高中物理第12章機械波章末小結課件新人教版選修3-4

1、成才之路成才之路 物理物理路漫漫其修遠兮路漫漫其修遠兮 吾將上下而求索吾將上下而求索人教版人教版 選修選修3-4 機械波機械波第十二章第十二章章章 末末 小小 結結第十二章第十二章規(guī)律方法規(guī)律方法2觸及高考觸及高考3考題探析考題探析4臨場練兵臨場練兵5知識結構知識結構1知識結構知識結構規(guī)律方法規(guī)律方法一、波的圖象理解及應用一、波的圖象理解及應用1圖象的物理意義圖象的物理意義波的圖象是表示波的傳播方向上的各質點在某一時刻對平波的圖象是表示波的傳播方向上的各質點在某一時刻對平衡位置的位移情況的圖象。衡位置的位移情況的圖象。2由圖象獲取的信息由圖象獲取的信息應用波動圖象解題時，關鍵要理解波的形成和傳

2、播過程、應用波動圖象解題時，關鍵要理解波的形成和傳播過程、波的傳播方向的雙向性、波動圖象的重復性。要明確由波的圖波的傳播方向的雙向性、波動圖象的重復性。要明確由波的圖象可獲取的以下信息：象可獲取的以下信息：(1)該時刻各質點的位移。該時刻各質點的位移。(2)質點振動的振幅質點振動的振幅A。(3)波長波長。(4)若知道波速若知道波速v的方向，可知各質點的運動方向。如圖的方向，可知各質點的運動方向。如圖中，設波速向右，則中，設波速向右，則1、4質點沿質點沿y方向運動，方向運動，2、3質點沿質點沿y方向運動。方向運動。(8)若已知波速若已知波速v的大小和方向，可畫出后一時刻的波形的大小和方向，可畫出

3、后一時刻的波形圖：波在均勻介質中做勻速運動，在時間圖：波在均勻介質中做勻速運動，在時間t內各質點的運動形內各質點的運動形式沿波速方向傳播式沿波速方向傳播xvt，即把原波形圖沿波的傳播方向平，即把原波形圖沿波的傳播方向平移移t，每過一個周期，每過一個周期T，波向前傳播一個波長，波向前傳播一個波長的距離，波形復的距離，波形復原一次。原一次。At0.9s，Q點第一次出現(xiàn)波峰點第一次出現(xiàn)波峰Bt1.2s，Q點第一次出現(xiàn)波峰點第一次出現(xiàn)波峰C振源起振方向一定向上振源起振方向一定向上D質點質點Q位于波峰時，質點位于波峰時，質點P位于波谷位于波谷答案：答案：ACD二、振動圖象與波動圖象相聯(lián)系的問題二、振動圖

4、象與波動圖象相聯(lián)系的問題1振動圖象與波動圖象的互換振動圖象與波動圖象的互換(1)由振動圖象定出振幅、周期及某時刻該質點的振動方由振動圖象定出振幅、周期及某時刻該質點的振動方向，結合波的傳播方向從而可定出某時刻介質中各個質點在該向，結合波的傳播方向從而可定出某時刻介質中各個質點在該時刻的位置，便可作出該時刻的波動圖象。時刻的位置，便可作出該時刻的波動圖象。(2)由波動圖象定振動圖象。由波動圖象定振動圖象。從波動圖象定出振幅、該時刻某質點的位置及振動方向，從波動圖象定出振幅、該時刻某質點的位置及振動方向，再結合波的傳播方向定出各個時刻該質點的位置，便可求出該再結合波的傳播方向定出各個時刻該質點的位

5、置，便可求出該質點的振動圖象。質點的振動圖象。2解決兩種圖象結合的問題的基本思路解決兩種圖象結合的問題的基本思路(1)首先識別哪一個是波動圖象，哪一個是振動圖象，兩者首先識別哪一個是波動圖象，哪一個是振動圖象，兩者間的聯(lián)系紐帶是周期與振幅。間的聯(lián)系紐帶是周期與振幅。(2)再從振動圖象中找出某一質點在波動圖象中的那一時刻再從振動圖象中找出某一質點在波動圖象中的那一時刻的振動方向，然后再確定波的傳播方向及其他問題。的振動方向，然后再確定波的傳播方向及其他問題。三、波動問題的周期性及多解性三、波動問題的周期性及多解性機械波在傳播過程中在時間和空間上的周期性、傳播方向機械波在傳播過程中在時間和空間上的

6、周期性、傳播方向上的雙向性、質點振動方向的不確定性等都是形成波動習題多上的雙向性、質點振動方向的不確定性等都是形成波動習題多解的原因。解的原因。1波動圖象的周期性形成多解波動圖象的周期性形成多解機械波在一個周期內不同時刻圖象的形狀是不同的，但在機械波在一個周期內不同時刻圖象的形狀是不同的，但在相隔時間為周期整數(shù)倍的不同時刻圖象的形狀則是相同的，機相隔時間為周期整數(shù)倍的不同時刻圖象的形狀則是相同的，機械波的這種周期性必然導致波的傳播距離、時間和速度等物理械波的這種周期性必然導致波的傳播距離、時間和速度等物理量有多值與之對應，即這三個物理量可分別表示為：量有多值與之對應，即這三個物理量可分別表示為

7、：snstnTtvs/ /t t( (nns s)/ )/(nTt)，其中，其中n0,1,2，2.波的傳播方向的雙向性形成多解波的傳播方向的雙向性形成多解在一維條件下，機械波既可以向在一維條件下，機械波既可以向x軸正方向傳播，又可以軸正方向傳播，又可以向向x軸負方向傳播，這就是波傳播的雙向性。軸負方向傳播，這就是波傳播的雙向性。3波形的隱含性形成多解波形的隱含性形成多解許多波動習題往往只給出完整波形的一部分，或給出了幾許多波動習題往往只給出完整波形的一部分，或給出了幾個特殊點，而其余部分處于隱含狀態(tài)。這樣，一道習題就有多個特殊點，而其余部分處于隱含狀態(tài)。這樣，一道習題就有多個圖形與之對應，從而

8、形成多解。個圖形與之對應，從而形成多解。A質點質點Q比質點比質點N先回到平衡位置先回到平衡位置B在在t11.0s這一時刻，波在這一時刻，波在P、Q之間的各點，運動方之間的各點，運動方向一定豎直向上向一定豎直向上C此波的頻率可能是此波的頻率可能是3Hz或或5HzD此波的波速最小值為此波的波速最小值為4m/s點評：點評：質點回到平衡位置的時間不能以質點離開平衡位置質點回到平衡位置的時間不能以質點離開平衡位置的位移為依據(jù)，應該先判斷質點的振動方向。才能確定質點回的位移為依據(jù)，應該先判斷質點的振動方向。才能確定質點回到平衡位置的時間長短。到平衡位置的時間長短。觸及高考觸及高考本專題在新課標地區(qū)屬于選考

9、內容，因而出大型的綜合題本專題在新課標地區(qū)屬于選考內容，因而出大型的綜合題目的可能性不大，但作為板塊目的可能性不大，但作為板塊34中的內容，出題的可能性較中的內容，出題的可能性較大，其中命題頻率最高的知識點是波的圖象、頻率、波長、波大，其中命題頻率最高的知識點是波的圖象、頻率、波長、波速的關系。試題信息容量大，一道題往往考查多個概念和規(guī)速的關系。試題信息容量大，一道題往往考查多個概念和規(guī)律，特別是通過波的圖象綜合考查理解能力、推理能力和空間律，特別是通過波的圖象綜合考查理解能力、推理能力和空間想象能力。想象能力?？碱}探析考題探析A在在t0.10s時，質點時，質點Q向向y軸正方向運動軸正方向運動

10、B在在t0.25s 時，質點時，質點P的加速度方向與的加速度方向與y軸正方向相同軸正方向相同C從從t0.10s到到t0.25s，該波沿，該波沿x軸負方向傳播了軸負方向傳播了6mD從從t0.10s到到t0.25s，質點，質點P通過的路程為通過的路程為30cmE質點質點Q簡諧運動的表達式為簡諧運動的表達式為y0.10sin10t(國際單位國際單位制制)點評：點評：P質點通過的路程易錯為質點通過的路程易錯為30cm，由于，由于P質點在質點在t0.10s到到t0.25s時間內，有兩次經(jīng)過最大位移點，只有一次經(jīng)時間內，有兩次經(jīng)過最大位移點，只有一次經(jīng)過平衡位置，在平衡位置的振動速度比在最大位移附近平均速

11、過平衡位置，在平衡位置的振動速度比在最大位移附近平均速度大，同樣時間內的路程比最大位移附近大。度大，同樣時間內的路程比最大位移附近大。解析：解析：由甲、乙兩圖知，該質點為由甲、乙兩圖知，該質點為x1.75m處，距離該質處，距離該質點點x0.5m處的質點為處的質點為x11.25m或或x22.25m，在，在t1s時時x1處處在在x軸下方并向上振動，軸下方并向上振動，x2處在處在x軸上方并向下振動，在所給出軸上方并向下振動，在所給出的四個圖中，符合以上條件的只有的四個圖中，符合以上條件的只有A圖，故選圖，故選A。答案：答案：A點評：點評：解有關振動圖象和波動圖象題目時要特別注意對應解有關振動圖象和波

12、動圖象題目時要特別注意對應關系，本題中根據(jù)題意可得知關系，本題中根據(jù)題意可得知A圖是圖是x22.25m質點的振動圖質點的振動圖象。象。臨場練兵臨場練兵1(2014大綱全國卷，大綱全國卷，18)兩列振動方向相同、振幅分別兩列振動方向相同、振幅分別為為A1和和A2的相干簡諧橫波相遇。下列說法正確的是的相干簡諧橫波相遇。下列說法正確的是()A波峰與波谷相遇處質點的振幅為波峰與波谷相遇處質點的振幅為|A1A2|B波峰與波峰相遇處質點離開平衡位置的位移始終為波峰與波峰相遇處質點離開平衡位置的位移始終為A1A2C波峰與波谷相遇處質點的位移總是小于波峰與波峰相波峰與波谷相遇處質點的位移總是小于波峰與波峰相遇

13、處質點的位移遇處質點的位移D波峰與波峰相遇處質點的振幅一定大于波峰與波谷相波峰與波峰相遇處質點的振幅一定大于波峰與波谷相遇處質點的振幅遇處質點的振幅答案：答案：AD解析：解析：本題考查波的干涉，解題的關鍵要明確振幅和振動本題考查波的干涉，解題的關鍵要明確振幅和振動位移的區(qū)別，振動加強點的振幅為位移的區(qū)別，振動加強點的振幅為A1A2，減弱點的振幅為，減弱點的振幅為|A1A2|，但質點始終振動，因此所有質點的位移可以為零，但質點始終振動，因此所有質點的位移可以為零，A、D正確。本題的易錯點是認為振動加強點的位移始終等于振正確。本題的易錯點是認為振動加強點的位移始終等于振幅。幅。2(2014北京理綜

14、，北京理綜，17)一簡諧機械波沿一簡諧機械波沿x軸正方向傳軸正方向傳播，波長為播，波長為，周期為，周期為T。t0時刻的波形如圖時刻的波形如圖1所示，所示，a、b是是波上的兩個質點。圖波上的兩個質點。圖2是波上某一質點的振動圖象。下列說法是波上某一質點的振動圖象。下列說法中正確的是中正確的是()At0時質點時質點a的速度比質點的速度比質點b的大的大Bt0時質點時質點a的加速度比質點的加速度比質點b的小的小C圖圖2可以表示質點可以表示質點a的振動的振動D圖圖2可以表示質點可以表示質點b的振動的振動答案：答案：D解析：解析：該題考查波動圖象和振動圖象的關系，解題的關鍵該題考查波動圖象和振動圖象的關系

15、，解題的關鍵要明確波的傳播方向與質點振動方向的關系。要明確波的傳播方向與質點振動方向的關系。t0時刻時刻a在波在波峰，速度為零，加速度最大，峰，速度為零，加速度最大，b在平衡位置，加速度為零，速在平衡位置，加速度為零，速度最大，度最大，A、B錯。根據(jù)錯。根據(jù)“上下坡上下坡”法可以判斷，法可以判斷，t0時刻時刻b點點在平衡位置且向下運動，在平衡位置且向下運動，C錯錯D對。對。3(2014安徽理綜，安徽理綜，16)一簡諧橫波沿一簡諧橫波沿x軸正向傳播，圖軸正向傳播，圖1是是t0時刻的波形圖，圖時刻的波形圖，圖2是介質中某質點的振動圖象，則該是介質中某質點的振動圖象，則該質點的質點的x坐標值合理的是

16、坐標值合理的是()A0.5mB1.5mC2.5mD3.5m答案：答案：C解析：解析：本題考查波動圖象與質點振動圖象的關系，要明確本題考查波動圖象與質點振動圖象的關系，要明確波的傳播方向與質點振動方向的關系，順著波的傳播方向看波的傳播方向與質點振動方向的關系，順著波的傳播方向看“上坡下上坡下”“”“下坡上下坡上”根據(jù)振動圖象中根據(jù)振動圖象中t0時刻質點所處的位時刻質點所處的位置和振動方向，可以判斷置和振動方向，可以判斷C選項正確。選項正確。4(2014山東理綜，山東理綜，38)一列簡諧橫波沿直線傳播。以波一列簡諧橫波沿直線傳播。以波源源O由平衡位置開始振動為計時零點，質點由平衡位置開始振動為計時零點，質點A的振動圖象如圖的振動圖象如圖所示，已知所示，已知O、A的平衡位置相距的平衡位置相距0.9m。以下判斷正確的是。以下判斷正確的是_。(雙選，填正確答案標號雙選，填正確答案標號)A波長為波長為1.2mB波源起振方向沿波源起振方向沿y軸正方向軸正方向C波速大小為波速大小為0.4m/sD質點質點A的動能在的動能在t4s時最大時最大答案：答案：AB5(2014新課