高中物理机械波精选PPT.ppt
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1、关于高中物理机械波现在学习的是第1页,共44页问:质点本身有没有随波迁移?问:质点本身有没有随波迁移?传出去的是什么?传出去的是什么?质点做什么运动?质点做什么运动?没有!没有!机械振动机械振动机械振动的运动形式机械振动的运动形式能量和信息能量和信息问:在机械波的传播中,存在着哪两种运动?问:在机械波的传播中,存在着哪两种运动?波的传播:波的传播:匀速直线运动匀速直线运动质点的振动:质点的振动:机械振动(周期性非匀变速运动)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?问:由波的形成可推知机械波波速取决于什么?机械波波速机械波波速仅取决于介质仅取决于介质一个周期内波推
2、进的距一个周期内波推进的距离是一个波长离是一个波长现在学习的是第2页,共44页三、机械波的分类1 1、横波:质点振动方向与波的传播方向垂直。、横波:质点振动方向与波的传播方向垂直。如:绳如:绳波波 在横波中,凸起部分的最高点叫做波峰,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凹下部分的最低点叫做波谷波峰波峰波谷波谷现在学习的是第3页,共44页2 2、纵波:质点振动方向与波的传播方向在同一直线上。、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、如:弹簧波、声波声波 在纵波中,质点分布最密的部分叫密部,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。质点
3、分布最疏的部分叫疏部。横波和纵波可以同时存在,例如:横波和纵波可以同时存在,例如:地震波既有横波又有纵波。地震波既有横波又有纵波。注意:注意:横波只能在固体中传播,而纵波可以在固、液、气横波只能在固体中传播,而纵波可以在固、液、气中传播。中传播。密部密部疏部疏部演示弹簧波演示弹簧波现在学习的是第4页,共44页四、机械波和机械振动的关系四、机械波和机械振动的关系类别类别振动振动波动波动运动运动现象现象运动运动成因成因联系联系单个质点单个质点的周期性运动的周期性运动所有质点所有质点共同的周期性运动共同的周期性运动质点受到指向平衡位质点受到指向平衡位置的回复力作用置的回复力作用介质中质点受到相邻质介
4、质中质点受到相邻质点的带动点的带动 1.1.振动是波动的起因振动是波动的起因,波动是振动的传播波动是振动的传播2.2.有波动一定有振动有波动一定有振动,有振动不一定有波动有振动不一定有波动书书P 26 1 2 3 P 26 1 2 3 现在学习的是第5页,共44页例例1.1.关于振动和波的关系,下列说法正确的是(关于振动和波的关系,下列说法正确的是()A A如果波源停止振动,在介质中传播的波也立即停止如果波源停止振动,在介质中传播的波也立即停止B B发声体在振动时,一定会产生声波发声体在振动时,一定会产生声波C C波动的过程是介质质点由近及远的传播过程波动的过程是介质质点由近及远的传播过程D
5、D波动的过程是质点的振动形式及能量由近及远的传播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过程E E如果没有机械振动,一定没有机械波如果没有机械振动,一定没有机械波F F只要物体做机械振动,一定有机械波产生只要物体做机械振动,一定有机械波产生G G机械波的传播速度与振源的振动速度一样机械波的传播速度与振源的振动速度一样H H机械波的频率与振源的频率一样机械波的频率与振源的频率一样DEH现在学习的是第6页,共44页例例2.2.关于横波与纵波的说法中,正确的是(关于横波与纵波的说法中,正确的是()A A振源上下振动形成的波是横波振源上下振动形成的波是横波B B振源左右振动形成的波是纵波振源
6、左右振动形成的波是纵波C C振源振动方向与波的传播方向互相垂直形成的是横振源振动方向与波的传播方向互相垂直形成的是横波波D D在固体中传播的波一定是横波在固体中传播的波一定是横波C现在学习的是第7页,共44页例例3.3.关于机械波在传播过程中的特点,以下说法正确的是(关于机械波在传播过程中的特点,以下说法正确的是()A A后振动的质点总是跟着重复前一个带动它振动的质点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振动B B振动质点的频率随波的传播而降低振动质点的频率随波的传播而降低C C介质中的各个质点只在自己的平衡位置附近做振动介质中的各个质点只在自己的平衡位置附近做振动D D机械波的传
7、播必须有介质机械波的传播必须有介质E E介质中的质点随波迁移介质中的质点随波迁移F F波源的振动能量随波传递波源的振动能量随波传递G G波源的能量随振动质点的迁移而随波传递波源的能量随振动质点的迁移而随波传递ACDF现在学习的是第8页,共44页一、振动图象一、振动图象1 1、物理意义:物理意义:描述描述一质点一质点在在各时刻各时刻离开平衡位置的位移离开平衡位置的位移2 2、由图可以读出:、由图可以读出:1 1)该质点在任一时刻的位移)该质点在任一时刻的位移x x 2 2)振幅)振幅A A 周期周期T T 3 3)加速度)加速度a a的方向:总指向平衡位置的方向:总指向平衡位置 4 4)比较速度
8、)比较速度v v的大小的大小 5 5)速度)速度v v的方向:的方向:(在其上,(在其上,v v方向向上;在其下,方向向上;在其下,v v方向向下)方向向下)注意:注意:图象上的纵坐标表示位移,并图象上的纵坐标表示位移,并不表示不表示质点在空间的质点在空间的实际位置实际位置。xt tOO看下一时刻所处的位置看下一时刻所处的位置现在学习的是第9页,共44页二、波的图象二、波的图象1 1、物理意义:物理意义:描述描述某时刻各个质点某时刻各个质点偏离平衡位置的偏离平衡位置的位移位移横波的图象与波形相似。横波的图象与波形相似。对对横波横波:对对纵波纵波:波形波形疏密相间的波形疏密相间的波形波的图象波的
9、图象正弦(或余弦)图象正弦(或余弦)图象YXOv现在学习的是第10页,共44页2 2、由图可以得出?由图可以得出?1 1)振幅)振幅A A 波长波长YXOvA A2 2)该时刻任一质点的位移)该时刻任一质点的位移x x3 3)该时刻任一质点加速度)该时刻任一质点加速度a a的方向:的方向:4 4)该时刻任一质点速度)该时刻任一质点速度v v的方向:的方向:指向平衡位置指向平衡位置(在其上,在其上,v v方向向上;方向向上;在其下,在其下,v v方向向下)方向向下)看该质点的前一质点的位置,看该质点的前一质点的位置,注意:注意:波不一定沿波不一定沿x x轴正方向传播,不指定波的传播轴正方向传播,
10、不指定波的传播方向,波可能沿方向,波可能沿x x轴正方向或负方向传播。轴正方向或负方向传播。注意波的双向性注意波的双向性方法方法1 1现在学习的是第11页,共44页vvvv上坡上坡下坡下坡上坡上坡上坡上坡下坡下坡vA BC D方法二:看下一时刻的波的图象方法二:看下一时刻的波的图象方法三:沿波的传播方向看,方法三:沿波的传播方向看,“上坡上坡”的点向下运动,的点向下运动,“下坡下坡”的点向上运动的点向上运动方法四:在图象上的一点画出波的传播方向方法四:在图象上的一点画出波的传播方向(水平箭头水平箭头)、质点的振动方向质点的振动方向(竖直箭头竖直箭头),这两个箭头总在曲线的同侧,这两个箭头总在曲
11、线的同侧现在学习的是第12页,共44页方法方法1 1、平移法、平移法0 xyxtxt+txv tv5)若知道传播方向,可以画出经若知道传播方向,可以画出经t t后的波形后的波形YXOv T 后的波形?后的波形?现在学习的是第13页,共44页YXO方法方法2 2、特殊质点法、特殊质点法v一般用于画经一般用于画经T/4,T/2,3T/4T/4,T/2,3T/4后的波的图象后的波的图象经经T/4T/4后后经经T/2T/2后后现在学习的是第14页,共44页四、振动图象与波的图象的比较四、振动图象与波的图象的比较XtOYXO振动图象波的图象波的图象研究对象研究对象一个质点一段时间一个质点一段时间许多质点
12、一个时刻许多质点一个时刻坐坐 横横标标 纵纵时间时间各质点的平衡位置各质点的平衡位置位移位移位移位移判断质点的判断质点的振动方向振动方向看下一时刻看下一时刻看前一质点看前一质点经经t t后后的图象的图象继续延伸继续延伸波形沿传播波形沿传播方向平移方向平移什么情况下已振质点的波形不变?什么情况下已振质点的波形不变?现在学习的是第15页,共44页表示了两个质点的振动表示了两个质点的振动哪个质点振动超前?哪个质点振动超前?甲甲乙乙表示了同一列波在两个时刻的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波形,经多久甲波形变为乙波形的?形的?甲甲乙乙乙超前甲乙超前甲1/4 T1/4 T向右传,经向
13、右传,经(n+3/4)T(n+3/4)T向左传,向左传,经经(n+1/4)T现在学习的是第16页,共44页例例.一列向右传播的简谐波在某时刻的波形图一列向右传播的简谐波在某时刻的波形图试画出再经过试画出再经过T/4T/4、3T/43T/4和和5T/45T/4时的波形图时的波形图.YXO波的传播方向波的传播方向1234现在学习的是第17页,共44页例例.一列向右传播的简谐波在某时刻的波形图一列向右传播的简谐波在某时刻的波形图试画出再经过试画出再经过T/4T/4、3T/43T/4和和5T/45T/4时的波形图时的波形图.YXO波的传播方向波的传播方向试画出该时刻试画出该时刻前前T/4、3T/4和和
14、5T/4时刻的波形图时刻的波形图1234现在学习的是第18页,共44页例例.一列横波沿绳子向右传播,某时刻绳子形成如图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,对此时绳上所示的形状,对此时绳上A A、B B、C C、D D、E E、F F六个六个质点(质点()A A它们的振幅相同它们的振幅相同B B质点质点D D和和F F的速度方向相同的速度方向相同C C质点质点A A和和C C的速度方向相同的速度方向相同D D从此时算起,质点从此时算起,质点B B比比C C先回到平衡位置先回到平衡位置 AD 现在学习的是第19页,共44页例例.一机械横波在一机械横波在x x轴上传播,在某时刻的波
15、形轴上传播,在某时刻的波形如图所示,已知此时质点如图所示,已知此时质点f f的运动方向向下,的运动方向向下,则(则()A A此波朝此波朝x x轴的负方向传播轴的负方向传播B B质点质点d d此时向下运动此时向下运动C C质点质点b b将比质点将比质点c c先回到平衡位置先回到平衡位置D D质点质点e e此时的位移为零此时的位移为零BCD现在学习的是第20页,共44页一、波长一、波长 -在波动中,两个相邻在波动中,两个相邻同相同相质点间的距离质点间的距离1)1)在横波中,两个在横波中,两个相邻相邻波峰(或波谷)间的距离等于波峰(或波谷)间的距离等于;2)2)在纵波中,两个在纵波中,两个相邻相邻密
16、部(或疏部)间的距离等于密部(或疏部)间的距离等于;思考思考:两个相邻两个相邻反相反相质点间的距离为多少?质点间的距离为多少?现在学习的是第21页,共44页二、频率二、频率 -波的频率等于质点振动的频率波的频率等于质点振动的频率注意:注意:波的频率只与振源有关,与介质无关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,音例如:同一声音在空气、水、钢管中传播,音调(频率)不变。调(频率)不变。现在学习的是第22页,共44页三、波速三、波速 -振动在介质中传播的速度振动在介质中传播的速度1)1)波速取决于介质的性质;波速取决于介质的性质;2)2)波从一种介质传播到另一种介质时
17、,频率波从一种介质传播到另一种介质时,频率f f不变,不变,波速波速v v变化,因而波长变化,因而波长也变也变例如:某声音例如:某声音f f100HZ100HZ,在空气中传播在空气中传播v v1 1340m/s,340m/s,其波长其波长1 13.4m3.4m;在钢管中传播在钢管中传播v v2 21500m/s,1500m/s,其波长其波长2 215m15m现在学习的是第23页,共44页例例1 1、一个周期为、一个周期为0.1s0.1s的波源,在甲介质中形成的波源,在甲介质中形成一列波长为一列波长为10m10m的简谐波,该波传到乙介质中传的简谐波,该波传到乙介质中传播速度为播速度为200m/s
18、200m/s,则下列叙述中正确的是(,则下列叙述中正确的是()A A、在甲介质中波速为、在甲介质中波速为100m/s100m/sB B、在甲介质中频率为、在甲介质中频率为10Hz10HzC C、在乙介质中波长为、在乙介质中波长为20m20mD D、在乙介质中周期为、在乙介质中周期为0.2s0.2sABC现在学习的是第24页,共44页例例2.2.如图,为某一时刻横波的图象,图中位于如图,为某一时刻横波的图象,图中位于a a、b b两处的质点经过两处的质点经过1/41/4周期后分别运动到周期后分别运动到a a 、b b 处。则由图可知(处。则由图可知()A.A.波的周期波的周期 B.B.波的传播速
19、度波的传播速度C.C.波的传播方向波的传播方向 D.D.波的波长波的波长x/m y/cm 0 1 2 3 4 5 6 7a bb aCD现在学习的是第25页,共44页y/cmx/m021046-10例例3.3.一列简谐机械横波某时刻的波形图如图所示,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波源的平衡位置坐标为x x=0=0。当波源质点处于其平。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衡位置上方且向下运动时,介质中平衡位置坐标x x=2m=2m的质点所处位置及运动情况是(的质点所处位置及运动情况是()A.A.在其平衡位置下方且向上运动在其平衡位置下方且向上
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