【高考调研】2015高考物理总复习-2机械波课件-新人教版选修3-4.pptVIP

一、机械波 1．机械波 机械振动在介质中的传播形成机械波．简谐振动在介质中的传播叫简谐波． 2．振动传播的原因 介质可以看成是由大量质点构成的物质，相邻质点间都有相互作用力．当介质中的某一点发生振动时，就会带动它周围的质点振动起来，形成机械波． 3．产生条件 ①振源(波源)；②介质． 【名师点拨】　机械波必须在介质中才能传播，在真空中机械波是无法传播的，而光波、电磁波的传播不需要介质．这是机械波与电磁波的本质区别． 4．特征 (1)机械波传播的是振动的形式，质点本身并不“随波逐流”，介质中各质点在其平衡位置两侧做往复振动． 【例1】　在平静的水面上，投入一石块，激起频率为5 Hz的水波，已知水波的波长为10 cm(设水波为理想横波)，经3 s后，水波能将浮在水平面上的落叶在水面上推动的距离是(　　) A．1.5 m　　　　　　　　 B．0.6 m C．0.3 m D．0 【答案】　D (2)波是传播能量的一种方式： 机械波是以振动形式向外传播，质点获得能量，这个能量是由波源传来的，所以，波是能量传递的一种形式，波相当于载体，这一点在机械波的传播中特别重要． 5．波的分类 按质点的振动的方向和波的传播方向间的关系，可分为横波和纵波． (1)横波： 质点的振动方向和波的传播方向垂直的波称为横波．横波有波峰和波谷． (2)纵波： 质点的振动方向与波的传播方向在同一直线上．质点分布密的部分叫密部，分布疏的部分叫疏部． 【例2】　某地区地震波中的横波和纵波传播速率分别约为4 km/s和9 km/s，一种简易地震仪由竖直弹簧振子P和水平弹簧振子H组成(如图所示)，在一次地震中，震源在地震仪下方，观察到两振子相差5 s开始振动，则(　　) A．P先开始振动，震源距地震仪约36 km B．P先开始振动，震源距地震仪约25 km C．H先开始振动，震源距地震仪约36 km D．H先开始振动，震源距地震仪约25 km 【答案】　A 【学法指导】　本题考查纵横波的理解，质点概念的应用．因为仪器本身与震源和地震仪距离相比较，可以看做点． 6．描述波动的几个物理量 (1)波长λ： 定义1：两个相邻的在振动过程中对平衡位置的位移总是相等的质点间的距离叫波长． 定义2：振动在一个周期内所传播的距离叫一个波长． 定义3：两个相邻的同相质点间的距离． 【例3】　(2012·浙江)用手握住较长软绳的一端连续上下抖动，形成一列简谐横波，某一时刻的波形如图所示，绳上a、b两质点均处于波峰位置．下列说法正确的是(　　) A．a、b两点之间的距离为半个波长 B．a、b两点振动开始时刻相差半个周期 C．b点完成全振动次数比a点多一次 D．b点完成全振动次数比a点少一次 【解析】　a、b两点之间的距离为一个波长，故A项错误；根据简谐横波传播过程中，振动在一个周期内传播一个波长的距离，可知a、b两点振动开始时刻相差一个周期，故B项错误；简谐横波向右传播，b点完成全振动次数比a点少一次，故C项错误，D项正确． 【答案】　D (2)波速v： 波速由介质决定，介质不变，波速不变，介质变化，波速变化，一般规律是v固＞v液＞v气．简谐波的波速是波整体波形的传播速度，不是介质中振动质点的简谐振动速度．波在同一种均匀介质中传播是匀速的，而质点做变速运动． (3)频率f： 机械波的频率由波源的振动频率决定，与介质、波速、波长无关．即同一列波在不同介质中传播时，f不变，不能通过提高波速来提高频率． (4)关系v＝λ·f，波长既与v有关，又与f有关，并由v、f共同决定． 【例4】　下列关于简谐振动和简谐机械波的说法正确的是(　　) A．弹簧振子的周期与振幅有关 B．横波在介质中的传播速度由介质本身的性质决定 C．在波传播方向上的某个质点的振动速度就是波的传播速度 D．单位时间内经过媒质中一点的完全波的个数就是这列简谐波的频率 【解析】　简谐振动具有等时性，则可知弹簧振子的周期与振幅无关．故A项错误；横波在介质中的传播速度由介质本身的性质决定，与频率无关，故B项正确；在波传播方向上的某个质点做简谐运动，速度是周期性变化的，而在同一均匀介质传播的波，传播过程中速度不变，故C项错误；波在一个周期内传播的距离等于一个波长，即传播一个完全波，则单位时间内经过媒质中一点的完全波的个数就是这列简谐波的频率，故D项正确． 【答案】　BD 二、波的衍射 1．波的衍射 波在传播过程中能绕过障碍物或小孔，继续向前传播的现象，叫波的衍射． 2．发生明显衍射现象的条件 障碍物或小孔的尺寸比波长小，或者跟波长相差不多． 【例5】　如图所示是观察水面波衍射的实验装置，AC和BD是两块挡板，AB是一个孔，O是波源，图中已画出波源所在区域波的传播情况，每两条相邻波纹(图中曲线)之间距离表示