2018年高考物理一轮复习专题12.2机械波教学案

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1、专题12.2机械波1.知道机械波的特点和分类.2.掌握波速、波长和频率的关系，会分析波的图象.3.理解波的干涉、衍射现象和多普勒效应，掌握波的干涉和衍射的条件．一、机械波　横波和纵波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)机械波传播的只是振动的形式和能量，质点只在各自的平衡位置附近做简谐运动，并不随波迁移。(2)介质中各质点的振幅相同，振动周期和频率都与波源的振动周期和频率相同。(3)一个周期内，质点完成一次全振动，通过的路程为4A，位移为零。3

2、．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的波，有波峰(凸部)和波谷(凹部)。(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，有密部和疏部。二、横波的图象　波速、波长和频率的关系1．横波的图象(1)坐标轴：横轴表示各质点的平衡位置，纵轴表示该时刻各质点的位移。(2)意义：表示在波的传播方向上，某时刻各质点离开平衡位置的位移。(3)图象：2．波长、波速、频率及其关系(1)波长λ在波动中，振动相位总是相同的两个相邻质点间的距离。(2)波速v：波在介质中的传播速度，由介质本身的性

3、质决定。-27-(3)频率f：由波源决定，等于波源的振动频率。(4)波长、波速和频率的关系：①v＝λf；②v＝。三、波的干涉和衍射现象　多普勒效应1．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2.多普勒效应(1)条件：声源和观察者之间有相对运动。(2)现象：观察者感到频率发生变化。(3)实质：声源频率不变，观察者接收到的频率变化。高频考点一　机械波的传播与图象例1．(多选

4、)关于机械波的形成，下列说法中正确的是(　　)A．物体做机械振动，一定产生机械波B．后振动的质点总是跟着先振动的质点重复振动，只是时间落后一步C．参与振动的质点群有相同的频率D．机械波是介质随波迁移，也是振动能量的传递E．机械波在传播过程中，各质点并不随波迁移，传递的是振动形式和能量答案：　BCE【变式探究】一列沿x轴正方向传播的简谐横波在t＝0时刻的波形如图所示，质点P的x坐标为3m。已知任意振动质点连续2次经过平衡位置的时间间隔为0.4s。下列说法正确的是(　　)-27-A．波速为4m/sB．波的频

5、率为1.25HzC．x坐标为15m的质点在t＝0.6s时恰好位于波谷D．x坐标为22m的质点在t＝0.2s时恰好位于波峰E．当质点P位于波峰时，x坐标为17m的质点恰好位于波谷答案：　BDE【举一反三】(多选)在均匀介质中选取平衡位置在同一直线上的13个质点，相邻两质点的距离均为0.1m，如图甲所示。在此均匀介质中一列横波沿直线向右传播，在t＝0时刻到达质点1，且质点1开始时是向上运动的，经过一段时间，在t＝0.6s时刻第一次出现如图乙所示的波形。则该波的(　　)A．周期是0.3s，波长是0.8mB．周

6、期是0.4s，波长是0.8mC．频率是2.5Hz，波速是2m/s-27-D．频率是Hz，波速是m/sE．在t＝0.6s时刻，质点13正在向下运动解析：　由乙图得到波长λ＝0.8m，由题意，质点1开始振动方向向上，而乙图上质点13振动方向向下，质点1在平衡位置，则可知，波的前峰并不是质点13，而在质点13右侧半个波长处，即形成两个波长的波形。则t＝2T，得到T＝0.3s，选项A、E正确，B错误；波速v＝＝m/s＝m/s，频率f＝＝Hz，选项C错误，D正确。答案：　ADE【变式探究】(多选)一列简谐横波在t

7、＝0时刻的波形如图所示，质点P此时刻沿－y方向运动，经过0.2s第一次回到平衡位置，则(　　)A．该波沿x轴正方向传播B．该波沿x轴负方向传播C．波的周期为0.4sD．波的传播速度为30m/sE．质点Q的振动方程为y＝5cos5πt(cm)答案：　BCE高频考点二　振动图象与波动图象例2．图4甲为一列简谐横波在某一时刻的波形图，a、b两质点的横坐标分别为xa＝2m和xb＝6m，图乙为质点b从该时刻开始计时的振动图象．下列说法正确的是(　　)图4-27-A．该波沿＋x方向传播，波速为1m/sB．质点a经过

8、4s振动的路程为4mC．此时刻质点a的速度沿＋y方向D．质点a在t＝2s时速度为零答案　D解析　由题图可知，该简谐横波波长为λ＝8m，周期T＝8s，所以波速为v＝＝1m/s，该时刻开始质点b向上运动，所以该波沿－x方向传播，A错误；经过4s(半个周期)质点a振动的路程为2A＝1m，B错误；此刻质点a运动方向与质点b相反，沿－y方向，C错误；在t＝2s时质点a在波谷处，速度为0，D正确．【变式探究】如图6甲所示为一列沿水平方向传播的简谐横波在