机械波及其图像剖析
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第2节波的图像1.正弦波在介质中传播时,波所到处的介质质点都做简谐运动。
2.波形图表示介质中的“各个质点”在“某一时刻”的位移,振动图像则表示介质中“某个质点”在“各个时刻”的位移。
3.从波的传播方向看,“上坡”的点向下运动,“下坡”的点向上运动,简称“上坡下,下坡上”。
一、波的图像的画法二、正弦波1.概念波的图像是正弦曲线,这样的波称为正弦波,也叫简谐波,如图所示。
2.介质中有正弦波传播时,介质中的质点在做简谐运动。
三、振动图像和波的图像1.振动图像表示介质中的“某个质点”在“各个时刻”的位移。
2.波的图像表示介质中的“各个质点”在“某个时刻”的位移。
1.自主思考——判一判(1)波的图像表示质点在各个不同时刻的位移。
(×)(2)只有横波才能画出波的图像。
(×)(3)波的图像表示波中各质点在某一时刻的位移。
(√)(4)简谐波中各质点做的是简谐运动。
(√)2.合作探究——议一议如图甲为波的图像,图乙为振动图像,波的图像外形上与振动图像相似,如何辨别它们?提示:可根据图像的横坐标的意义进行区别,若横坐标为时间t,表示振动图像,若横坐标为位置x,表示波的图像。
1.对波的图像的理解(1)波的图像是某一时刻介质中各个质点运动情况的“定格”。
可以将波的图像比喻为某一时刻对所有质点拍摄下的“集体照”。
(2)简谐波的图像是正(余)弦曲线,是最简单的一种波,各个质点振动的最大位移都相等,介质中有正弦波传播时,介质中的质点做简谐运动。
(3)横波的图像形状与波在传播过程中介质中各质点某时刻的分布相似,波形中的波峰即为图像中的位移正向的最大值,波谷即为图像中的位移负向的最大值,波形中通过平衡位置的质点在图像中也恰处于平衡位置。
2.由波的图像获得的三点信息(1)可以直接看出在该时刻沿传播方向上各个质点的位移。
(2)可以直接看出在波的传播过程中各质点的振幅A。
(3)若已知该波的传播方向,可以确定各质点的振动方向;或已知某质点的振动方向,可以确定该波的传播方向。
第2讲机械波知识排查机械波横波和纵波定义机械振动在介质中的传播形成机械波产生条件(1)波源;(2)介质形成原因介质中的质点受波源或邻近质点的驱动做受迫振动分类横波振动方向与传播方向垂直的波,如绳波纵波振动方向与传播方向平行的波,如声波波速、波长和频率的关系1.波长λ:在波动中,振动相位总是相同的两个相邻质点间的距离。
2.频率f:与波源的振动频率相等。
3.波速v:波在介质中的传播速度。
4.波速与波长和频率的关系:v=λf。
波的图象1.坐标轴的意义:横坐标表示在波的传播方向上各质点的平衡位置,纵坐标表示某一时刻各质点偏离平衡位置的位移。
2.图象的物理意义:某一时刻介质中各质点相对平衡位置的位移。
波的干涉和衍射现象多普勒效应1.波的干涉和衍射波的干涉波的衍射(1)条件:声源和观察者之间有相对运动。
(2)现象:观察者感到频率发生变化。
(3)实质:声源频率不变,观察者接收到的频率变化。
3.惠更斯原理(1)内容:介质中任一波面上的各点,都可以看作发射子波的波源,其后任意时刻,这些子波在波前进方向的包络面就是新的波面。
(2)应用:如果知道某时刻一列波的某个波面的位置,还知道波速,利用惠更斯原理可以得到下一时刻这个波面的位置,从而确定波的传播方向。
小题速练1.思考判断(1)在水平方向传播的波为横波()(2)在机械波中各质点不随波的传播而迁移()(3)通过波的图象可以找出任一质点在任意时刻的位移()(4)机械波在传播过程中,各质点振动的周期、起振方向都相同()(5)机械波在一个周期内传播的距离就是振幅的4倍()(6)波速表示介质中质点振动的快慢()(7)两列波在介质中叠加,一定产生干涉现象()(8)一切波都能发生衍射现象()(9)多普勒效应说明波源的频率发生变化()(10)发生多普勒效应时,波源发出的频率不变()答案(1)×(2)√(3)√(4)√(5)×(6)×(7)×(8)√(9)×(10)√2.(多选)一列沿x轴正方向传播的简谐横波在t=0时刻的波形如图1所示,质点P的x坐标为3 m。
2025版高考物理一轮复习课件第八章第3课时目标要求1.知道机械波的形成条件及特点。
2.掌握波速、波长和频率的关系,会分析波的图像。
3.知道波的干涉、衍射现象和多普勒效应,掌握发生干涉和明显衍射的条件。
机械波内容索引考点一 机械波的形成 波的图像考点二 波传播的周期性与多解性问题考点三 振动图像和波的图像的综合应用课时精练考点四 波的干涉、衍射 多普勒效应><考点一机械波的形成 波的图像1.机械波(1)机械波的形成条件①有发生机械振动的。
②有传播,如空气、水等。
波源介质(2)传播特点①机械波传播的只是振动的和 ,质点只在各自的平衡位置附近做简谐运动,并不随波。
②波传到任意一点,该点的起振方向都和波源的起振方向。
③介质中每个质点都做振动,因此,任一质点的振动频率和周期都和波源的振动频率和周期。
④波源经过一个周期T 完成一次全振动,波恰好向前传播一个波长的距离。
形式能量迁移相同受迫相同2.波的图像(1)坐标轴:横轴表示各质点的 ,纵轴表示该时刻各质点的。
(2)意义:表示在波的传播方向上,某时刻各质点离开 的位移。
(3)图像(如图)平衡位置位移平衡位置3.波长、波速、频率及其关系(1)波长λ:在波的传播方向上,振动相位总是的两个相邻质点间的距离。
(2)频率f :等于波源的,由波源决定。
(3)波速v :波在介质中的传播速度,由 本身的性质决定,与波长和频率。
(4)波长、波速和频率(周期)的关系:v = =。
相同振动频率介质无关λf判断正误1.在机械波传播过程中,介质中的质点沿着波的传播方向移动。
( )2.机械波在传播过程中,各质点振动的周期、起振方向都相同。
( )3.机械波在一个周期内传播的距离是振幅的4倍。
( )4.波速表示介质中质点振动的快慢。
( )5.波长长的波传播速度较快。
( )√××××例1 (2022·北京卷·6)在如图所示的xOy坐标系中,一条弹性绳沿x轴放置,图中小黑点代表绳上的质点,相邻质点的间距为a。