高二机械振动和机械波§2机械波

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1、§2机械波教学目标：1.掌握机械波的产生条件和机械波的传播特点（规律）；2.掌握描述波的物理量一一波速、周期、波长；3.止确区分振动图彖和波动图彖，并能运用两个图彖解决有关问题4.知道波的特性：波的叠加、干涉、衍射；了解多普勒效应教学重点：机械波的传播特点，机械波的三大关系（波长、波速、周期的关系；空间距离和时间的关系；波形图、质点振动方向和波的传播方向间的关系）教学难点：波的图象及相关应用教学方法：讲练结合，计算机辅助教学教学过程：一、机械波1・机械波的产生条件：①波源（机械振动）②传播振动的介质（相邻质点间存在相互作用力）。2.机械波的分类机械波可

2、分为横波和纵波两种。（1）质点振动方向和波的传播方向垂直的叫横波，如：绳上波、水面波等。（2）质点振动方向和波的传播方向平行的叫纵波，如：弹簧上的疏密波、声波等。分类质点的振动方向和波的传播方向关系形状举例横波垂直凹凸相间；有波峰、波谷绳波等纵波在同一条直线上疏密相间；有密部、疏部弹簧波、声波等说明：地震波既有横波，也有纵波。3・机械波的传播（1）在同一种均匀介质中机械波的传播是匀速的。波速、波长和频率之间满足公式：u二久％（2）介质质点的运动是在各自的平衡位置附近的简谐运动，是变加速运动，介质质点并不随波迁移。（3）机械波转播的是振动形式、能量和信息

3、。（4）机械波的频率由波源决定，而传播速度由介质决定。4.机械波的传播特点（规律）：（1）前带后，后跟前，运动状态向后传。即：各质点都做受迫振动，起振方向由波源来决定；且英振动频率（周期）都等于波源的振动频率（周期），但离波源越远的质点振动越滞后。（2）机械波传播的是波源的振动形式和波源提供的能量，而不是质点。5.机械波的反射、折射、干涉、衍射一切波都能发生反射、折射、干涉、衍射。特别是干涉、衍射，是波特有的性质。（1）干涉产生干涉的必要条件是：两列波源的频率必须相同。需要说明的是：以上是发生干涉的必要条件，而不是充分条件。要发生干涉还要求两列波的振动

4、方向相同（要上下振动就都是上下振动，要左右振动就都是左右振动），还要求相差恒定。我们经常列举的干涉都是相差为零的，也就是同向的。如果两个波源是振动是反向的，那么在干涉区域内振动加强和减弱的位置就正好颠倒过来了。干涉区域内某点是振动最强点还是振动最弱点的充要条件：①最强：该点到两个波源的路程之差是波长的整数倍，即力门2②最弱：该点到两个波源的路程之差是半波长的奇数倍，即^=-（2/1+1）2根据以上分析，在稳定的干涉区域内，振动加强点始终加强；振动减弱点始终减弱。至于“波峰和波峰叠加得到振动加强点”，“波谷和波谷叠加也得到振动加强点”，“波峰和波谷叠加得

5、到振动减弱点”这些都只是充分条件，不是必耍条件。【例1】如图所示，$、S?是两个相干波源，它们振动同步且振幅相同。实线和虚线分别表示在某一吋刻它们所发出的波的波峰和波谷。关于图中所标的心b.c.d四点，下列说法中正确的有A.该时刻。质点振动最弱，b、c质点振动最强，〃质点振动既不是最强也不是最弱B.该时刻d质点振动最弱，b、c、〃质点振动都最强C.。质点的振动始终是最弱的，b、c、d质点的振动始终是最强的D.再过774后的时刻a、b、c三个质点都将处于各自的平衡位置，因此振动最弱解析：该时刻d质点振动最弱，b.c质点振动最强，这不难理解。但是d既不是波

6、峰和波峰叠加，又不是波谷和波谷叠加，如何判定英振动强弱？这就要用到充要条件：“到两波源的路程之差是波长的整数倍”吋振动最强，从图中可以看出，d是$、S2连线的中垂线上的一点，到Si、S2的距离相等，所以必然为振动最强点。本题答案应选B、C点评：描述振动强弱的物理量是振幅，而振幅不是位移。每个质点在振动过程中的位移是在不断改变的，但振幅是保持不变的，所以振动最强的点无论处于波峰还是波谷，振动始终是最强的。【例2］如图所示表示两列相干水波的叠加情况，图中的实线表示波峰，虚线表示波谷。设两列波的振幅均为5cm,且图示的范围内振幅不变，波速和波长分别为lm/s

7、和0.5m。C点是BE连线的中点，下列说法中正确的是（）A.C、E两点都保持静止不动B.图示吋刻A、B两点的竖直高度差为20cmC.图示时刻C点正处于平衡位置且向水面上运动D.从图示的时刻起经0.25s,B点通过的路程为20cm解析：由波的干涉知识可知图6中的质点A、B、E的连线处波峰和波峰或波谷和波谷叠加是加强区，过D、F的连线处和过P、。的连线处波峰和波谷叠加是减弱区。C、E两点是振动的加强点，不可能静止不动。所以选项A是错误的。在图示时刻，A在波峰，3在波谷，它们振动是加强的，振幅均为两列波的振幅之和，均为10cm,此时的高度差为20cm,所以B

8、选项正确。A、B、C、E均在振动加强区，且在同一条直线上，由题图可知波是由E处向A处传播，在图