高考物理总复习十.pdf

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1、十十-机械波复习要点复习要点1、了解机械波的形成过程及条件2、了解机械波的分类及两类机械波的特征3、掌握机械波的图象、理解机械波图象的物理含意，并能利用机械波图象解决相关的问题。4、掌握机械波的波长、波速与频率之间的关系，并知道这三个量分别是由什么因素所决定。5、了解波的干涉、衍射等现象，并掌握波的干涉现象的有关特征与规律以及波的明显衍射的相应条件。6、了解声波的相关知识及多普勒效应。二、难点剖析二、难点剖析1、关于机械波的基本知识。（1）基本概念：机械振动在介质中的传播形成机械波。而简谐运动在介质中传播则将形成简谐波。（2）产生条件：形成机械波的条件有两条：第一，必须有波源；第二，必须有弹性

2、的连续的介质。（3）波的分类：按照质点作机械振动的方向与机械波在介质中传播的方向间关系划分，机械波有横波和纵波两类。质点振动方向与波的传播方向相互垂直的叫横波；质点振动方向与波的传播方向相互平行的叫纵波。（4）波的特点：机械波传播的只是质点振动的形式和能量，质点本身并不随波的传播而迁移；机械波的传播过程实际上是离波源泉近的质点带动离波源远的质点依次参加振动；正因为波的形成实际上是从波源开始依次带动介质中的各个质点参加振动，所以一方面参加振动的各质点的振动周期，振动频率都与波源质点相同，另一方面各质点参加振动的起始时刻随着与波源的距离依次滞后。2、波的图象（以简谐波为例）（1）形状：波的图象的形

3、状是如图-1 所示的正弦曲线XOR图-1（2）意义：波的图象反映的是波的传播过程中某一时刻各个质点相对于各自的平衡位置的位移情况：（3）作用：利用波的图象通常可以解决如下问题：从图象中可以看出波长；从图象中可以看出各质点振动的振幅A；从图象中可以看出该时刻各质点偏离平衡位置的位移情况；从图象中可以间接地比较各质点在该时刻的振动速度、动能、热能、回复力、加速度等量的大小；如波的传播方向已知，则还可以由图象判断各质点该时刻的振动方向以及下一时刻的波形；如波的传播速度大小书籍，更可利用图象所得的相关信息进一步求得各质点振动的周期和频率；波的图象与振动图象的比较；图象简谐运动的振图象机械波的波动图象函

4、数关系一个质点做简谐运动时，它的位置 x 随时间T变化的关系在某一时刻某一直线上各个质点的位置所形成的图象（横波）坐标横轴一个质点振动的时间各质点平衡位置距坐标原点的位置（距离）纵轴一个质点不同时刻相对平衡位置的位移各质点相对各自平衡位置的位移形状由图象可直观得到的数据正弦函数或余弦函数的图象周期 T振幅 A波长振幅 A波峰及波谷的位置图象上某一点的意义在某时刻（横轴坐标）做简谐运动的物体相对平衡位置的位移（纵轴坐标）在某时刻，距坐标原点的距离一定（横轴坐标）的该质点的位移（纵坐标）3、波的特有现象（1）波的叠加原理（独立传播原理）几列波相遇时能够保持各自的状态而不互相干扰，在几列波重叠的区域

5、里，任何一个质点的总位移，都等于这几列波分别引起的位移的矢量和。（2）波的衍射：波绕过障碍物的现象能够发生明显衍射的条件是：障碍物或孔的尺寸比波长小，或者跟波长相差不大。（3）波的干涉：频率相同的两列波叠加发生干涉现象，则介质中某点P 的振动是加强或是减弱，取决于该点到达两波源的距离之差：若距离之差恰等于半波长的偶（奇）数倍，则 P处的质点振动必然是加强（减弱）的。4、多普勒效应由于波源和面容者之间有相对运动，使观察者感到频率发生变化的现象，叫做多普勒效应。频率为F的波源向着观察者运动时，观察者感受到的频率F1F2；频率为F的波源远离观察者运动时，观察者感受到的频率F2F。三、典型例题三、典型

6、例题例 1：一列横波沿直线传播，某时刻的波形如图-2 所示，质点 A 的平衡位置与坐标原点 O 相距 0.5M，此时质点A 沿正方向运动，再经0.02S第一次到达最大位移。由此可知：A、这列波的波长为 1MB、这列波的频率为 100HZC、这列波的波速为 25M/SD、这列波向右传播图-2分析：由 A 点坐标结合波的图象可得波长；由 A 点运动到最大位移所历时间可得周期；由波长、周期、波速关系可得波速；由波形成过程的本质可得振动方向与传播方向关系。解：由于 A 点距 O 点 0.5M，所以波长为 1m由于质点 A 再经 0.02S第一次到达最大位移，所以周期为T=0.08S由于V=/T，所以波

7、速为传播方向的“双向性”特点。解答：由振动图象可知：周期为T=0.4S由波的图象又可知：波长为于是可得波速为v 4mT 10m/s在T=T-T=0.5S内，波的传播距离为X=VT=5M考虑到波的传播方向的“双向性”特征知：当波沿X轴正方向传播，T时刻波形应如图15-5 中的 C 图所示；当波沿X轴反方向传播，T时刻波形应如图 15-5 中V=1.25M/S由于波的形成实际上是波源质量依次带动后面的质量参与振动，而质点 A 此时是向上振动，可见它是被左侧质点所带动，即波是向右传播的。综上所述此例应选 A、D。例 2、已知平面简谐在X轴上传播，原点 O 的振动图线如图-3 所示，T时刻的波形图线如

8、-4 所示，则T=T+0.5S时刻的波形图线可能是图-5 中哪几个。分析：由振动图象得周期，由波的图象得波长，在此基础上得波速，另外注意到波的 D图所示，即：此例应选C、D。图-3图-4图-5图-6例例 3 3、如图-6 所示，在同一均匀媒质中有 S1、S2两个波源，这个波源的频率、振动方向均相同，且振动的步调完全一致，S1、S2之间相距两个波长，D 点为 S1、S2连线中点，今以 D 点为圆心，以 R=DS1为半径画圆，问在该圆周上（S1、S2两波源除外）共有几个加强点？分析：分析：干涉强、弱区的判断方法有两种：（1）在波峰与波峰相遇或波谷与波谷相遇处是干涉加强区；在波峰与波谷相遇或波谷与波

9、峰相遇处是干涉减弱区。（2）与相同波源的距离差为半波长的偶数倍处是干涉加强区；与相同波源的距离差为半波长的奇数倍处是干涉减弱区。解答：由干涉强、弱的第二种判断方法可知，干涉加强区的集合实际上是以两波源所在处为焦点的双曲线簇。由此不难判断：以波源边线为直径的贺周上分布看，到两波源距离差等于 0 的两个加强是 D1、D2；到两波源距离差等于 的四个加强是 A1、A2、C1、C2。即：除两波源外，圆周上振动加强是共有六个。例例 4 4：一机车汽笛频率为 650HZ，机车以V=15M/S的速度观察者驶来，设空气中的声速是 V=340M/S，观察者听到的声音频率为多少？解答：解答：机车静止时，汽笛声的波长为，由于机车（波源）向观察者运动，波长应减小VT，则单位时间内通过观察者的波数变为f V340.f 650 680(Hz)V v340 15即观察者听到的声音频率变大了，音调变高了。分析：由于波源与观察者间的相对运动，使得单位时间内观察者所感受到的完整波形的个数发生变化，这就使得感受到的频率发生变化。