐横波，振幅为2 cm，波速，波速为为2 m/s，在波的传播方向上两质点，在波的传
28、播方向上两质点a、b的平衡位置相距的平衡位置相距0.4 m(小于一个波长小于一个波长)，当质点，当质点a在波峰位置在波峰位置时，质点时，质点b在在x轴下方与轴下方与x轴相距轴相距1 cm的位置，则的位置，则( )A此波的周期可能为此波的周期可能为0.6 sB此波的周期可能为此波的周期可能为1.2 sC从此时刻起经过从此时刻起经过0.5 s，b点可能在波谷位置点可能在波谷位置D从此时刻起经过从此时刻起经过0.5 s，b点可能在波峰位置点可能在波峰位置ACD栏目栏目导引导引第十二章机械振动与机械波光电磁波与相对论第十二章机械振动与机械波光电磁波与相对论栏目栏目导引导引第十二章机械振动与机械波光电磁波与相对论第十二章机械振动与机械波光电磁波与相对论栏目栏目导引导引第十二章机械振动与机械波光电磁波与相对论第十二章机械振动与机械波光电磁波与相对论栏目栏目导引导引第十二章机械振动与机械波光电磁波与相对论第十二章机械振动与机械波光电磁波与相对论本部分内容讲解结束本部分内容讲解结束按按ESC键退出全屏播放键退出全屏播放