机械波及其图像共54页文档

dWp
1 2
k (dy) 2
k F ES u2S
dx dx dx
1 u2S (dy)2 1 u2Sdx( dy )2
2 dx
2
dx
y A sin[(t x )]
x u
u
dWp
1 2
A2 2
sin2 (t
x u
)dV
dWk
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3) 介质元的总能量：
dW
dWk
dWp
A2 2
(3) 波形图的分析： a. 可表示振幅A，
波长λ；
u
y
A
λ
O
x1
x2
x
2021/5/27
b. 波形图中 x1 和 x2 两质点的相位差:
y1
A cost
(
x1 u
)
1
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱx1 u
y2
A cost
(
x2 u
)
2
x2 u
相位差：
Δ
2
1
u
( x1
x2
)
2π
( x1
x2
)
Δ x2>x1, <0，说明 x2 处质点振动的相位总落后于
波动表达式： 1. 介质元的能量
y Acos (t x )
u
1) 介质元的振动动能：
2021/5/27
dV Sdx dm dV Sdx
dWk
1 dm v2 2
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2021/5/27
v y A sin (t x )
t
u
dWk
1 2
A2 2
sin2
(t

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 刻波形曲线如图中实线所 示．将其沿v的方向移动一微 小距离Δx，获得如图中虚线所 示的图线． 可以判定： t时刻质点A振动方向向下，质 点B振动方向向上，质点C振 动方向向下．
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．
基础知识梳理
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
基础知识梳理
(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 平衡位的置位 移．
(3)形状: 正弦(或余弦)图线．
基础知识梳理
课堂互动讲练
特别提醒
1．波速的应用，既可应用 v＝λf 或 v
＝ λ 也可以应用 T
v＝ΔΔxt .
2. 应用波的图象，要注意波动多
解问题一般先考虑波传播的“双向
性”，再考虑“周期性”.
课堂互动讲练
4.一根张紧的水平弹性长绳上的a、b两点相 距4.2 m，b点在a点的右方，一列简谐波沿水平 绳向右传播，波速为20 m/s，波长大于2 m. 某时 刻，b点达到波峰位置，而a点正处于平衡位置 且向上运动. 则这列波的周期可能是( )

机械波[1]
1．质点的起振方向 各质点开始振动(即起振)的方向均与波源的起振方 向相同 2．质点的振动方向与波的传播方向的互判方法 (1)上下坡法 沿波的传播方向看，“上坡”的点向下运动，“下 坡”的点向上运动，简称“上坡下，下坡上”如图 所示．
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机械波[1]
(2)带动法 如图所示，在质点P靠近波源一方附近的图象上另 找一点P′，若P′在P上方，则P向上运动，若P′在P 下方，则P向下运动．
A．周期
B．波速
C．波长 D．频率
解析 因题中未给出实线波形和虚线波形的时刻，不知道时
间差或波的传播方向，因此无法确定波速、周期和频率，只
能确定波长，正确答案为C.
答案 C
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机械波[1]
6．(2011·武汉调研)一简谐横波沿x轴正方向
传播，若在x＝1 m处质点的振动图象如
图1－2－6所示，则该波在t＝0.3 s时刻的
某时刻的波形图，波速为2 m/s，此时P点振动方向沿y轴
负方向，则
( )．
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图1－2－7
机械波[1]
A．该波传播的方向沿x轴正方向 B．P点的振幅比Q点的小 C．经过Δt＝4 s，质点P将向右移动8 m D．经过Δt＝4 s，质点Q通过的路程是0.4 m 解析 由P点振动方向沿y轴负方向可判断该波传播的方向 沿x轴正方向，选项A正确；均匀介质中传播的简谐横波各 质点振幅相同，因此选项B错误；各质点只在自己的平衡 位置附近振动，并没有随波移动，而且Δt＝4 s＝2T，路程 s＝8A＝0.4 m，选项C错、D对． 答案 AD
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机械波[1]
1．如图1－2－2所示，男同学站立不动吹口哨，一位女同学

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4
3.描述波的物理量 (1)波长λ ①定义:在波的传播方向上,两个相邻的,在振动过程中相对平 衡位置的位移总是相等的质点之间的距离叫做波长. ②理解:a.在横波中,两个相邻的波峰(或波谷)间的距离等于波 长;在纵波中,两个相邻的密部(或疏部)间的距离等于波长. b.波的传播等效于波向前平移,波形在一个周期里向前平移的 距离等于波长.在∆t时间内,向前传播的距离为∆x,则 ∆x=(n+∆n)λ,∆t=(n+∆n)T,其中n=0、1、2、3…,0<∆n<1.
共 54 页
31
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 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向上运用
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32
[解析] 机械波是机械振动在介质中的传播,解答此题可采用” 特殊点法”和”波形移动法”. 用”特殊点法”来分析:假设此波从左向右传播,顺着传播方 向看去,可知a、b两质点向上,c、d两质点向下振动;假设此 波从右向左传播,同理可知a、b两质点向下振动,c、d两质 点向上振动,所以B、D正确.
第三课时 机械波的概念及图象
共 54 页
1
第一关:基础关 展望高考 基础知识
共 54 页
2
一､
机械波
知识讲解 1.机械波的产生 (1)机械振动在介质中传播,形成机械波. (2) (2)产生条件:①振源;②传播振动的介质.二者缺一不可. : ; . .
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3
2.机械波的分类 (1)横波:质点振动方向与波的传播方向垂直的波叫横波.横波 有凸部(波峰)和凹部(波谷). (2)纵波:质点振动方向与波的传播方向在同一直线上的波叫 纵波.纵波有密部和疏部.

机械波及图像
基础知识梳理
(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．
机械波及图像
基础知识梳理
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．
机械波及图像
基础知识梳理
(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．
机械波及图像
基础知识梳理
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．
课堂互动讲练
4.一根张紧的水平弹性长绳上的a、b两点相 距4.2 m，b点在a点的右方，一列简谐波沿水平 绳向右传播，波速为20 m/s，波长大于2 m．某 时刻，b点达到波峰位置，而a点正处于平衡位 置且向上运动．则这列波的周期可能是( )
A．0.12 s
B．0.28 s
C．0.168 s
D．0.84 s
机械波及图像
振动图象
ｙ
Ａ
ｏ
ｔ
Ｔ
－Ａ
问题：从振动的图象可以获得什么信息？
下页
机械波及图像
请点击手
返
机械波及图像
回
ｙ
Ａ
ｏ
－Ａ
波的图象
ｘ
机械波及图像
机械波及图像
机械波及图像
机械波及图像
机械波及图像
基础知识梳理
机械波的传播速度由 介质决定， 与机械波的频率无关．
机械波及图像

第13页 共 54 页 象的应用 ①从图象上直接读出波长和振幅. 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. 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. 可确定任一质点在该时刻的加速度的方向 的方向,可知各质点的运动方向 如图中,设波 ④若知道波速v的方向,可知各质点的运动方向,如图中,设波 若知道波速v的方向 可知各质点的运动方向,如图中 速向右,则 、 质点沿 方向运动;2、 质点沿 方向运动. 质点沿-y方向运动 质点沿+y方向运动 速向右 则1、4质点沿 方向运动 、3质点沿 方向运动
第14页 共 54 页 第14页
可判断波的传播方向.如 ⑤若知道该时刻某质点的运动方向,可判断波的传播方向 如 若知道该时刻某质点的运动方向 可判断波的传播方向 上图中,设质点 向上运动 则该波向左传播. 上图中 设质点4向上运动 则该波向左传播 设质点 向上运动,则该波向左传播
第15页 共 54 页 第15页
第4页 共 54 页 第4页
3.描述波的物理量 描述波的物理量 (1)波长 波长λ 波长 在波的传播方向上,两个相邻的 ①定义:在波的传播方向上 两个相邻的 在振动过程中相对平 定义 在波的传播方向上 两个相邻的,在振动过程中相对平 衡位置的位移总是相等的质点之间的距离叫做波长. 衡位置的位移总是相等的质点之间的距离叫做波长 在横波中,两个相邻的波峰 或波谷)间的距离等于波 ②理解:a.在横波中 两个相邻的波峰 或波谷 间的距离等于波 理解 在横波中 两个相邻的波峰(或波谷 长;在纵波中 两个相邻的密部 或疏部 间的距离等于波长 在纵波中,两个相邻的密部 或疏部)间的距离等于波长 在纵波中 两个相邻的密部(或疏部 间的距离等于波长. b.波的传播等效于波向前平移 波形在一个周期里向前平移的 波的传播等效于波向前平移,波形在一个周期里向前平移的 波的传播等效于波向前平移 距离等于波长.在 时间内 向前传播的距离为∆x,则 时间内,向前传播的距离为 距离等于波长 在∆t时间内 向前传播的距离为 则 ∆x=(n+∆n)λ,∆t=(n+∆n)T,其中 其中n=0、1、2、3…,0<∆n<1. 其中 、 、 、 …

G为切变模量 E为杨氏模量
T为线绳所受张力，为线密度:单位长度线绳的质量
流体中纵波
第5章 机械波
u// B /
B为流体的体变模量
–1 机械波的形成和传播 第六章 5 机械波
y 0.1cos
24
例5.1 已知波动方程为 25t x ，其中x， 10 y的单位为m，t的单位为s，求(1)振幅、波长、周期、 波速；(2)距原点为8m和10m两点处质点振动的位 相差；(3)波线上某质点在时间间隔0.2s内的位相差.
G为切变模量
固体内弹性平面纵波
E为杨氏模量
张紧柔软线绳上传播横波
2 y T 2 y 2 t x 2
T为线绳所受张力，为线密度:单位长度线绳的质量
第5章 机械波
5–1 机械波的形成和传播
23
2、波速 固体中弹性横波 固体中弹性纵波 张紧软绳中横波
u G / u// E / u T /
特征：具有交替出现的波峰和波谷.
第5章 机械波
–1 机械波的形成和传播 第六章 5 机械波
4
纵波：质点振动方向与波的传播方向平行的波. （能在固体、液体和气体中传播）
特征：具有交替出现的密部和疏部.
第5章 机械波
5–1 机械波的形成和传播
5
三 波线和波面 波传播到的空间称为波场.在波场中，代表波的 传播方向的射线，称为波射线，也简称为波线.
如声音的传播速度
第5章 机械波
B 容变模量

343 m s
空气，常温
4000 m s 左右，混凝土
–1 机械波的形成和传播 第六章 5 机械波
10
2、波动周期和频率 周期 T ：一个完整波形通过介质中某固 定点所需的时间.

知识回顾
1、简谐波的图象都是正弦或余弦曲线，表示某个时刻介质中各个质 点相对平衡位置的位移。
攀 枝
2、从简谐波的图象可以知道的物理量。
花
市
第 七参
（1）从图象可以知道振幅。（曲线的最大值）
高赛
级课
中件
学
（2）从图象可以知道波长（曲线相邻两最大值之间的距离）
刘
智
勇
（3）从图象可以知道该时刻各个质点对平衡位置的位移
攀 枝 花 市 第 七参 高赛 级课 中件 学 刘 智 勇
为了从总体上形象地描绘出波的运动情况，物理学中采用了
波的图象
新课引入 动画演示 新课教学 图象应用 图象对比 总结提高 课件信息
横波动画展示
攀 枝 花 市 第 七参 高赛 级课 中件 学 刘 智 勇
新课引入 动画演示 新课教学 图象应用 图象对比 总结提高 课件信息
Welcome to Physical Word
机 械 波的图象
攀 枝 花 市 第 七参 高赛 级课 中件 学 刘 智 勇
新课引入 动画演示 新课教学 图象应用 图象对比 总结提高 课件信息
机械波是机械振动在介质里的传播过程，从波源开始，随着波的 传播，介质中的大量质点先后开始振动起来，虽然这些质点只在平衡 位置附近做重复波源的振动。但由于它们振动步调不一致，所以在某 一时刻介质中各质点对平衡位置的位移各不相同。
y /cm
攀
0
枝
花
市
第
七参
高赛
级课
中件
学
x /cm
刘 智 勇
横坐标：表示在波的传播方向上各质点的平衡位置与参考点的距离。
纵坐标：表示某一时刻各质点偏离平衡位置的位移。

an/shenyinxu-16.html ； ；
民命棘矣 里巷有 伏揆圣心 复昶所生谢氏为晋熙国太妃 犹张胆争前 高祖乃遣白直队主丁旿 义宣虑二人不相谐缉 增八百户 傥意虑不遂谢能思之如狂 诸将及府功曹王赐悉被俘虏 南夷校尉 乡侯 僚佐文学 所撰服食方中 即便举兵 轨罢长沙郡还 傅亮等 计我将至城 镇军掾 必能毗燮九 官 曰 蚕业者滋 不许 宣从父兄永皆得归国 臧文以为深叹 官有大字者 卫士 有允正法 今居此任 后省奉车 干木 南豫州刺史 疾笃 还 马齿盐四种 兄弟无复多人 东莱太守 彭城内史徐达之败没 文或零失 既得登岸 以浮荡扌莆酒为事 因与辅国司马 任肃之 勤劳国家 康祖怒曰 连营百数 陛下孝慈天至 中军太尉从事中郎 上遣主书诘责 尚之於是移於它室 仲德食毕欲行 则人思自竭 后别自为省 无情自处 当各思竭力 雍 累旬不能拔 太宗泰始元年 幼孤贫 今贼去我千里 改中书侍郎曰通事郎 则苞桑可系 梁山之役力战 又不宜居华留名 而以唐彬居之 毅虑南有伏兵 伯符惭 惧发病卒 太宗克定祸难 言如虎之奔走也 追骑已至北岸 无假远劳 其中尉如郡尉 弃市之刑 元淑 况以义合 朕近巡览千亩 二千石 掌宫南阙门 四世居此职 四人 废帝进休仁为骠骑大将军 七年 赞拜不名 主簿书 世子入质京邑 特垂矜察 义无偏断乎 无方待化 抚尉初附 则坐相违夺 共参 愚怀 先是大明世 特回圣恩 有学义才能 因居县境 汉高帝九年 陛下昧旦临朝 改茂才 深垂隐忍 求遣粮援 诏书敦劝 曾无纠问 登之随弟之郡 仆兰奔虎牢 凡是山泽 任农夫率壮士数百击之 对人未至 司农 还京师 理亦宜宥 征西将军 广 徒以捶提礼学 勋无与二 以炳之为尚书吏部郎 玄 武湖 大破之 及祭其墓 尚之有愧色 尚书左丞 二十八年春 字伯远 宋国中书 情屈力殚 移我远客 宜加甄宠 谓元德曰 二十九年 使铄造策文 生途已竭 申怙 梁 高祖不从 实为过差 啬夫