2017届高考物理一轮复习专题十四机械振动、机械波、光学、电磁波、相对论考点二机械波教学案（含解析）

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1、基础点知识点1　　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．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。知识点2　　横波的图象　波速、波长和频率的关系1．横波的图象

2、(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，由介质本身的性质决定。(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＝。知识点3　　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

3、继续向前传播2.多普勒效应(1)定义：当波源与观察者互相靠近或者互相远离时，观察者接收到的波的频率会发生变化。(2)规律①波源与观察者如果相互靠近，观察者接收到的频率增大；②波源与观察者如果相互远离，观察者接收到的频率减小；③波源和观察者如果相对静止，观察者接收到的频率等于波源的频率。(3)实质：声源频率不变，观察者接收到的频率变化。重难点一、机械波的形成与传播1．波速与振速的区别波源振动几个周期，波形就向外平移几个波长，这个比值就表示了波形(或能量)向外平移的速度，即波速。在同一均匀介质中波动的传播是匀速的，与波源的振动频率无关。质点的振动速度，即为振速，波动中各质点都在平衡位置附近

4、做周期性振动，是变速运动，质点并没有沿波的传播方向随波迁移。2．振动与波动的区别和联系　　名称项目　　振动波动区别研究对象不同振动是单个质点以平衡位置为中心所做的往复运动波动是介质中大量质点依次发生振动而形成的“集体运动”产生原因不同振动是由于质点所受回复力作用的结果波动是由于介质中相邻质点的带动作用而形成的能量变化情况不同振动过程动能和势能不断地相互转化，总机械能守恒振源将机械能传递给它的相邻质点，这个质点再将能量传递给下一质点，每个质点在不断地吸收和放出能量，从而把波源的能量传播出去，是一个能量的传播过程联系(1)振动是波动的成因，波动是振动在介质中的传播(2)波动的周期等于质点振

5、动的周期(3)有振动不一定有波动，因为波的形成还需要有传播振动的介质。但有波动一定有振动(4)波源停振后，介质中的波动并不立即停止，而是继续向远处传播，直到振动能量完全损失尽3.机械波的传播规律(1)在波动中，振动相位总是相同的两个相邻质点间的距离叫波长。(2)波传到任意一点，该点的起振方向都和波源的起振方向相同。(3)介质中每个质点做的都是受迫振动，所以任一质点的振动频率和周期都和波源相同。因此可以断定：波从一种介质进入另一种介质，由于介质的情况不同，它的波长和波速可能改变，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，所以有v＝＝λf

6、。(5)质点振动nT(波传播nλ)时，波形不变。(6)相隔波长整数倍的两质点，振动状态总相同，相隔半波长奇数倍的两质点，振动状态总相反。特别提醒(1)有机械波必有机械振动，有机械振动不一定有机械波。已经形成的波跟波源无关，波源停止振动，波继续传播。(2)周期(频率)只取决于波源，波速只取决于介质，波长由周期和波速共同决定。二、机械波的图象1．波动图象(1)波的图象反映了在某时刻介质中的各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，纵轴表示该时刻各质点的位移，如图所示。(2)图象的应用①直接读取振幅A和波长λ，以及该时刻各质点的位移；②确定该时刻各质点加速度的方向，并能比

7、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。2．振动图象和波动图象的对比分析　两种图象比较内容　振动图象波动图象研究对象一个振动质点沿波传播方向的所有质点研究内容某一质点的位移随时间的变化规律某时刻所有质点的空间分布规律图象物理意义表示同一质点在各时刻的位移表示某时刻各质点的位移形象比喻一个人一段时间的录相带一群人某时刻的照片图象信息(1)质点振动周期(2)质点振幅(3)某一质点在各时刻的位移(4)各