高中物理机械波介绍课件

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,二,.,形成机械波的条件：,波源,弹性介质,介质中各质点间存在相互作用的弹力；,后一质点受到前一质点的带动,总是要重复前方质点的运动。,后一质点总比前一质点滞后。,机械波的形成：,由此可推知各质点的速度方向,v,机械波：机械振动在介质中的传播,能否比较各质点此时的速度大小？,二.形成机械波的条件：波源弹性介质介质中各质点间存在相互,问：质点本身有没有随波迁移？,传出去的是什么？,质点做什么运动？,没有！,机械振动,机械振动的运动形式,能量和信息,问：在机械波的传播中，存在着哪两种运动？,波的传播：,匀速直线运动,质点的振动：,机械振动（周期性非匀变速运动）,问：由波的形成可推知机械波波速取决于什么？,机械波波速,仅取决于介质,一个周期内波推进的距离是一个波长,问：质点本身有没有随波迁移？传出去的是什么？质点做什么运,三、机械波的分类,1,、横波：质点振动方向与波的传播方向垂直。,如：绳,波,在横波中，凸起部分的最高点叫做波峰，凹下部分的最低点叫做波谷,波峰,波谷,三、机械波的分类1、横波：质点振动方向与波的传播方向垂直。波,2,、纵波：质点振动方向与波的传播方向在同一直线上。,如：弹簧波、,声波,在纵波中，质点分布最密的部分叫密部，,质点分布最疏的部分叫疏部。,横波和纵波可以同时存在，例如：,地震波既有横波又有纵波。,注意：,横波只能在固体中传播，而纵波可以在固、液、气中传播。,密部,疏部,演示弹簧波,2、纵波：质点振动方向与波的传播方向在同一直线上。密部疏部演,四、机械波和机械振动的关系,类别,振动,波动,运动现象,运动成因,联系,单个质点,的周期性运动,所有质点,共同的周期性运动,质点受到指向平衡位置的回复力作用,介质中质点受到相邻质点的带动,1.,振动是波动的起因,波动是振动的传播,2.,有波动一定有振动,有振动不一定有波动,书,P 26 1 2 3,四、机械波和机械振动的关系类别振动波动运动现象运动成因联系单,例,1.,关于振动和波的关系，下列说法正确的是（）,A,如果波源停止振动，在介质中传播的波也立即停止,B,发声体在振动时，一定会产生声波,C,波动的过程是介质质点由近及远的传播过程,D,波动的过程是质点的振动形式及能量由近及远的传播过程,E,如果没有机械振动，一定没有机械波,F,只要物体做机械振动，一定有机械波产生,G,机械波的传播速度与振源的振动速度一样,H,机械波的频率与振源的频率一样,DEH,例1.关于振动和波的关系，下列说法正确的是（,例,2.,关于横波与纵波的说法中，正确的是（）,A,振源上下振动形成的波是横波,B,振源左右振动形成的波是纵波,C,振源振动方向与波的传播方向互相垂直形成的是横波,D,在固体中传播的波一定是横波,C,例2.关于横波与纵波的说法中，正确的是（）C,例,3.,关于机械波在传播过程中的特点，以下说法正确的是（）,A,后振动的质点总是跟着重复前一个带动它振动的质点振动,B,振动质点的频率随波的传播而降低,C,介质中的各个质点只在自己的平衡位置附近做振动,D,机械波的传播必须有介质,E,介质中的质点随波迁移,F,波源的振动能量随波传递,G,波源的能量随振动质点的迁移而随波传递,ACDF,例3.关于机械波在传播过程中的特点，以下说法正确的是（,一、振动图象,1,、,物理意义：,描述,一质点,在,各时刻,离开平衡位置的位移,2,、由图可以读出：,1,）该质点在任一时刻的位移,x,2,）振幅,A,周期,T,3,）加速度,a,的方向：总指向平衡位置,4,）比较速度,v,的大小,5,）速度,v,的方向：,（在其上，,v,方向向上；在其下，,v,方向向下）,注意：,图象上的纵坐标表示位移，并,不表示,质点在空间的,实际位置,。,x,t,O,看下一时刻所处的位置,一、振动图象1、物理意义：描述一质点在各时刻离开平衡位置的位,二、波的图象,1,、,物理意义：,描述,某时刻各个质点,偏离平衡位置的,位移,横波的图象与波形相似。,对,横波,:,对,纵波,:,波形,疏密相间的波形,波的图象,正弦（或余弦）图象,Y,X,O,v,二、波的图象1、物理意义：描述某时刻各个质点偏离平衡位置的位,2,、,由图可以得出？,1,）振幅,A,波长,Y,X,O,v,A,2,）该时刻任一质点的位移,x,3,）该时刻任一质点加速度,a,的方向：,4,）该时刻任一质点速度,v,的方向：,指向平衡位置,（,在其上，,v,方向向上；在其下，,v,方向向下）,看该质点的前一质点的位置，,注意：,波不一定沿,x,轴正方向传播，不指定波的传播方向，波可能沿,x,轴正方向或负方向传播。,注意波的双向性,方法,1,2、由图可以得出？1）振幅A 波长YXOvA2）该时刻任一,v,v,v,v,上坡,下坡,上坡,上坡,下坡,v,A B,C D,方法二：看下一时刻的波的图象,方法三：沿波的传播方向看，,“,上坡,”,的点向下运动，,“,下坡,”,的点向上运动,方法四：在图象上的一点画出波的传播方向,(,水平箭头,),、质点的振动方向,(,竖直箭头,),，这两个箭头总在曲线的同侧,vvvv上坡下坡上坡上坡下坡vA,方法,1,、平移法,0,x,y,x,t,x,t+,t,x,v,t,v,5,）,若知道传播方向，可以画出经,t,后的波形,Y,X,O,v,T,后的波形？,方法1、平移法0 xyxtxt+txv tv5）若,Y,X,O,方法,2,、特殊质点法,v,一般用于画经,T/4,T/2,3T/4,后的波的图象,经,T/4,后,经,T/2,后,YXO方法2、特殊质点法v一般用于画经T/4,T/2,3T/,四、振动图象与波的图象的比较,X,t,O,Y,X,O,振动图象,波的图象,研究对象,一个质点一段时间,许多质点一个时刻,坐 横,标 纵,时间,各质点的平衡位置,位移,位移,判断质点的振动方向,看下一时刻,看前一质点,经,t,后,的图象,继续延伸,波形沿传播,方向平移,什么情况下已振质点的波形不变？,四、振动图象与波的图象的比较XtOYXO振动图象波的图象研究,表示了两个质点的振动,哪个质点振动超前？,甲,乙,表示了同一列波在两个时刻的波形，经多久甲波形变为乙波形的？,甲,乙,乙超前甲,1/4 T,向右传，经,(n+3/4)T,向左传，,经,(n+1/4)T,表示了两个质点的振动哪个质点振动超前？甲乙表示了同一列波在两,例,.,一列向右传播的简谐波在某时刻的波形图,试画出再经过,T/4,、,3T/4,和,5T/4,时的波形图,.,Y,X,O,波的传播方向,1,2,3,4,例.一列向右传播的简谐波在某时刻的波形图YXO波的传播方向1,例,.,一列向右传播的简谐波在某时刻的波形图,试画出再经过,T/4,、,3T/4,和,5T/4,时的波形图,.,Y,X,O,波的传播方向,试画出该时刻,前,T/4,、,3T/4,和,5T/4,时刻的波形图,1,2,3,4,例.一列向右传播的简谐波在某时刻的波形图YXO波的传播方向试,例,.,一列横波沿绳子向右传播，某时刻绳子形成如图所示的形状，对此时绳上,A,、,B,、,C,、,D,、,E,、,F,六个质点（）,A,它们的振幅相同,B,质点,D,和,F,的速度方向相同,C,质点,A,和,C,的速度方向相同,D,从此时算起，质点,B,比,C,先回到平衡位置,AD,例.一列横波沿绳子向右传播，某时刻绳子形成如图所示的形状，对,例,.,一机械横波在,x,轴上传播，在某时刻的波形如图所示，已知此时质点,f,的运动方向向下，则（）,A,此波朝,x,轴的负方向传播,B,质点,d,此时向下运动,C,质点,b,将比质点,c,先回到平衡位置,D,质点,e,此时的位移为零,BCD,例.一机械横波在x轴上传播，在某时刻的波形如图所示，已知此时,一、波长,-,在波动中，两个相邻,同相,质点间的距离,1),在横波中，两个,相邻,波峰（或波谷）间的距离等于,；,2),在纵波中，两个,相邻,密部（或疏部）间的距离等于,；,思考,:,两个相邻,反相,质点间的距离为多少？,一、波长 -在波动中，两个相邻同相质,二、频率,-,波的频率等于质点振动的频率,注意：,波的频率只与振源有关，与介质无关,例如：同一声音在空气、水、钢管中传播，音调（频率）不变。,二、频率 -波的频率等于质点振动的频率,三、波速,-,振动在介质中传播的速度,1),波速取决于介质的性质；,2),波从一种介质传播到另一种介质时，频率,f,不变，波速,v,变化，因而波长,也,变,例如：某声音,f,100HZ,，,在空气中传播,v,1,340m/s,其波长,1,3.4m,；,在钢管中传播,v,2,1500m/s,其波长,2,15m,三、波速 -振动在介质中传播的速度,例,1,、一个周期为,0.1s,的波源，在甲介质中形成一列波长为,10m,的简谐波，该波传到乙介质中传播速度为,200m/s,，则下列叙述中正确的是（）,A,、在甲介质中波速为,100m/s,B,、在甲介质中频率为,10Hz,C,、在乙介质中波长为,20m,D,、在乙介质中周期为,0.2s,ABC,例1、一个周期为0.1s的波源，在甲介质中形成一列波长为10,例,2.,如图，为某一时刻横波的图象，图中位于,a,、,b,两处的质点经过,1/4,周期后分别运动到,a,、,b,处。则由图可知（）,A.,波的周期,B.,波的传播速度,C.,波的传播方向,D.,波的波长,x/m,y/cm,0 1 2 3 4 5 6 7,a,b,b,a,CD,例2.如图，为某一时刻横波的图象，图中位于a、b两处的质点经,y,/cm,x,/m,0,2,10,4,6,-10,例,3.,一列简谐机械横波某时刻的波形图如图所示，波源的平衡位置坐标为,x,=0,。当波源质点处于其平衡位置上方且向下运动时，介质中平衡位置坐标,x,=2m,的质点所处位置及运动情况是（）,A.,在其平衡位置下方且向上运动,B.,在其平衡位置下方且向下运动,C.,在其平衡位置上方且向上运动,D.,在其平衡位置上方且向下运动,A,相距为,/2,的两质点振动反向！,在同一时刻，两者的位移（速度、加速度）大小相等、方向相反。,y/cmx/m021046-10例3.一列简谐机械横波某时刻,例,4.,一列简谐横波在,x,轴上传播,t=0,时刻的波形图如甲图所示,x=2cm,的质点,P,的振动图像如图乙所示,由此可以判断,(),A.,该波的传播方向是沿,x,轴的负方向,.,B.,该波在,2s,时间内传播的距离是,2cm.,C.,在,t=1.5s,时,P,点的速度最大,D.,在,0,到,1.5s,时间内质点,P,通过的路程是,12cm,AB,t/s,甲,乙,例4.一列简谐横波在x轴上传播,t=0时刻的波形图如甲图所示,例,5.,一列简谐横波沿,x,轴正方向传播，传播速度为,10m/s,。当波传到,x,=5m,处的质点,P,时，波形如图所示。则以下判断正确的是（）,A,各质点的起振方向向下,B,再经过,0.4s,，质点,P,第一次回到平衡位置,C,再经过,0.7s,，,x,=9m,处的质点,Q,到达波峰处,D,质点,Q,到达波峰时，质点,P,恰好到达波谷处,y,/m,x,/m,P,0,6,2,4,8,10,0.2,-0.2,Q,v,A C,例5.一列简谐横波沿x轴正方向传播，传播速度为10m/s。,例,6.,在某介质中形成一列简谐波，,t,=0,时刻的波形如图中的实线所示。若波向右传播，零时刻刚好传到,A,点，且再经过,0.6s,，,P,点也开始起振，求：,（,1,）该列波的周期,T,=,？,（,2,）从,t,=0,时起到,P,点第一次达到波峰时止，,O,点对平衡位置的位移,y,0,及其所经过的路程,s,0,各为多少？,0,x/m,y/cm,-1,1,7,2,-2,P,A,（,2,）,y,0,=-0.02m,s,0,=0.3m,T,0.2s,例6.在某介质中形成一列简谐波，t=0时刻的波形如图中的实线,例,7.,在