2023-2024学年人教版选择性必修第一册 3-4 波的干涉动 学案.docx

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1、4波的干涉学习目标1.理解波的叠加原理，会根据波的叠加原理判断振动加强点和振动减弱点(难点)。2.知道形成稳定干涉图样的条件，认识干涉图样(重点)。3.能利用波的干涉解释有关物理现象。一、波的叠加1 .观察如图所示的两列波相遇时和相遇后的特点，说一说两列波在传播过程中，相遇时和相遇后遵循什么规律？2 .当教室内乐队合奏时，我们听到的某种乐器的声音与这种乐器独奏时发出的声音是否相同？这种声音是否受到了其他乐器的影响？I知识梳理1 .波的独立传播：两列波在彼此相遇并穿过后，仍然保持各自的、等运动特征不变，继续沿着原来的方向传播，彼此之间互不影响。2 .波的叠加原理：几列波相遇时能够保持各自的运动特

2、征，继续传播，在它们重叠的区域里，介质的质点参与这几列波引起的振动，质点的位移等于这几列波单独传播时引起的位移的辨析(1)两列波相遇并彼此穿过后各自的振动特点会受到影响。()(2)两列波叠加时，质点的位移一定增大。()(3)两列波叠加时，质点的位移可能减小。()（4）只有频率相同的两列波才可以叠加。（）【例11如图所示，波源S1在绳的左端发出频率为力、振幅为4的半个波形m同时另一个波源S2在绳的右端发出频率为力、振幅为4的半个波形乩且力勺2,P为两个波源连线的中点（图中未画出）。己知机械波在介质中传播的速度只由介质本身的性质决定。下列说法正确的是（）A.两列波比较，。波将先到达P点B.两列波在

3、P点叠加时，P点的位移最大可达4+4C.b的波峰到达尸点时，。的波峰还没有到达P点D.两列波相遇时，绳上位移可达4+A?的点只有一个，此点在尸点的右侧【例2】（2023江苏泰州市高二期末）如图，两列简谐横波分别沿X轴正方向和负方向传播，波速均为0.4ms,两个波源分别位于X=-0.2m和X=I.2m处，波源的振幅均为3cm。图为/=0时刻两列波的图像，此刻平衡位置在x=0.2m和X=O.8m的P、。两质点恰好开始振动。质点M的平衡位置处于05m处。关于各质点运动情况判断正确的是（）A.质点尸、。起振方向相反B. f=0.75s时刻，质点P、。都运动到M点C. f=1.5s时刻，质点M的位移为3

4、cmD.在01.5s时间内，质点M运动的路程为18Cm二、波的干涉1 .定义相同、恒定、相同的两列波叠加时，某些区域的振动总是加强，某些区域的振动总是减弱，这种现象叫作波的干涉。2 .干涉条件（D两列波的必须相同。（2）两个波源的必须保持不变。（3）两列波的必须相同。3 .干涉的普遍性一切波在一定条件下都能够发生干涉，干涉是波特有的现象。(思考与讨论在波的干涉现象中，能不能认为振动加强点的位移始终最大，振动减弱点的位移始终为零？为什么？深化总结1 .产生稳定干涉图样的两列波的振幅越接近，干涉图样越明显。2 .干涉图样及其特点(I)干涉图样：如图所示。(2)特点加强区始终加强，减弱区始终减弱(加

5、强区与减弱区不随时间变化)。加强区和减弱区的位置固定不变，加强区与减弱区互相间隔。(3)振动加强点和减弱点的理解加强点：振幅最大，为两列波的振幅之和，即A=A+A2减弱点：振幅最小，为两列波的振幅之差，即A=IA1-A2|每个质点都在各自的平衡位置附近做简谐运动，质点的位移都随时间变化，如加强点的位移也可以为零，某时刻减弱点的位移也可以大于加强点的位移，若两列波的振幅相等，则减弱点的合振幅为零，并不振动。辨析(1)两列波发生干涉时，振动加强的位置和减弱的位置是不变的。()(2)在振动减弱的区域，各质点都处于波谷。()【例3】(2023北京人大附中期末)关于机械波的干涉，下列说法中正确的是()A

6、.两列频率相同的波相遇时，只有波峰与波峰相遇的点才是振动加强的点B.两列频率相同的波相遇时，介质中振动加强的质点在某时刻的位移可能是零C.两列频率相同的波相遇时，振动加强的质点的位移总比振动减弱的质点的位移大D.两列频率不同的波相遇时，因为没有形成稳定的干涉图样，所以两列波没有叠加【例4】如图所示，0、S2是两个步调完全相同的相干波源，其中实线表示波峰，虚线表示波谷。若两列波的振幅均保持5cm不变，关于图中所标的a、b、c、四个质点的振动情况,下列说法中正确的是()A.质点”始终保持静止不动B.质点。振动始终加强，C质点振动始终减弱C.图示时刻，氏C两质点的竖直高度差为IoemD.质点。振动介

7、于加强点和减弱点之间【例5】如图，在孙平面内有两个沿Z方向做简谐振动的点波源S(0,4)和S2(0,-2)。两波源的振动图线分别如图(b)和图(C)所示。两列波的波速均为1.00m/So两列波从波源传播到点A(8,2)的路程差为m,两列波引起的点8(4,1)处质点的振动相互(填“加强”或“减弱”)，点C(0,0.5)处质点的振动相互(填“加总结提升振动加强点和减弱点的判断方法1 .条件判断法：频率相同、振动情况完全相同的两波源产生的波叠加时，加强、减弱条件如T：设点到两波源的距离差为Ar,则当r=H时为加强点，当Ar=(2Z+1g时为减弱点，其中&=0,1,2若两波源振动步调相反，则上述结论相

8、反。2 .现象判断法：若某点处总是波峰与波峰(或波谷与波谷)相遇，该点为加强点；若总是波峰与波谷相遇，则为减弱点；若某点处是平衡位置和平衡位置相遇，则让两列波再传播Jr,看该点是波峰和波峰(波谷和波谷)相遇，还是波峰和波谷相遇，从而判断该点是加强点还是减弱点O4波的干涉学习目标1理解波的叠加原理，会根据波的叠加原理判断振动加强点和振动减弱点（难点）。2.知道形成稳定干涉图样的条件，认识干涉图样（重点）。3.能利用波的干涉解释有关物理现象。一、波的叠加1 .观察如图所示的两列波相遇时和相遇后的特点，说一说两列波在传播过程中，相遇时和相遇后遵循什么规律？答案（D相遇时凸起的高度比原来的更大一些。（

9、2）两列波相遇后仍然保持原来各自的运动状态继续传播，并没有受到另一列波的影响。2 .当教室内乐队合奏时，我们听到的某种乐器的声音与这种乐器独奏时发出的声音是否相同？这种声音是否受到了其他乐器的影响？答案相同，没有受到其他乐器的影响。知识梳理1 .波的独立传播：两列波在彼此相遇并穿过后，仍然保持各自的波长、频率等运动特征不变,继续沿着原来的方向传播，彼此之间互不影响。2 .波的叠加原理：几列波相遇时能够保持各自的运动特征，继续传播，在它们重叠的区域里，介质的质点同时参与这几列波引起的振动，质点的位移等于这几列波单独传播时引起的位移的矢量和。辨析（I）两列波相遇并彼此穿过后各自的振动特点会受到影响

10、。（X）（2）两列波叠加时，质点的位移一定增大。（）（3）两列波叠加时，质点的位移可能减小。（）（4）只有频率相同的两列波才可以叠加。（）【例11如图所示，波源与在绳的左端发出频率为力、振幅为4的半个波形m同时另一个波源S2在绳的右端发出频率为力、振幅为A2的半个波形儿且力P为两个波源连线的中点（图中未画出）。己知机械波在介质中传播的速度只由介质本身的性质决定。下列说法正确的A.两列波比较，。波将先到达P点B.两列波在P点叠加时，P点的位移最大可达4+A2C.b的波峰到达2点时，。的波峰还没有到达P点D.两列波相遇时，绳上位移可达4+4的点只有一个，此点在P点的右侧答案C解析因两列波波速相等，

11、故两列波能同时到达P点，A错误：因力，由；1=5可知，122,故当两列波同时到达P点时，。波的波峰离P点的距离比b波的波峰离P点的距离大，因此两波峰不能同时到达P点，两波峰应在P点左侧相遇，此位置对应的位移为4+4,位移最大，综上所述，B、D错误，C正确。IK21（2023江苏泰州市高二期末）如图，两列简谐横波分别沿X轴正方向和负方向传播，波速均为0.4ms,两个波源分别位于x=-0.2m和X=1.2m处，波源的振幅均为3cm。图为/=0时刻两列波的图像，此刻平衡位置在X=O.2m和X=0.8m的P、Q两质点恰好开始振动。质点M的平衡位置处于0.5m处。关于各质点运动情况判断正确的是（）A.质

12、点尸、Q起振方向相反B. /=0.75s时刻，质点P、。都运动到M点C. /=1.5s时刻，质点M的位移为3cmD.在O1.5s时间内，质点M运动的路程为18Cm答案D解析根据“同侧法”可以判断，质点P起振方向沿y轴负方向，质点。起振方向也沿），轴负方向，两质点的起振方向相同，A错误：质点不随波传播，B错误；1.5s时间内机械波传播的距离为,v=1.5s0.4ms=0.6m,即图示f=0时刻x=-0.1m和X=11m处质点的振动情况在/=1.5s传播到M点，结合图像可知，此时M点的位移为y=3cm+3cm=6cm,C错误；机械波的波长为i=04m,则机械波的周期为T=-=1s,质点P、Q起振方

13、向相同，V且两质点到M的距离相等，可知M点为振动加强点，M点的振幅为AM=3cm+3cm=6cm,从1=0时刻经Ah时间机械波传播至M点，Ah=朗S=O.75s,由此可知，在。1.5s时间内，质点M振动了0.75S=则在01.5s时间内，质点M运动的路程为s=3X6cm=18cm,D正确。二、波的干涉1 .定义频率相同、相位差恒定、振动方向相同的两列波叠加时,某些区域的振动总是加强，某些区域的振动总是减弱，这种现象叫作波的干涉。2 .干涉条件(1)两列波的频率必须相同。(2)两个波源的相位差必须保持不变。(3)两列波的振动方向必须相同。3 .干涉的普遍性一切波在一定条件下都能够发生干涉，干涉是

14、波特有的现象。思考与讨论在波的干涉现象中，能不能认为振动加强点的位移始终最大，振动减弱点的位移始终为零？为什么？答案不能，振动加强(减弱)点是指质点的振幅最大(小)，而不是指振动的位移最大(小)，因为位移是在时刻变化的，加强点和减弱点的位移均可以为零，只有发生干涉的两列波振幅大小相等，减弱点位移才始终为零。深化总结1 .产生稳定干涉图样的两列波的振幅越接近，干涉图样越明显。2 .干涉图样及其特点(1)干涉图样：如图所示。(2)特点加强区始终加强，减弱区始终减弱(加强区与减弱区不随时间变化)。加强区和减弱区的位置固定不变，加强区与减弱区互相间隔。(3)振动加强点和减弱点的理解加强点：振幅最大，为

15、两列波的振幅之和，即A=A+A2减弱点：振幅最小，为两列波的振幅之差，即A=IA1一42|每个质点都在各自的平衡位置附近做简谐运动，质点的位移都随时间变化，如加强点的位移也可以为零，某时刻减弱点的位移也可以大于加强点的位移，若两列波的振幅相等，则减弱点的合振幅为零，并不振动。辨析(1)两列波发生干涉时，振动加强的位置和减弱的位置是不变的。()(2)在振动减弱的区域，各质点都处于波谷。(X)【例3】(2023北京人大附中期末)关于机械波的干涉，下列说法中正确的是()A.两列频率相同的波相遇时，只有波峰与波峰相遇的点才是振动加强的点B.两列频率相同的波相遇时，介质中振动加强的质点在某时刻的位移可能是零C.两列频率相同的波相遇时，振动加强的质点的位移总比振动减弱的质点的位移大D.两列频率不同的波相遇时，因为没有形成稳定的干涉图样，所以两列波没有叠加答案B解析两列频率相同的波相遇时，波峰与波峰、波谷与波谷相遇时振动都加强，A项错误；振动加强点的振幅最大，但位移是变