2019年高考物理第十五章机械振动机械波第2讲机械波学案

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1、第2讲　机械波板块一　主干梳理·夯实基础【知识点1】　机械波　横波和纵波　Ⅰ1．机械波的形成和传播(1)产生条件①有波源；②有介质，如空气、水、绳子等。(2)传播特点①传播振动形式、能量和信息；②介质中质点不随波迁移；③介质中各质点振动频率、振幅、起振方向都与波源相同。2．机械波的分类【知识点2】　横波的图象　波速、波长、频率(周期)及其关系　Ⅱ1.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偏离各自平衡位置的位移。(2)意义：表示在某一时刻各质点离开各自平衡位置的位移。(3)图象(4)应

2、用①可直接读取振幅A、波长λ，以及该时刻各质点偏离各自平衡位置的位移。②可确定该时刻各质点加速度的方向，并能比较该时刻不同质点速度或加速度的大小。③可结合波的传播方向确定各质点的振动方向，或结合某个质点的振动方向确定波的传播方向。2．波长、波速、频率(周期)及其关系(1)波长λ：在波动中，偏离平衡位置位移(或者说振动相位)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；与周期的关系为f＝。(4)波长、波速、频率和周期的关系：v＝

3、λf＝。【知识点3】　波的干涉和衍射　多普勒效应　Ⅰ1．波的独立传播原理两列波相遇后彼此穿过，仍然保持各自的运动特征，即各自的波长、频率等保持不变，继续传播，就像没有跟另一列波相遇一样。2．波的叠加几列波相遇时能够保持各自的运动特征，即各自的波长、频率等保持不变，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(速度、加速度)等于这几列波单独传播时引起的位移(速度、加速度)的矢量和。3．波的干涉和衍射的比较4．多普勒效应(1)定义：由于波源和观察者之间有相对运动，使观察者接收到的波的频

4、率发生变化的现象叫多普勒效应。(2)规律：波源的频率不变，只是观察者接收到的波的频率发生变化。如果二者相互接近，观察者接收到的频率变大；如果二者相互远离，观察者接收到的频率变小。(3)应用：利用声波的多普勒效应可以测定车辆行驶的速度；利用光波的多普勒效应可以判断遥远天体相对地球的运行速度。板块二　考点细研·悟法培优考点1机械波的形成与传播[深化理解]1．波速与振速的区别波源振动几个周期，波形就向外平移性延伸几个波长，这个比值就表示了波形向外平移性延伸(或振动能量向外传播)的速度，即波速。波速的大小与介质有关，波在同

5、一均匀介质中的传播是匀速的，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做周期性振动，即做变速运动，振速周期性变化，振速的大小、方向与质点偏离平衡位置的位移的大小、方向有关。2．机械振动与机械波的区别和联系例1　(多选)一列简谐横波向右传播，在其传播路径上每隔L＝0.1m选取一个质点，如图甲所示，t＝0时刻波恰传到质点1，并立即开始向上振动，经过时间t＝0.3s，所选取的1～9号质点间第一次出现如图乙所示的波形，则下列判断正确的是(　　)A．t＝0.3s时刻，质点1向上振动B．t＝0

6、.3s时刻，质点8向下振动C．t＝0至t＝0.3s内，质点5振动的时间只有0.2sD．该波的周期为0.2s，波速为4m/sE．该波的周期为0.3s，波速为2.67m/s(1)如何确定波的周期、波长和波速？提示：由振动的时间确定周期T，由形成的波形确定波长λ，再由v＝确定波速。(2)如何由波的传播方向确定质点的振动方向？提示：微平移法。尝试解答　选BCD。由乙图可知波长λ＝0.8m，由题知，t＝0时刻，该波恰传到质点1，并向上振动，当t＝0.3s时，由乙图确定此时质点1向下振动，又已知1～9号质点间第一次出现如图乙所

7、示波形，故质点1振动了一个半周期，所以T＝0.2s，由v＝得v＝4m/s，所以D正确，A、E错误。由波向右传播及乙图可知，在t＝0.3s时，质点8向下振动，B正确。从t＝0时刻起，经半个周期即0.1s波才传到质点5，因此质点5在t＝0至t＝0.3s内振动了一个周期0.2s，C正确。总结升华机械波的特点及各物理量之间的关系(1)介质依存性：机械波离不开介质。(2)能量信息性：机械波传播的是振动的形式、能量和信息。(3)传播不移性：在传播方向上，各质点只在各自平衡位置附近振动，并不随波迁移。(4)时空重复性：机械波传播

8、时，介质中的质点不断地重复着振源的振动形式。(5)周期、频率同源性：介质中各质点的振动周期均等于振源的振动周期且在传播中保持不变。(6)起振同向性：介质中各质点开始振动，方向与振源开始振动的方向相同。(7)波长、波速和频率的关系：v＝λf，f由波源决定，v由介质决定。　[2017·广东肇庆二模](多选)如图所示为一列简谐横波在t0时刻的波形，已知波速为0.2