（精选课件）沪科版高中物理选修3-4第2章《机械波》章末总结课件.ppt

1、网络构建区机械波机械波产生产生条件：条件：(1)(2)特点：传播的是特点：传播的是 、信息，质点并不随波迁移、信息，质点并不随波迁移分类分类横波：质点的振动方向与波的传播方向横波：质点的振动方向与波的传播方向纵波：质点的振动方向与波的传播方向在纵波：质点的振动方向与波的传播方向在描述描述波的图像波的图像可获取的信息可获取的信息与振动图像的区别与振动图像的区别物理量：物理量：、f、v关系：关系：v 决定因素：决定因素：f只由只由 决定，决定，v由由 决定决定波源波源介质介质运动形式运动形式能量能量垂直垂直同一直线上同一直线上f振源振源介质介质现象及应用现象及应用反射：波传播到分界面被反射回来，遵

2、守反射：波传播到分界面被反射回来，遵守 定律定律折射：波从一种介质进入另一种介质，遵守折射定折射：波从一种介质进入另一种介质，遵守折射定 律：律：反射反射干涉干涉条件：条件：相同、步调一致的两列波相同、步调一致的两列波现象：加强区域减弱区域相互间隔现象：加强区域减弱区域相互间隔衍射衍射条件：障碍物或孔的尺寸比波长条件：障碍物或孔的尺寸比波长 或或 现象：绕过障碍物或小孔传到阴影区，现象：绕过障碍物或小孔传到阴影区，声波：闻其声不见其人声波：闻其声不见其人小小频率频率相差不多相差不多波特波特有的有的现象现象现象及应用现象及应用多普多普勒效勒效应应条件：波源与观察者间有条件：波源与观察者间有 运动

3、运动现象：感受到的波的频率发生了变化现象：感受到的波的频率发生了变化波特波特有的有的现象现象相对相对专题整合区一、一、波的形成及传播规律波的形成及传播规律二、二、波的图像与振动图像的区别与联系波的图像与振动图像的区别与联系三三、波动问题的多解性波动问题的多解性一、波的形成及传播规律机械振动在介质中传播形成机械波，质点振动一个周机械振动在介质中传播形成机械波，质点振动一个周期，波向前传播一个波长，因此波的传播具有时间、期，波向前传播一个波长，因此波的传播具有时间、空间的周期性空间的周期性.故对机械波的形成与传播规律，应掌握故对机械波的形成与传播规律，应掌握以下几点：以下几点：1.波源做简谐运动，

4、在波的传播方向上的介质质点也跟波源做简谐运动，在波的传播方向上的介质质点也跟随做同频率的简谐运动，各质点的振动频率都等于波随做同频率的简谐运动，各质点的振动频率都等于波源的振动频率源的振动频率.波源从平衡位置开始振动的方向，也就波源从平衡位置开始振动的方向，也就是介质中各质点起始振动的方向是介质中各质点起始振动的方向.2.离波源较远的质点是由于离波源较近的质点的带动而离波源较远的质点是由于离波源较近的质点的带动而开始振动的，因而离波源较远的质点开始振动的时刻开始振动的，因而离波源较远的质点开始振动的时刻总是落后于离波源较近的质点总是落后于离波源较近的质点.3.在一个周期在一个周期T内，波源完成

5、一次全振动，波在介质中内，波源完成一次全振动，波在介质中传播的距离为一个波长传播的距离为一个波长.波传播的距离为多少个波长，波传播的距离为多少个波长，则所用的时间为多少个周期则所用的时间为多少个周期.波传播的距离波传播的距离x、波速、波速v、波源的振动时间波源的振动时间(即波传播的时间即波传播的时间)t、波长、波长、周期、周期T、频率频率f之间的关系为：之间的关系为：xvtt/Tft4.在同一均匀介质中，机械波匀速传播，波形沿波的传在同一均匀介质中，机械波匀速传播，波形沿波的传播方向平移播方向平移.例例1如图如图1所示，一列简谐横波沿所示，一列简谐横波沿x轴正方轴正方向传播，实线和虚线分别表示

6、向传播，实线和虚线分别表示t10和和t20.5 s(T0.5 s)时的波形时的波形.能正确反映能正确反映t37.5 s时波形的图是时波形的图是()图图1解析解析由题图可知由题图可知 0.5 s，T2 s，t37.5 s3 T，再由特殊点振动法可以确定再由特殊点振动法可以确定D选项正确选项正确.答案答案D二、波的图像与振动图像的区别与联系由于波的图像与振动图像形状相似，很多同学在应用时容易由于波的图像与振动图像形状相似，很多同学在应用时容易混淆混淆.因此面对波的图像和振动图像问题时要按如下步骤来分因此面对波的图像和振动图像问题时要按如下步骤来分析：析：1.先看两轴：由两轴确定图像种类先看两轴：由

7、两轴确定图像种类.2.读取直接信息：从振动图像上可直接读取周期和振幅；从读取直接信息：从振动图像上可直接读取周期和振幅；从波的图像上可直接读取波长和振幅波的图像上可直接读取波长和振幅.3.利用波速关系式：波长、波速、周期间一定满足利用波速关系式：波长、波速、周期间一定满足v/Tf.例例2介质中坐标原点介质中坐标原点O处的波源在处的波源在t0时刻开始振动，产生的简谐波沿时刻开始振动，产生的简谐波沿x轴正方轴正方向传播，向传播，t0时刻传到时刻传到L处，波形如图处，波形如图2所示所示.下列能描述下列能描述x0处质点振动的图像是处质点振动的图像是()图图2解析解析题目中波的图像可知题目中波的图像可知

8、t0时刻时刻x0处质点正向下振动，处质点正向下振动，下一时刻质点纵坐标将减小，排除下一时刻质点纵坐标将减小，排除B、D选项选项.x0处质点开始振动时的振动方向向下，故选项处质点开始振动时的振动方向向下，故选项A错误，错误，选项选项C正确正确.答案答案C返回返回三、波动问题的多解性波动问题出现多解性的原因：波动问题出现多解性的原因：1.空间周期性：波在均匀介质中传播时，传播的距离空间周期性：波在均匀介质中传播时，传播的距离xnx0，nN，式中，式中为波长，为波长，x0表示传播距离中除表示传播距离中除去波长的整数倍部分后余下的那段距离去波长的整数倍部分后余下的那段距离.2.时间周期性：波在均匀介质

9、中传播的时间时间周期性：波在均匀介质中传播的时间tnTt0，nN，式中，式中T表示波的周期，表示波的周期，t0表示总时间中除去周期表示总时间中除去周期的整数倍部分后剩下的那段时间的整数倍部分后剩下的那段时间.3.传播方向的双向性：本章中我们解决的都是仅限于波传播方向的双向性：本章中我们解决的都是仅限于波在一条直线上传播的情况，即它有沿在一条直线上传播的情况，即它有沿x正向或负向传播正向或负向传播的可能的可能.4.质点振动的双向性：质点虽在振动，但在只给出位置质点振动的双向性：质点虽在振动，但在只给出位置的情况下，质点振动有沿的情况下，质点振动有沿y和和y两个方向的可能两个方向的可能.例例3如图

10、如图3所示，实线是某时刻的波形图线，虚线是所示，实线是某时刻的波形图线，虚线是0.2 s后的波形图线后的波形图线.图图3(1)若波向左传播，求它传播的距离及最小距离；若波向左传播，求它传播的距离及最小距离；解析解析由题图知，由题图知，4 m，若波向左传播，传播的距，若波向左传播，传播的距离的可能值为离的可能值为xn (4n3)m(n0,1,2，)最小距离为最小距离为xmin3 m，此时，此时n0.答案答案见解析见解析(2)若波向右传播，求它的周期及最大周期；若波向右传播，求它的周期及最大周期；解析解析若波向右传播，若波向右传播，x(n )m，所用时间为所用时间为t(n )T0.2 s，故，故T

11、 s，所以最大周期为所以最大周期为Tmax0.8 s，此时，此时n0.答案答案见解析见解析(3)若波速为若波速为35 m/s，求波的传播方向，求波的传播方向.解析解析xvt350.2 m7 m(3)m，所以波向左传播所以波向左传播.答案答案见解析见解析返回返回自我检测区123412341.一列简谐横波正沿着一列简谐横波正沿着x轴正方向传播，波在某一时刻轴正方向传播，波在某一时刻的波形如图的波形如图4所示，则此时刻所示，则此时刻()A.x3 m处质点正沿处质点正沿y轴正方向运动轴正方向运动B.x6 m处质点的速度为零处质点的速度为零C.x7 m处质点的加速度方向沿处质点的加速度方向沿y轴负方向轴

12、负方向D.x8 m处质点的合外力为零处质点的合外力为零图图41234解析解析由由“带动法带动法”可判定可判定x3 m处质点正沿处质点正沿y轴正方轴正方向运动，向运动，A正确；正确；x6 m处质点正好处于平衡位置，其速度最大，处质点正好处于平衡位置，其速度最大，B错；错；x7 m处质点受合外力沿处质点受合外力沿y轴负方向，其加速度方向沿轴负方向，其加速度方向沿y轴负方向，轴负方向，C正确；正确；x8 m处质点正好位于最大位移处，所受合外力最大，处质点正好位于最大位移处，所受合外力最大，D错错.答案答案AC12342.一列简谐横波沿直线由一列简谐横波沿直线由a向向b传播，相距传播，相距10.5 m

13、的的a、b两处的质点振动图像如图两处的质点振动图像如图5中中a、b所示，则所示，则()A.该波的振幅可能是该波的振幅可能是20 cmB.该波的波长可能是该波的波长可能是8.4 mC.该波的波速可能是该波的波速可能是10.5 m/sD.该波由该波由a传播到传播到b可能历时可能历时7 s图图51234解析解析由题图知振幅由题图知振幅A10 cm；10.5 m，则不，则不论论n取任何非负整数都不可能得到取任何非负整数都不可能得到8.4 m；由题图可以看出由题图可以看出T4 s，v ，显然波速不可能是显然波速不可能是10.5 m/s.由图像分析可知，经历时间由图像分析可知，经历时间可能为可能为t T，

14、所以可能历时所以可能历时7 s.答案答案DA.周期为周期为4.0 sB.振幅为振幅为20 cmC.传播方向沿传播方向沿x轴正向轴正向D.传播速度为传播速度为10 m/s12343.一列简谐横波在一列简谐横波在t0时刻的波形图如图时刻的波形图如图6所示所示.介质中介质中x2 m处的质点处的质点P沿沿y轴方向做简谐运动的表达式为轴方向做简谐运动的表达式为y10sin(5t)cm.关于这列简谐波关于这列简谐波,下列说法正确的是下列说法正确的是()图图61234解析解析由题意知由题意知5 rad/s，周期为：，周期为：T 0.4 s，由波的图像得：振幅由波的图像得：振幅A10 cm、波长、波长4 m，

15、故波速为故波速为v 10 m/s，P点在点在t0时振动方向为时振动方向为y正方正方向，波向向，波向x正方向传播正方向传播.答案答案CD12344.图图7为一简谐波在为一简谐波在t0时刻的波形图，介质中的质点时刻的波形图，介质中的质点P做简谐运动的表达式为做简谐运动的表达式为yAsin 5t，求该波的速度，并，求该波的速度，并画出画出t0.3 s时的波形图时的波形图(至少画出一个波长至少画出一个波长).图图71234解析解析由简谐运动表达式可知由简谐运动表达式可知5 rad/s，t0时刻质时刻质点点P向上运动，故波沿向上运动，故波沿x轴正方向传播轴正方向传播.由波形图读出波由波形图读出波长长4 m.T 由波速公式，知由波速公式，知v1234联立联立式，代入数据可得式，代入数据可得v10 m/st0.3 s时的波形图如图所示时的波形图如图所示.答案答案见解析见解析