第三章機械波第4節波的干涉重點+難點核心素養解讀1.理解波的疊加原理，會根據波的疊加原理判斷振動加強點和振動減弱點.2.知道形成穩定干涉圖樣的條件，認識干涉圖樣.3.能利用波的干涉現象解釋有關物理現象．1.科學思維：會根據波的疊加原理判斷振動加強點和振動減弱點.2.科學探究：通過水波槽觀察水波的干涉現象。知識點一波的疊加1．波的獨立傳播：兩列波在彼此相遇并穿過后，仍然保持各自的、等運動特征不變，繼續傳播．2．波的疊加原理：幾列波相遇時能夠保持各自的運動特征，繼續傳播，在它們重疊的區域里，介質的質點參與這幾列波引起的振動，質點的位移等于這幾列波單獨傳播時引起的位移的．知識點二波的干涉1．定義——相同、恒定、相同的兩列波疊加時，某些區域的振動總是加強，某些區域的振動總是減弱，這種現象叫波的干涉．2．干涉條件(1)兩列波的頻率必須相同．(2)兩個波源的相位差必須保持不變．3．干涉的普遍性一切波在一定條件下都能夠發生干涉，干涉是波特有的現象．易錯易混點一波的疊加易錯易混點1.1對波的疊加的原理認識不清。例1．(多選)如圖所示，波源S1在繩的左端發出頻率為f1、振幅為A1的半個波形a，同時另一個波源S2在繩的右端發出頻率為f2、振幅為A2的半個波形b，且f1<f2，P為兩個波源連線的中點(圖中未畫出)．已知機械波在介質中傳播的速度只由介質本身的性質決定．下列說法正確的是()A．兩列波比較，a波將先到達P點B．兩列波在P點疊加時，P點的位移最大可達A1＋A2C．b的波峰到達P點時，a的波峰還沒有到達P點D．兩列波相遇時，繩上位移可達A1＋A2的點只有一個，此點在P點的左側易錯易混點1.1剖析1．波的獨立傳播特性：幾列波相遇時各自的波長、頻率等運動特征保持不變，不受其他波的影響．2．波的疊加原理：在幾列波重疊的區域里，介質的質點同時參與這幾列波引起的振動，質點的位移等于這幾列波單獨傳播時引起的位移的矢量和．易錯易混點二波的干涉易錯易混點2.1對波的干涉條件認識不清。例2．如圖所示，S1、S2是兩個步調完全相同的相干波源，其中實線表示波峰，虛線表示波谷．若兩列波的振幅均保持5cm不變，關于圖中所標的b、c、d三點，下列說法正確的是()A．d點始終保持靜止不動B．圖示時刻c點的位移為零C．b點振動始終加強，c點振動始終減弱D．圖示時刻，b、c兩點的豎直高度差為10cm易錯易混點2.1剖析1．發生干涉的條件：(1)兩列波的頻率相同；(2)相位差恒定．2．產生穩定干涉圖樣的兩列波的振幅越接近，干涉圖樣越明顯．3．干涉圖樣及其特點(1)干涉圖樣：如圖所示．(2)特點①加強區始終加強，減弱區始終減弱(加強區與減弱區不隨時間變化)．②加強區和減弱區的位置固定不變，加強區與減弱區互相間隔．(3)振動加強點和減弱點的理解①加強點：振幅最大，為兩列波的振幅之和，即A＝A1＋A2②減弱點：振幅最小，為兩列波的振幅之差，即A＝|A1－A2|③每個質點都在各自的平衡位置附近做簡諧運動，質點的位移都隨時間變化，如加強點的位移也可以為零，某時刻減弱點的位移也可以大于加強點的位移，若兩列波的振幅相等，則減弱點的合振幅為零，并不振動．易錯易混點2.2振動加強點和減弱點判斷方法不清例4.如圖(a)，在xy平面內有兩個沿z方向做簡諧運動的點波源S1(0,4)和S2(0，－2)．兩波源的振動圖線分別如圖(b)和圖(c)所示．兩列波的波速均為1.00m/s.兩列波從波源傳播到點A(8，－2)的路程差為________m，兩列波引起的點B(4,1)處質點的振動相互__________(選填“加強”或“減弱”)，點C(0,0.5)處質點的振動相互________(選填“加強”或“減弱”)．易錯易混點2.2剖析振動加強點和減弱點的判斷方法1．條件判斷法：頻率相同、振動情況完全相同的兩波源產生的波疊加時，加強、減弱條件如下：設點到兩波源的距離差為Δr，則當Δr＝kλ時為加強點，當Δr＝(2k＋1)eq\f(λ,2)時為減弱點，其中k＝0,1,2….若兩波源振動步調相反，則上述結論相反．2．現象判斷法：若某點處總是波峰與波峰(或波谷與波谷)相遇，該點為加強點；若總是波峰與波谷相遇，則為減弱點；若某點處是平衡位置和平衡位置相遇，則讓兩列波再傳播eq\f(1,4)T，看該點是波峰和波峰(波谷和波谷)相遇，還是波峰和波谷相遇，從而判斷該點是加強點還是減弱點．針對訓練一、單選題1．某同學注意到手機攝像頭附近有一個小孔，查閱手機說明后知道手機內部小孔位置處安裝了降噪麥克風。進一步翻閱技術資料得知：降噪麥克風通過降噪系統產生與外界噪音相位相反的聲波，與噪音疊加從而實現降噪的效果。如圖是理想情況下的降噪過程，實線對應環境噪聲，虛線對應降噪系統產生的等幅反相聲波。則（）A．降噪聲波與環境噪聲的頻率不相等B．降噪過程可以消除通話時的所有背景雜音C．降噪過程實際上是聲波發生了干涉D．P點經過一個周期傳播的距離為一個波長2．如圖所示，S1、S2為兩個振動情況完全一樣的波源，兩列波的波長都為λ，它們在介質中產生干涉現象，S1、S2在空間共形成了5個振動加強的區域，如圖中實線所示。P是振動加強區域中的一點，從圖中可看出（）A．S1波在該區域的傳播速度比S2波的大B．P點到兩波源的距離差等于1.5λC．P點此時刻振動最強，過半個周期后振動變為最弱D．S1、S2連線和加強區交點等間距，間距為半波長3．如圖所示為某一時刻波源S1、S2在水槽中形成的水波，其中一條線表示波峰，另一條虛線表示波谷，已知兩列波的頻率相同，振幅相同，則下列說法不正確的是（）A．這兩列波的波長相同，在兩波相遇的區域中會產生干涉B．從此刻再經過四分之一個周期，a、b、c、d四點的位移均為零C．a、c、d三點的振動始終加強，b點的振動始終減弱D．a、c、d三點位移始終最大，等于兩列波的振幅之和4．材質不同的兩根細繩在O點連接，拉直后靜置于光滑水平地板上，在水平面內沿著繩子和垂直于繩子建立如圖所示的直角坐標系。兩位同學分別在繩的兩端A、B以相同頻率同時振動，繩上形成甲、乙兩列相向傳播的繩波，經過一個周期后，各點坐標如圖所示。已知在波傳播的過程中各點的平衡位置保持不變，則下列說法正確的是（??）A．A、B兩點振動方向始終相同 B．機械波在左右兩根細繩上的傳播速度之比為3:2C．兩列波形成的第一個波峰可能在O點相遇 D．振動穩定后，O點的振幅為15cm5．兩列簡諧橫波分別沿x軸正方向和負方向傳播，波速均為v=0.4m/s，兩個波源分別位于x=-0.2m和x=1.2m處，波源的振幅均為2cm。如圖所示為t=0時刻兩列波的圖像，此刻平衡位置在x=0.2m和x=0.8m的P、Q兩質點剛開始振動，質點M的平衡位置位于x=0.5m處。下列判斷正確的是（）A．質點M剛開始振動時的方向沿y軸的正方向B．t＝1.75s時，質點P、Q的位移均為2cmC．t＝0~2s時間內，質點M經過的路程為32cmD．t＝2.5s時，兩波源間振動加強的點有7個6．一根長20m的軟繩拉直后放置在光滑水平地板上，以繩中點為坐標原點，以繩上各質點的平衡位置為x軸建立圖示坐標系。兩人在繩端P、Q沿y軸方向不斷有節奏地抖動，形成兩列振幅分別為10cm、20cm的相向傳播的機械波。已知P點形成的波的傳播速度為4m/s。時刻的波形如圖所示。下列判斷正確的有（）A．兩波源的起振方向相反B．兩列波無法形成穩定的干涉圖樣C．時，在PQ之間（不含PQ兩點）繩上一共有2個質點的位移為-25cmD．疊加穩定后，處的質點振幅小于處質點的振幅7．兩列簡諧橫波分別沿x軸正方向和負方向傳播，波速均為v=0.4m/s，兩個波源分別位于x=-0.2m和x=1.2m處，波源的振幅均為2cm。如圖所示為t=0時刻兩列波的圖像，此刻平衡位置在x=0.2m和x=0.8m的P、Q兩質點剛開始振動，質點M的平衡位置位于x=0.5m處。下列判斷正確的是（）A．質點M剛開始振動時的方向沿y軸的正方向B．t＝1.75s時，質點P、Q的位移均為2cmC．t＝0~2s時間內，質點M經過的路程為32cmD．t＝2.5s時，兩波源間振動加強的點有7個二、多選題8．如圖所示，在同一均勻介質中的x軸上有兩個波源S1、S2，S1在坐標原點，S2在x=10m處，兩波源處的質點同時從平衡位置開始振動，并開始計時，開始振動的方向完全相反，波源S1形成的簡諧橫波在介質中沿x軸正方向傳播，S2形成的簡諧橫波在介質中沿x軸負方向傳播，t=1s時刻，質點A開始起振且開始起振的方向沿y軸正向，兩列波疊加后能形成穩定的干涉圖樣，則下列說法正確的是（）A．波源S2處的質點沿y軸負方向開始起振B．波源S2處質點的振動傳播速度大小為4m/sC．x=5m處為振動加強點D．若x=2m處為振動加強點，則x=8m處也為振動加強點E．若x=2m處為振動減弱點，則每列波的波長可能為3m9．甲、乙兩列簡諧橫波在同種均勻介質中傳播，如圖所示為t=0時刻兩列波恰好在坐標原點相遇時的波形圖，甲波的頻率為2Hz，沿x軸正方向傳播，乙波沿x軸負方向傳播，則（）A．乙波的傳播速度大小為4m/sB．t=0至t=1s時間內x=1m處質點振動路程為2.2mC．兩列波疊加后，?3m＜x＜3m內振幅為0的質點共有6處D．兩列波疊加后，?3m＜x＜3m內振幅為10cm的質點比振幅為30cm的質點多10．有兩列頻率相同、振動方向相同、振幅均為A、傳播方向互相垂直的平