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中小学优质课件机械波课件.ppt

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中小学优质课件机械波及其图象复习课件.ppt

中小学优质课件机械波及其图象复习课件.ppt

基础知识梳理
• 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．
基础知识梳理
• (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． • (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.
课堂互动讲练
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．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
课堂互动讲练
• 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．
课堂互动讲练
• 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．
课堂互动讲练
两种图象 比较内容
振动图象
波动图象
研究对象 图象意义
某一振动质点
沿波传播方向所 有质点
某一质点位移 某时刻所有质点
随时间变化规 相对平衡位置的
பைடு நூலகம்
律
位移
图象特点
课堂互动讲练
两种图象 比较内容

机械波精品PPT课件

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震源：是地球内发生地震的地方。
震源深度：震源垂直向上到地表 的距离是震源深度。我们把地震 发生在60公里以内的称为浅源地 震；60－300公里为中源地震； 300公里以上为深源地震。目前有 记录的最深震源达720公里。
地震波主要包含纵波和横波。来自地下的纵波引起地面上下颠簸振动。 来自地下的横波能引起地面的水平晃动。横波是地震时造成建筑物破坏的 主要原因。
(3) 波动曲线与振动曲线不同。
y
yu
o t
振动曲线
o
x
波动曲线
振动的图像
波的图象
研究对象 研究内容
一个振动质点
质点在振动过程中，位移随时间 而变化的规律
波的传播方向上所有的振动质 点
某一时刻连续介质中各质点相 对于平衡位置的位移规律
图象
坐标含义 物理意义
图线的 变化
（t、x）表示t时刻的位移是x
(3) 横波使介质产生切变，只有能承受切变的物体（固体）才能传 递横波。横波仅在固体中传播！
它既不是纵波，也不是横波。
水
它是因重力以及表面张力的作用， 面
在水表面上传播的波。
波
(4) 纵波在介质中引起长变或体变，所有物质都能承受长变和体变 （固、液、气体）。在固体中纵波、横波均可传递，但两种波 速各不相同。
｛ 条件
波源：作机械振动的物体 弹性介质：承担传播振动的物质
二、横波和纵波
横波： 介质质点的振动方向与波传播方向相互垂直的波；如 柔绳上传播的波。
纵波：介质质点的振动方向和波传播方向相互平行的波；如空 气中传播的声波。
横波 (transverse wave) 波的传播方向
特点：具有波峰和波谷 ⊥ 质点的振动方向

机械波ppt课件

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y
A c os [ (t
-
x) u
0
]
A:
(t
-
x u
)
0
B:
(t
t
-
x
x) u
0
y t 时刻波形 u
AB
O
x
x x t+t 时刻波形
两点位相相同 , 得 x ut 波形以速度u向前传播。
*若波以速度u 沿x轴负方向传播，则波动方程为
y
A c os [ (t
x) u
0
]
第六章 机械波
17
例1 一平面简谐纵波沿着线圈弹簧传播，设波沿x轴 正向传播，弹簧中某圈的最大位移为3.0cm，振动频率 为25Hz，弹簧中相邻两疏部中心的距离为24cm。当t=0 时，在x=0处质元的位移为零并向轴正向运动。试写出 该波的波动方程。
（１）机械波实质上是介质中大量质元参与的集体振动
（２）机械波产生的条件是：
1）波源； 2）弹性介质
第六章 机械波
4
二、横波与纵波
横波：质点振动方向与波的传播方向相垂直的波. （仅在固体中传播 ）
➢ 特征：具有交替出现的波峰和波谷.
第六章 机械波
5
纵波：质点振动方向与波的传播方向互相平行的波. （可在固体、液体和气体中传播）
t x u
点P
t
-
x u
时刻点O
的运动Biblioteka t 时刻点 P 的运动P点在t时刻的位移为
yp
A cos[ (t
-
x) u
0 ]
从相位看，P
处质点振动相位较O
点质点相位落后
x u
第六章 机械波
12

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3. 体积元的总机械能随位置作周期性变化,说明任一体 积元在不断放出和接受能量,故波动传播能量.
4.能量密度: 单位体积媒质中的波动能量.
w
平均能量密度:
dE dV
A2
2
sin2
t
x u
w
1 T
T
0
wdt
1 T
T
0
A2 2 sin2 t
x u
dt
1
2
A2 2
平均能量密度与物质的密度,振幅平方,频率平方成正比 18
在t－x /u 时刻的振动
P处质元的振动方程为
yP
Acos (t
x) u
由于P点的任意性,上式即沿正方向传播的平面简
谐波的波动方程 y( x, t ) Acos (t x )
u7
波动方程的另外两种常见形式
上页 下页 返回 结束
由 ω = 2π /T ，u = ν λ = λ /T
有
y( x, t) Acos 2 ( t x ) 或
解:(1)比较法,将波动方程改写为
y
0.1cos
25 10
t
x 25
对比
y
Acos
t
x u
得 2.5 ,T 0.8s, u 25m/s uT 20m
(2) 位相差 2 x 2 2
20
5
(3) 位相差 t 2.5 0.2 0.5 14
例5.2P174
上页 下页 返回 结束
不同于波传播的速度u t
u
x0处质元振动的加速度
2 y t2
A
2
cos
(t
x0 u10
)
上页 下页 返回 结束

机械波ppt课件

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材料。
机械波在各向异性介质中传播特性
02
机械波在各向异性介质中传播时，其速度、振幅和相位等参数
会受到介质各向异性的影响，表现出复杂的传播行为。
研究意义
03
了解机械波在各向异性介质中的传播特性对于地震学、声学、
材料科学等领域具有重要的理论和应用价值。
地震波在各向异性岩石中传播规律
地震波类型
体波（P波、S波）和面波（L波、R波）是地震波的主要类型，它们在各向异性岩石中的传播 速度、振幅和衰减等特性有所不同。
介质中，波动能量传递无损耗；而在实际介质中，由于阻尼、散射等作
用，波动能量会逐渐衰减。
03
机械波在各向同性介质 中传播特性
纵波和横波传播方式对比
纵波传播方式
对比总结
质点振动方向与波传播方向平行，通 过介质中相邻质点间的相互作用力传 递能量。
纵波和横波在传播方式上存在差异， 主要表现在质点振动方向和能量传递 方式上。
治疗应用
利用高强度聚焦超声（HIFU）技 术，将超声波能量聚焦在病变组织 上，使组织产生热凝固性坏死，达 到治疗目的。
工业自动化领域振动监测技术应用
设备状态监测
通过监测机械设备的振动信号，判断设备的运行状态和故障情况， 实现设备的预防性维护。
质量控制
利用振动检测技术对生产线上的产品进行质量监测和控制，提高 产品质量和生产效率。
横波传播方式
质点振动方向与波传播方向垂直，通 过介质中相邻质点间的剪切力传递能 量。
折射、反射和衍射现象分析
折射现象
当机械波从一种介质传播到另一 种介质时，由于波速的改变，波 的传播方向会发生变化，这种现 象称为折射。折射遵循斯涅尔定
律。

机械波优秀课件

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照片
本次课小结
完
又一次课
本次课小结
第六节
wave interference
波叠加原理
过程分解
过程分解
一、波的叠加原理
在相遇区域内任一点的振动，为各列波单独存在
时在该点所引起的振动位移的矢量和.
几列波相遇之后， 仍然保持它们各自原有的特征
（频率、波长、振幅、振动方向等）不变，并按照原来 的方向继续前进，好象没有遇到过其他波一样.
周期的倒数。
, 取决于波源振动频率。
单位时间内振动状态（振动相位）的传播速度， 又称相速。机械波速取决于弹性媒质的物理性质。
或
几何描述
波面 波前
振动相位相同的点连成的面。 最前面的波面。
波前 波面 波线
平面波（波面为平面的波） 球面波（波面为球面的波）
波线（波射线） 波的传播方向。在各向同性媒质中， 波线恒与波面垂直。
。
设 一平面简谐波
在 处取体积元 体积元的质量
设媒质密度
振动速度
动能
势能 总量能
可见，波动过程是媒质中各体积元不断地从与其相邻的上一个体积元 接收能量，并传递给与其相邻的下一个体积元的能量传播过程过程。
能量密度
借助图线理解 和
续上
简谐平面波 在密度为 的均匀媒质中传播
某点 处的振动方程
该处的 能量密度 (随时间变化)
结束选择
请在放映状态小下议点击链你接认为2是对的答案
以波速 u 沿 x 轴逆向传播的简谐波 t 时刻的波形如下图
A
D
B
C
（1）A点的速度大于零；
（2）B点静止不动；
（3）C点向下运动；
（4）D点的振动速度小于零。

课件[新版本]《机械波》ppt优秀课件


讨论一下： 如果把浮标换成一个足球， 我们在岸边，可以用什么 方法将球从水里取回来？
二、横波和纵波
像这种在绳上传播的波 质点的振动方向和波的传播方向垂直，我们称之 为横波.
波的传播方向
波峰
振 动 方 向
波谷
演示 推拉弹簧
质点的振动方向和波的传播方向在同一直线上，这种
(1)原子核放出α粒子或β粒子，变成另一种原子核的变化称为原子核的衰变．
《1．眼滑睛块和与眼小镜车》的是临人界教问版题新课标教材八年级物理上册第三章第四节的内容，主要包括眼睛的构造、成像原理，眼睛的调节作用、近视 眼远视眼的成因及其矫正等内容。它是第三章“透镜及其应用”中的重要组成部分，不仅涉及透镜的初步知识、照相机成像原理、凸透镜 成猜像想规 A：律在等同物一理深知度识，，液还体涉内及部生向物各学个科方知向识都。有压强，且向各个方向的压强相等；
光的干涉和衍射都属于光的叠加，从本质上看，干涉条纹和衍射条纹的形成有相似的原理，都可认为是从单缝通过两列或多列频率相
感谢指导 (同3)的“动光钟波变，慢在”是屏两上个叠不加同形惯成性的系．进行时间比较的结果，也是相对的，即两个惯性系中的观察者都发现对方的钟变慢了．
2百．米跃冠迁军：：原=子8．从3一3种m定／态s 跃迁到另一种定态时，它辐射或吸收一定频率的光子，光子的能量由这两个定态的能量差决定．即hν＝Em －En.(h是普朗克常量，h＝6.626×10－34 J·s) 熟练运用类比法 [生]根据速度的公式可以看出速度等于路程除以时间，所以速度的单位是、由路程的单位除以时间的单位组成．如果路程的单位用米 (（m3)，）时实间验的结单束位后用，秒让(每s)组，学速生度代的表单展位示就本是组米实(m验)除结以果秒，(s进)．行评估交流，并引导学生进行总结，得出液体压强的特点。 [(生2)安]刚装才：计正算确的安是装1 好s内气运垫动导员轨跑．的路程，所以说速度等于1 s内的路程．

机械波ppt课件


四 理解驻波及其形成，了解驻波和行波的区别；
第六章 机械波
6-1 机械波的形成 波长 周期和波速
振动在空间的传播过程叫做波动
波动
机械波 机械振动在弹性介质中的传播. 电磁波 交变电磁场在空间的传播.
一、机械波的形成
当弹性介质中的一部分 发生振动时，由于介质各 个部分之间的弹性力间的 相互作用，振动就由近及 远的传播出去
(2) 波速实质上是相位传播的速度，故称为相速度； 其大小主要决定于媒质的性质，与波的频率无关。
例如： a. 拉紧的绳子或弦线中横波的波速为：
ut
T
T— 张力
— 线密度
b. 均匀细棒中，纵波的波速为：
ul
Y
第六章 机械波
Y— 固体棒的杨氏模量
— 固体棒的密度
四、波线 波面 波前 1、波线：沿波传播的方向画一些带箭头的线叫波线。 2、波面：波源在某一时刻的振动相位同时到达的各
a、b、c 各点振动
初相位.
t =0 y
A
u
t=T/4
b
Oa
c x
(-π~π)
-A
A
O
A
O
y o π
y
a
π 2


O
A
y
b 0
O A
y
c

-π 2

第六章 机械波
二、波函数的物理意义：
(1) 对于给定的位置坐标(x = x0)，波动方程表示该
处质点的振动方程。
y
yAcos(t[-xu0)0] O
yAcos([t-ux)0]
22/T u/T
波函数的 其它形式
y (x ,t) A co 2 π ( s t- [ x ) 0 ] y (x ,t) A co 2 π (T s t- [x )0 ]

第7章机械波优秀课件


振动状态完全相同的相邻两质点之间的距离。 波形移过一个波长所需的时间。 周期的倒数。 单位时间内振动状态（振动相位）的传播速度， 又称相速。机械波速取决于弹性媒质的物理性质。
或
第7章机械波优秀课件
§7.2 平面简谐波表达式
可从动力学和运动学两个角度研究各向同性介 质中振动的传播规律。
• 从动力学角度分析：讨论问题的思路仍然是取 隔离体，分析它的受力情况，运用牛顿运动定律， 列出运动微分方程。
几何描述
3.波阵面和波射线
波面 波前
振动相位相同的点连成的面。 最前面的波面。
波前 波面 波线
平面波（波面为平面的波） 球面波（波面为球面的波）
波线（波射线）
波的传播方向。在各向ห้องสมุดไป่ตู้性媒质中， 波线恒与波面垂直。
第7章机械波优秀课件
7.1.2 描述机械波波的的物物理理量 量
波传播方向
波速
波长 周期 频率 波速
正向波
波沿 X 轴正向传播
同一时刻，沿 X 轴正向，波线上各质点的振动相位依次落后。
反向波
波沿 X 轴反向传播
同一时刻，沿 X 轴正向第，7章波机线械波上优各秀课质件点的振动相位依次超前。
某正向余弦波
例一 时的波形图如下
则此时 点的运动方向
，振动相位
。
正向波，沿 轴正向微移原波形图判断出 点此时向下运动。并判
机械波
第7章机械波优秀课件
§7.1 机械波的产生和传播
§7.2 平面简谐波表达式
§7.3 平面简谐波的能量 §7.4 惠更斯原理 波的衍射、反射和折射 §7.5 波的叠加
§7.6 多普勒效应(不讲)
§7.7 声波(不讲) 作业:
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O
Qx
画出t=0时刻波形如图示 画出t=0.1s时刻波形如图示
返回
04年全国理综18
18．已知：一简谐横波在某一时刻的波形图如图所 示，图中位于a、b两处的质元经过四分之一周期后 分别运动到a′、b′处。某人据此做出如下判断：①可 知波的周期，②可知波的传播速度，
③可知的波的传播方向，④可知波的波长。
机械波
1.波形图的基本问题 例1 例2 97年高考 例3 93年高考 例4 94年高考 04年全国理综18
2. 波形图的描绘 例5 2000年上海 99年高考 3. 波的传播的双向性 例6 00年高考 00春高考
例7 4. 波的传播的空间周期性 例8 98年高考
01年春高考 5. 波的传播的时间周期性 例9 例10 例11 练习 6. 波的传播的双重周期性 96年高考 例12 7. 振动图象和波动图象的转换 例13 8. 波的叠加和干涉 例14 例15 例16 17 18
动，t=1秒时，质点a第一次到达最高点，则在4秒＜
t＜5秒这段时间内
( ACD )
（A）质点c 的加速度逐渐增大
（B）质点a 的速度逐渐增大
（C）质点d 向下运 动
（D）质点f 保持静止
解：T=4s =vT= 4m 画 出t=0时的波形图（实线 ）和t=1s 时的波形图（虚线）
a b c de f
返回
由12 点的速度方向 可知波向右传播， 先画出此时的波形
····
再经过3/4周期时的 波形相当于向左移 动1/4波长，
再补画出3456点 的位置和速度方 向如图示
返回
例6. 一列横波沿x轴传播，t1与t2时刻的波形分别如 图中的实线和虚线所示，已知t2-t1=0.1s，那么这列波
之一周期后,该质点的坐标为 （ B ）
Ａ. 5λ/4，０ Ｂ. λ ，-Ａ
Ｃ. λ ，Ａ
Ｄ. 5λ/4 ，Ａ
返回
例4.一列简谐横波沿x 轴正方向传播，各质点的振 幅为2cm，某时刻相距30m 的两质点a、b 的位移都 为1cm，但运动方向相反，质点a 沿y 轴反方向运动 ，质点b 沿y 轴正方向运动（如图示），则这列波的
t=1.5s时的波形为原波形向右移
动3.75λ，如图中的虚线所示．
y/cm
方法2：移动质点法
10
M
x/s
–4 –2
02
46
-10
返回
2000年上海： 如图，沿波的传播方向上有间距均为
1米的六个质点a、b、c、d、e、f，均静止在各自的
平衡位置，一列横波以1米/秒的速度水平向右传播
，t=0时时到达质点a，质点a开始由平衡位置向上运
04年上海13 9.多普勒效应 例19 04年江苏16
例1. 下图是一列横波某时刻的图像．从图像可 得出哪些结论？
•从1. 从图像可得出波沿x 轴反方向传播． 2. 波长2.4m． 3. 各质点的平衡位置（x 坐标值）． 4. 各质点振动的振幅10cm． 5. 各质点在图示时刻的位移（y 坐标值）． 6. 各质点在图示时刻的运动方向． 7. 根据各质点该时刻的位移，还可以间接 得出各质点在图示时
(C)若波从右向左传播,则质点c 向下运动
(D)若波从右向左传播,则质点d 向上运动
y
左
O
a
右
·d
x
··· b
c
返回
例3. 如图所示的水平放置的弹性长绳上有一列均匀分 布的质点 1、2、3、…，先使质点1 沿竖直方向做简谐运 动，振动将沿绳向右传播，从质点1 经过平衡位置向上 运动的时刻开始计时，当振动传播到质点13 时，质点1 恰好完成一次全振动，此时质点10的加速度
[ BD ]
A．为零 C．方向向上
B．最大 D．方向向下
解：画出符合题意的波形图：
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16
返回
1993年高考 一列沿x方向传播的横波,其振幅
为A,波长为l,某一时刻波的图象如图所示.在
该时刻，某一质点的坐标为(l, 0)，经过四分
移处,则距P为0.2米的Q点 ( B D ).
(A)在0.1秒时的位移是4厘米 (B)在0.1秒时的速度最大 (C)在0.1秒时的速度向下
(D)在0到0.1秒时间内的路程是4厘米。
解：v=1m/s f=2.5Hz λ=v/f=0.4m T=0.4s
y
s=0.2m=λ/2 t=0.1s=1/2 T
· · P
1999年高考 图a中有一条均匀的绳，1、2、3、4、…是绳 上一系列等间隔的点．现有一列简谐横波沿此绳传播．某时刻 ，绳上9、10、11、12 四点的位置和运动方向如图b 所示（其 他点的运动情况未画出），其中点12 的位移为零，向上运动 ，点9 的位移达到最大值．试在图c 中画出再经过3/4周期时点 3、4、5、6 的位置和速度方向，其他点不必画。（画c的横、 纵坐标与图a、b完全相同）
B．位移为正最大 C．位移为负最大
y
D．加速度为负最大
解：λ=v/f=20/5=4m
P
0
Qx
画出符合题意的波形图
S=5m=5λ/4
返回
1997年高考：11.简谐横波某时刻的波形图线如图所示
.由此图可知 （ B D ）
(A)若质点a 向下运动,则波是从左向右传播的
(B)若质点b 向上运动,则波是从左向右传播的
刻的加速度方向． 8. 定性比较各质点在图示时刻的
速度大小、加速度大小
返回
例2. 一列横波沿x轴正方向传播，频率5Hz，波速
20m/s，P、Q是波上的两个质点（图1-7-5），它们在x
轴上的距离是5m，当波传到Q点时，使Q从平衡位置
沿y 轴反方向运动，则此时P点 C (
)
A．恰好经过平衡位置沿y 轴反方向运动
波长最大为___9_0__m．
解：画出波形如图示：
设波长为λ，
由图可知，d= λ /12 ，
∴（1/2-1/6）λ=30
d
d
∴λ=90m
返回
1994年高考： 18.如图所示,在xy平面内有一沿x轴 正方向传播的简谐横波,波速为1米/秒,振幅为4厘米,频 率为2.5赫.在t=0时刻,P点位于其平衡位置上方最大位
其中正确的是 （ C ）
A．①和④ B．②和④
C．③和④ D．②和③
例5. 一列横波沿x轴传播，波速10 m/s．已知t=0时 刻的波形图像如图所示，图中M处的质点此时正经 过平衡位置沿y轴正方向运动，在图中画出t=1.5s时 的波形图像．
解：由M点的速度方向可知波向右传播
方法1：移动波峰法 波长λ=4m，T=0.4s A=10cm t=1.5s=3.75T