机械波及图像.ppt

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1、一、机械波1．定义：机械振动在介质中传播，形成了机械波．2．产生条件：一是要有做机械振动的物体作为波源；二是要有能够传播机械振动的介质．垂直4．机械波的特点(1)机械波传播的是运动形式，介质中质点只在各自的平衡位置附近振动，并不随波迁移．(2)机械波传播的过程就是能量传递的过程，也是传递信息的过程．(3)“前带后，后跟前，运动状态向后传．”即：各质点都做受迫振动，起振方向波由源来决定，并且其振动频率(周期)等都于波源的振动频率(周期)，但离波源越远的质点振动越滞后．二、描述机械波的物理量1．波长：在波动中振动相位总是相同的两个相邻质点间的距离．用“λ”表示．2．频率f：在波动中，

2、介质中各质点的振动频率都是相同的，都等于波源的振动频率．机械波的传播速度由介质决定，与机械波的频率无关．三、波的图象1．波的图象(1)坐标轴：取质点平衡位置的连线作为x轴，表示质点分布的顺序；取过波源质点的振动方向作为y轴，表示质点位移．(2)意义：在波的传播方向上，介质中质点在某一时刻相对各自平衡位置的位移．(3)形状：正弦(或余弦)图线．2.简谐波图象的应用(1)从图象上直接读出波长和振幅．(2)可确定任一质点在该时刻的位移．(3)可确定任一质点在该时刻的加速度的方向．(4)若已知波的传播方向，可确定各质点在该时刻质点的振动方向；若已知某质点的振动方向，可确定该波的传播方向．

3、(5)若已知波的传播方向，可画出在Δt前后的波形．沿传播方向平移Δx＝vΔt.一、对波长、波速及频率概念的理解1．对波长的理解(1)在波的传播方向上，两个相邻的振动步调总是相同的质点间的距离．(2)质点振动一个周期，波传播的距离．(3)在横波中两个相邻的波峰(或两个相邻的波谷)之间的距离；在纵波中两个相邻的密部(或两个相邻的疏部)之间的距离．(4)在简谐横波的波形图线中，一个完整的正(余)弦曲线在横轴所截取的距离．2．对波速的理解(1)波在均匀介质中匀速传播，波速就是指波在介质中的传播速度．电磁波可以不依靠介质在真空中传播．(2)波速的大小完全由介质决定，与波的频率无关．(3)在

4、同种介质中，纵波和横波的传播速度是不同的．(4)波速与振速的区别：①波速：波源振动几个周期，波形就向(或能量)向外平移的速度．在同一种均匀介质中波动的传播是匀速的，与波动频率无关．②振速：质点的振动速度．波动中各质点都在平衡位置附近做周期性振动，是变速运动，质点并不沿波的传播方向随波迁移．3．对频率的理解(1)在波的传播方向上，介质各质点都做受迫振动，其振动是由振源的振动引起的，故各质点的振动频率都等于振源的振动频率．(2)当波从一种介质进入另一种介质时，波的频率不变．即时应用1.(2008年高考宁夏卷)下列关于简谐运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

5、．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：选BD.弹簧振子周期由振子质量和弹簧劲度系数决定与振幅无关，A项错误；波的传播速度由介质决定与波源无关，B项正确；质点的振动速度与波速无关，C项错误；波传播时每振动一次向前传播一个完整的波形，D项正确．二、振动图象与波动图象的比较波的振动图象与波动图象虽然形状相同，但所研究的对象、意义、特点等有所不同．所以，要掌握两者的区别，及在某些情况下两者的相互转化．两种图象振动图象波动图象比较内容沿波传播方向所研究对象某一振动

6、质点有质点某一质点位移某时刻所有质点图象意义随时间变化规相对平衡位置的律位移图象特点两种图象振动图象波动图象比较内容(1)波长、振幅(1)周期、振幅(2)任意一质点该时(2)各时刻质点的位移图象信息刻的位移(3)速度、加速度的方(3)任意一质点在该向时刻加速度的方向随时间推移图象延续，随时间推移，图象图象变化但已有形状不变沿传播方向平移一个完整曲线对应横一个周期一个波长坐标2.(2008年高考江苏卷)一列沿着x轴正方向传播的横波，在t＝0时刻的波形如图7－2－1甲所示．图甲中某质点的振动图象如图乙所示．质点N的振幅是________m，振动周期为________s，图乙表示质点_

7、_______(从质点K、L、M、N中选填)的振动图象．该波的波速为________m/s.解析：从甲、乙图可看出波长λ＝2.0m，周期T＝4s，振幅A＝0.8m；乙图中显示t＝0时刻该质点处于平衡位置向上振动，甲图波形图中，波向x轴正方向传播，则L质点正在平衡位置向上振动，波速v＝λ/T＝0.5m/s.答案：0.84L0.5三、质点振动方向与波传播方向的互判图象方法(1)微平移法：沿波的传播方向将波的图象进行一微小平移，然后由两条波形曲线来判断．例如：波沿x轴正向传播，t时刻波