高中物理第12章机械波章末小结课件新人教版选修3-4.ppt

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1、成才之路成才之路 物理物理路漫漫其修远兮路漫漫其修远兮 吾将上下而求索吾将上下而求索人教版人教版 选修选修3-4 机械波机械波第十二章第十二章章章 末末 小小 结结第十二章第十二章规律方法规律方法2触及高考触及高考3考题探析考题探析4临场练兵临场练兵5知识结构知识结构1知识结构知识结构规律方法规律方法一、波的图象理解及应用一、波的图象理解及应用1图象的物理意义图象的物理意义波波的的图图象象是是表表示示波波的的传传播播方方向向上上的的各各质质点点在在某某一一时时刻刻对对平平衡位置的位移情况的图象。衡位置的位移情况的图象。2由图象获取的信息由图象获取的信息应应用用波波动动图图象象解解题题时时，关关

2、键键要要理理解解波波的的形形成成和和传传播播过过程程、波波的的传传播播方方向向的的双双向向性性、波波动动图图象象的的重重复复性性。要要明明确确由由波波的的图图象可获取的以下信息：象可获取的以下信息：(1)该时刻各质点的位移。该时刻各质点的位移。(2)质点振动的振幅质点振动的振幅A。(3)波长波长。(4)若若知知道道波波速速v的的方方向向，可可知知各各质质点点的的运运动动方方向向。如如图图中中，设设波波速速向向右右，则则1、4质质点点沿沿y方方向向运运动动，2、3质质点点沿沿y方方向向运动。运动。(8)若若已已知知波波速速v的的大大小小和和方方向向，可可画画出出后后一一时时刻刻的的波波形形图图：

3、波波在在均均匀匀介介质质中中做做匀匀速速运运动动，在在时时间间t内内各各质质点点的的运运动动形形式式沿沿波波速速方方向向传传播播xvt，即即把把原原波波形形图图沿沿波波的的传传播播方方向向平平移移t，每每过过一一个个周周期期T，波波向向前前传传播播一一个个波波长长的的距距离离，波波形形复复原原一一次。次。At0.9s，Q点第一次出现波峰点第一次出现波峰Bt1.2s，Q点第一次出现波峰点第一次出现波峰C振源起振方向一定向上振源起振方向一定向上D质点质点Q位于波峰时，质点位于波峰时，质点P位于波谷位于波谷答案：答案：ACD二、振动图象与波动图象相联系的问题二、振动图象与波动图象相联系的问题1振动图

4、象与波动图象的互换振动图象与波动图象的互换(1)由由振振动动图图象象定定出出振振幅幅、周周期期及及某某时时刻刻该该质质点点的的振振动动方方向向，结结合合波波的的传传播播方方向向从从而而可可定定出出某某时时刻刻介介质质中中各各个个质质点点在在该该时时刻刻的位置，便可作出该时刻的波动图象。的位置，便可作出该时刻的波动图象。(2)由波动图象定振动图象。由波动图象定振动图象。从从波波动动图图象象定定出出振振幅幅、该该时时刻刻某某质质点点的的位位置置及及振振动动方方向向，再再结结合合波波的的传传播播方方向向定定出出各各个个时时刻刻该该质质点点的的位位置置，便便可可求求出出该该质点的振动图象。质点的振动图

5、象。2解决两种图象结合的问题的基本思路解决两种图象结合的问题的基本思路(1)首首先先识识别别哪哪一一个个是是波波动动图图象象，哪哪一一个个是是振振动动图图象象，两两者者间的联系纽带是周期与振幅。间的联系纽带是周期与振幅。(2)再再从从振振动动图图象象中中找找出出某某一一质质点点在在波波动动图图象象中中的的那那一一时时刻刻的振动方向，然后再确定波的传播方向及其他问题。的振动方向，然后再确定波的传播方向及其他问题。三、波动问题的周期性及多解性三、波动问题的周期性及多解性机机械械波波在在传传播播过过程程中中在在时时间间和和空空间间上上的的周周期期性性、传传播播方方向向上上的的双双向向性性、质质点点振

6、振动动方方向向的的不不确确定定性性等等都都是是形形成成波波动动习习题题多多解的原因。解的原因。1波动图象的周期性形成多解波动图象的周期性形成多解机机械械波波在在一一个个周周期期内内不不同同时时刻刻图图象象的的形形状状是是不不同同的的，但但在在相相隔隔时时间间为为周周期期整整数数倍倍的的不不同同时时刻刻图图象象的的形形状状则则是是相相同同的的，机机械械波波的的这这种种周周期期性性必必然然导导致致波波的的传传播播距距离离、时时间间和和速速度度等等物物理理量有多值与之对应，即这三个物理量可分别表示为：量有多值与之对应，即这三个物理量可分别表示为：snstnTtvs/t t(nns s)/)/(nTt

7、)，其中，其中n0,1,2，2.波的传播方向的双向性形成多解波的传播方向的双向性形成多解在在一一维维条条件件下下，机机械械波波既既可可以以向向x轴轴正正方方向向传传播播，又又可可以以向向x轴负方向传播，这就是波传播的双向性。轴负方向传播，这就是波传播的双向性。3波形的隐含性形成多解波形的隐含性形成多解许许多多波波动动习习题题往往往往只只给给出出完完整整波波形形的的一一部部分分，或或给给出出了了几几个个特特殊殊点点，而而其其余余部部分分处处于于隐隐含含状状态态。这这样样，一一道道习习题题就就有有多多个图形与之对应，从而形成多解。个图形与之对应，从而形成多解。A质点质点Q比质点比质点N先回到平衡位

8、置先回到平衡位置B在在t11.0s这这一一时时刻刻，波波在在P、Q之之间间的的各各点点，运运动动方方向向一定竖直向上一定竖直向上C此波的频率可能是此波的频率可能是3Hz或或5HzD此波的波速最小值为此波的波速最小值为4m/s点点评评：质质点点回回到到平平衡衡位位置置的的时时间间不不能能以以质质点点离离开开平平衡衡位位置置的的位位移移为为依依据据，应应该该先先判判断断质质点点的的振振动动方方向向。才才能能确确定定质质点点回回到平衡位置的时间长短。到平衡位置的时间长短。触及高考触及高考本本专专题题在在新新课课标标地地区区属属于于选选考考内内容容，因因而而出出大大型型的的综综合合题题目目的的可可能能

9、性性不不大大，但但作作为为板板块块34中中的的内内容容，出出题题的的可可能能性性较较大大，其其中中命命题题频频率率最最高高的的知知识识点点是是波波的的图图象象、频频率率、波波长长、波波速速的的关关系系。试试题题信信息息容容量量大大，一一道道题题往往往往考考查查多多个个概概念念和和规规律律，特特别别是是通通过过波波的的图图象象综综合合考考查查理理解解能能力力、推推理理能能力力和和空空间间想想象象能力。能力。考题探析考题探析A在在t0.10s时，质点时，质点Q向向y轴正方向运动轴正方向运动B在在t0.25s 时，质点时，质点P的加速度方向与的加速度方向与y轴正方向相同轴正方向相同C从从t0.10s

10、到到t0.25s，该波沿，该波沿x轴负方向传播了轴负方向传播了6mD从从t0.10s到到t0.25s，质点，质点P通过的路程为通过的路程为30cmE质质点点Q简简谐谐运运动动的的表表达达式式为为y0.10sin10t(国国际际单单位位制制)点点评评：P质质点点通通过过的的路路程程易易错错为为30cm，由由于于P质质点点在在t0.10s到到t0.25s时时间间内内，有有两两次次经经过过最最大大位位移移点点，只只有有一一次次经经过过平平衡衡位位置置，在在平平衡衡位位置置的的振振动动速速度度比比在在最最大大位位移移附附近近平平均均速速度大，同样时间内的路程比最大位移附近大。度大，同样时间内的路程比最

11、大位移附近大。解解析析：由由甲甲、乙乙两两图图知知，该该质质点点为为x1.75m处处，距距离离该该质质点点x0.5m处处的的质质点点为为x11.25m或或x22.25m，在在t1s时时x1处处在在x轴轴下下方方并并向向上上振振动动，x2处处在在x轴轴上上方方并并向向下下振振动动，在在所所给给出出的四个图中，符合以上条件的只有的四个图中，符合以上条件的只有A图，故选图，故选A。答案：答案：A点点评评：解解有有关关振振动动图图象象和和波波动动图图象象题题目目时时要要特特别别注注意意对对应应关系，本题中根据题意可得知关系，本题中根据题意可得知A图是图是x22.25m质点的振动图象。质点的振动图象。临

12、场练兵临场练兵1(2014大大纲纲全全国国卷卷，18)两两列列振振动动方方向向相相同同、振振幅幅分分别别为为A1和和A2的相干简谐横波相遇。下列说法正确的是的相干简谐横波相遇。下列说法正确的是()A波峰与波谷相遇处质点的振幅为波峰与波谷相遇处质点的振幅为|A1A2|B波波峰峰与与波波峰峰相相遇遇处处质质点点离离开开平平衡衡位位置置的的位位移移始始终终为为A1A2C波波峰峰与与波波谷谷相相遇遇处处质质点点的的位位移移总总是是小小于于波波峰峰与与波波峰峰相相遇处质点的位移遇处质点的位移D波波峰峰与与波波峰峰相相遇遇处处质质点点的的振振幅幅一一定定大大于于波波峰峰与与波波谷谷相相遇处质点的振幅遇处质

13、点的振幅答案：答案：AD解解析析：本本题题考考查查波波的的干干涉涉，解解题题的的关关键键要要明明确确振振幅幅和和振振动动位位移移的的区区别别，振振动动加加强强点点的的振振幅幅为为A1A2，减减弱弱点点的的振振幅幅为为|A1A2|，但但质质点点始始终终振振动动，因因此此所所有有质质点点的的位位移移可可以以为为零零，A、D正确。本题的易错点是认为振动加强点的位移始终等于振幅。正确。本题的易错点是认为振动加强点的位移始终等于振幅。2(2014北北京京理理综综，17)一一简简谐谐机机械械波波沿沿x轴轴正正方方向向传传播播，波波长长为为，周周期期为为T。t0时时刻刻的的波波形形如如图图1所所示示，a、b

14、是是波波上上的的两两个个质质点点。图图2是是波波上上某某一一质质点点的的振振动动图图象象。下下列列说说法法中中正正确确的是的是()At0时质点时质点a的速度比质点的速度比质点b的大的大Bt0时质点时质点a的加速度比质点的加速度比质点b的小的小C图图2可以表示质点可以表示质点a的振动的振动D图图2可以表示质点可以表示质点b的振动的振动答案：答案：D解解析析：该该题题考考查查波波动动图图象象和和振振动动图图象象的的关关系系，解解题题的的关关键键要要明明确确波波的的传传播播方方向向与与质质点点振振动动方方向向的的关关系系。t0时时刻刻a在在波波峰峰，速速度度为为零零，加加速速度度最最大大，b在在平平

15、衡衡位位置置，加加速速度度为为零零，速速度度最最大大，A、B错错。根根据据“上上下下坡坡”法法可可以以判判断断，t0时时刻刻b点点在在平平衡位置且向下运动，衡位置且向下运动，C错错D对。对。3(2014安安徽徽理理综综，16)一一简简谐谐横横波波沿沿x轴轴正正向向传传播播，图图1是是t0时时刻刻的的波波形形图图，图图2是是介介质质中中某某质质点点的的振振动动图图象象，则则该该质质点的点的x坐标值合理的是坐标值合理的是()A0.5mB1.5mC2.5mD3.5m答案：答案：C解解析析：本本题题考考查查波波动动图图象象与与质质点点振振动动图图象象的的关关系系，要要明明确确波波的的传传播播方方向向与

16、与质质点点振振动动方方向向的的关关系系，顺顺着着波波的的传传播播方方向向看看“上上坡坡下下”“”“下下坡坡上上”根根据据振振动动图图象象中中t0时时刻刻质质点点所所处处的的位位置置和振动方向，可以判断和振动方向，可以判断C选项正确。选项正确。4(2014山山东东理理综综，38)一一列列简简谐谐横横波波沿沿直直线线传传播播。以以波波源源O由由平平衡衡位位置置开开始始振振动动为为计计时时零零点点，质质点点A的的振振动动图图象象如如图图所所示示，已已知知O、A的的平平衡衡位位置置相相距距0.9m。以以下下判判断断正正确确的的是是_。(双选，填正确答案标号双选，填正确答案标号)A波长为波长为1.2mB

17、波源起振方向沿波源起振方向沿y轴正方向轴正方向C波速大小为波速大小为0.4m/sD质点质点A的动能在的动能在t4s时最大时最大答案：答案：AB5(2014新新课课标标全全国国卷卷，34)图图(a)为为一一列列简简谐谐横横波波在在t2s时时的的波波形形图图，图图(b)为为媒媒质质中中平平衡衡位位置置在在x1.5m处处的的质质点点的的振振动动图图象象，P是是平平衡衡位位置置为为x2m的的质质点点。下下列列说说法法正正确确的的是是_。A波速为波速为0.5m/sB波的传播方向向右波的传播方向向右C02s时间内，时间内，P运动的路程为运动的路程为8cmD02s时间内，时间内，P向向y轴正方向运动轴正方向运动E当当t7s时，时，P恰好回到平衡位置恰好回到平衡位置答案：答案：ACE