高中物理第十二章机械波学案2新人教版选修3-4.doc

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1、第二讲波的图象应用波的特有现象【基本概念与基本规律】一、波的图象应用（由图象可获取的信息）1.该时刻各质点的平衡位置、位移以及该波的波长；2.若知道波的传播方向，可知各质点的运动方向；3.已知该时刻某一质点的运动方向，可判断波的传播方向；4.已知波速V的大小可求周期；5.已知波速V的大小和方向，可画出前后Δt时刻的波形图。【例1】一列简谐横波沿X负方向传播，下图12-2—1甲是t=1s时的波形图，图乙是波中某振动质点位移随时间变化的振动图线（两图用同一时间起点），则图乙可能是图甲中的哪个质元的振动图线

2、？（A）AX=Om处的质点Cx=2m处的质点B、x=1m处的质点D、x=3m处的质点【例2】如图12—2—2,一列简谐横波沿一直线向左传播。直线上某质点a向上运动到达最左图12—2—2大位移时，a点右方相距0.15m的b点刚好向下运动到最大位移处。则这列波的波长可能是(BD)A0.6mB、0.3mC0.2mD、0.1m22C波速可能大于=m/sD、波速可能是=m/sA此波的传播速度为25m/sB此波沿X轴负方向传播C从t=0时刻起，经过0.04s,质点A沿波的传播方向迁移了ImD在t=0.04s时，质

3、点B处在平衡位置，速度沿y轴负方向【例5】如图12—2—5所示，实线表示简谐波在t1=0时刻的波形图，虚线表示t2=0.5s时的波形图。（1）若T＜（t2-t1）＜2T,波向右传播的速度多大？（2）若2T＜（t2-t1）＜3T,波向左传播的速度多大？［思路点拨］波的平移法或质点振动法都可以解决［答案］0.28m/s，0.36m/s。二、波的特有现象1.波的独立传播原理和叠加原理独立传播原理：几列波相遇时，能够保持各自的运动状态继续传播，不互相影响；叠加原理：介质质点的位移、速度、加速度都等于几列波单独

4、转播时引起的位移、速度、加速度的矢量和。两者并不矛盾：前者是描述波的性质：同时在同一介质中传播的几列波都是独立的；后者是描述介质质点的运动情况：每个介质质点的运动是各列波在该点引起的运动的矢量和。【例6】两列波相向而行,置如图画出又经过t［思路点拨］理解波的叠加基本知识1.波的干涉波的干涉是两列波在特定条件下的叠加。(1)产生干涉的条件：两列波的频率相等。(2)现象：两列波相遇时，某些区域总是振动加强，某些区域总是振动减弱，且振动加强和减弱的区域相互间隔。(3)振动加强区和减弱区：振动完全相同的两列波

5、，某点到两波源间的距离之差为半波长的偶数倍(波长的整数倍)，则是振动加强区；某点到两波源间的距离之差为半波长的奇数倍，则是振动减弱区。图12-2-7【例7】如图12-2-7所示，S为音频发生器，AB是两个振动情况相同的发生器，A、B间的距离为d=Im一个人在PoP线上行走是，在R处听到强声，到P处又听到一个强声，若L=5mPoP=85cm,声速为340m/s,求声波的波长和频率。［思路点拨］波的干涉中相邻明纹间距公式及波速公式，审清题意，挖掘题设的隐含条件，建立起干涉相关联的内在联系及规律方能正确求解

6、。同时，也要明确某质点的振动是加强还是减弱，取决于两个相干波源到该质点的距离差。A、B两发生器为相干波源，其产生的机械波在空间叠加时必产生干涉现象，F0、P为相邻的两振动的加强点，由干涉两相邻明纹间距公式XL，可得d3400.173210HZ。X0.85JT1°17m；由波速公式:2.波的衍射(1)现象：波穿过小孔或障碍物，进入阴影区内。(2)发生明显衍射现象的条件是：障碍物或孔的尺寸比波长小，或者跟波长相在区域波的传播情况，每条相邻波纹(图中曲线)之间的距离表示一个波长，则对于波经过孔之后的传播情况

7、，下列描述中正确的是(ABC)A此时能明显观察到波的衍射现象B挡板前后波纹间距相等C如果孔AB扩大后,有可能观察不到明显的衍射现象D如果孔的大小不变，使波源频率增大，能更明显观察到衍射现象4．多普勒效应(1)由于观察者与波源之间存在相对运动，使观察者感受到的波的频率与波的实际频率不同的现象。(2)产生的原因观察者接收到的频率等于观察者在单位时间内接收到的完全波的个数，当波以一定速度V通过接收者时，t内通过的其完全波的个数为N=vt/λ,因而单位时间内通过接收者的完全波的个数，即接受频率f=v/λo若波

8、源不动观察者朝向波源以速度V2运动，由于相对速度增大而是的单位时间内通过观察者的完全波的个数增多，即f/=(v+v2)/λ=(1+v2/v)f,可见，接收频率增大了，同理可知，当观察者背离波源运动时，接收频率将减小。当观察者不动，波源向观察者以速度Vi运动，由于波长变短为λ∕=λ-ViT而使得单位时间内通过观察者的完全波个数增多，即f/=v/λ/=V/(λ-ViT)=vf/(v—Vi)。可见，接收频率也增大；反之，减小。【例9】当人听到声音的频率越来越低