机械波图象的应用优秀PPT.ppt

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1、机械波图象的应用你现在浏览的是第一页，共14页机械波图像机械波图像一、波的图像：一、波的图像：表示在波的传播方向上，介质中大量质点表示在波的传播方向上，介质中大量质点在同一时刻相对在同一时刻相对平衡位置的位移必须注意：只有简谐波平衡位置的位移必须注意：只有简谐波的图像才是正弦的图像才是正弦或余弦曲线。或余弦曲线。二、由简谐波的图像可以求二、由简谐波的图像可以求从图像可以直接读出振幅（注意单位）从图像可以直接读出振幅（注意单位）从图像可以直接读出波长（注意单位）从图像可以直接读出波长（注意单位）可求任一质点在该时刻相对平衡位置的位移可求任一质点在该时刻相对平衡位置的位移(包括大小和方向）包括大小

2、和方向）在波速方向已知（或已知波源方位）时可确定各质点在该时刻在波速方向已知（或已知波源方位）时可确定各质点在该时刻的振动方向的振动方向可以确定各质点振动的加速度方向可以确定各质点振动的加速度方向你现在浏览的是第二页，共14页三、波动图像与振动图像的比较三、波动图像与振动图像的比较振动图像振动图像波动图像波动图像横坐标表示质点振动的时间横坐标表示质点振动的时间横坐标表示介质中各质点的横坐标表示介质中各质点的平衡位置平衡位置表征单个质点振动位移随时表征单个质点振动位移随时表征大量质点在同一时刻相对表征大量质点在同一时刻相对间间的变化规律的变化规律平衡位置的位移规律平衡位置的位移规律相邻的两个相同

3、振动状态之间相邻的两个相同振动状态之间相邻的两个位移总是相同的质点相邻的两个位移总是相同的质点的距离表示振动周期的距离表示振动周期之间的距离表示波长之间的距离表示波长振动图像随时间而延续，振动图像随时间而延续，波动图像一般随时间的延续而改波动图像一般随时间的延续而改而以前的图像形状保持不变而以前的图像形状保持不变变（变（tkT时波形不变，时波形不变，k为整为整数）你现在浏览的是第三页，共14页例例1一列简谐波沿一列简谐波沿x轴正方向传播；已知轴上轴正方向传播；已知轴上x1=0和和x2=1.2m两处的质点的振动图像分别如图两处的质点的振动图像分别如图5-26中的中的甲和乙所示，若这列波的波长大于

4、甲和乙所示，若这列波的波长大于1.2m，求这列波，求这列波的波速为多大？的波速为多大？你现在浏览的是第四页，共14页四、波形图像的确定：四、波形图像的确定：1求振动质点在求振动质点在t时间内通过的路程及相对平衡位置的位移时间内通过的路程及相对平衡位置的位移介质中的振动质点在介质中的振动质点在t时间内通过的路程，与质点的初始状时间内通过的路程，与质点的初始状态有关，计算较为复杂，但是如果态有关，计算较为复杂，但是如果t是是T/2（T为振动周期）为振动周期）的整数倍、则计算较为容易，设的整数倍、则计算较为容易，设t=（n+1/2）T，n=0、l、2、3那么振动质点在那么振动质点在t时间内通过的路程

5、时间内通过的路程s可由可由下式计算下式计算:s=4A(n+1/2),n=0、l、2、3当质点初始状态相对平衡位置的位移为当质点初始状态相对平衡位置的位移为x1=x0时，经过时，经过t=nT+T2后，质点相对平衡置的位移为后，质点相对平衡置的位移为x2=-xO,若若x1=0则则x2=0;若若x1=A则则x2=-A确定机械波在某一时刻的波形通常采用确定机械波在某一时刻的波形通常采用四个要素，这就是四个要素，这就是波长、振幅波长、振幅A、波的传播方向（或波源的、波的传播方向（或波源的方位）及某方位）及某“质点质点在该时刻的振动状态（位移及振动方向），必须说明，这在该时刻的振动状态（位移及振动方向），

6、必须说明，这四个要素不一定全部出现在已知条件中，有时四个要素不一定全部出现在已知条件中，有时需要我们作需要我们作出有关分析或计算出有关分析或计算你现在浏览的是第五页，共14页例例2、一横波在某时刻、一横波在某时刻t的波形如图的波形如图521实线所示，已知此实线所示，已知此时刻质点时刻质点Q向下运动，经过时间向下运动，经过时间t（tT)后波形曲线后波形曲线如图虚线所示，则质点如图虚线所示，则质点P在在t时间内通过的路程为（时间内通过的路程为（）A0.09mBlmC0.03mD3m你现在浏览的是第六页，共14页例例3如图如图524所示为一简谐横波在所示为一简谐横波在t1=0时的波的图时的波的图像，

7、像，波的传播速度波的传播速度v=2m/s，质点，质点M在平衡位置上，在平衡位置上，求求(1)t1=0到到t2=2.45s这段时间内，质点这段时间内，质点M通过通过的路程和位移各多大？的路程和位移各多大？（2）画出）画出t2=2.45s时的波形图时的波形图你现在浏览的是第七页，共14页2确定动态波形的两种方法：确定动态波形的两种方法：（2）波形平移法，）波形平移法，就是根据就是根据公式公式x=vt，将整个波形在波的传播方向上进行，将整个波形在波的传播方向上进行平行移平行移动从而得到新的波形，因为当动从而得到新的波形，因为当x=kt时，波形不变，时，波形不变，所以所以实际处理时通常将实际处理时通常

8、将x去整取尾即可，这种方法是普适去整取尾即可，这种方法是普适的的（1）特殊质点振动法）特殊质点振动法就是根据某些特殊质点（位于波峰、波就是根据某些特殊质点（位于波峰、波谷或平衡位退的质点）谷或平衡位退的质点）的位置变更情况来确定动态波形。的位置变更情况来确定动态波形。这这种方法需已知波的传种方法需已知波的传播方向播方向（或波源的方位，）（或波源的方位，）或得已知或得已知某个特殊质点的振动某个特殊质点的振动方向方向这种方法通常用于这种方法通常用于t=kT4（k=l、2、3）的情况的情况你现在浏览的是第八页，共14页例例4绳中有一列正弦横波，沿绳中有一列正弦横波，沿x轴传播，图轴传播，图5-30中

9、中a、b两点是绳上的两点，它们在两点是绳上的两点，它们在x轴方向上的距离小于一轴方向上的距离小于一个波长，当个波长，当a点振动到最高点时，点振动到最高点时，b点恰经过平衡位置点恰经过平衡位置向向上运动，试在图上上运动，试在图上a、b之间画出两个波形分别表示：之间画出两个波形分别表示：（l）沿）沿x轴正方向的波；轴正方向的波；（2）沿）沿x轴负方向传播的波，在所画波形上要注明符轴负方向传播的波，在所画波形上要注明符号号和和你现在浏览的是第九页，共14页3根据波的传播特点确定波传到某点的时间根据波的传播特点确定波传到某点的时间在均匀介质中，机械波以一定的速度匀速传播，波的传播过在均匀介质中，机械波

10、以一定的速度匀速传播，波的传播过程就是振动状态的传播过程，某一振动状态在程就是振动状态的传播过程，某一振动状态在t时间内传播的时间内传播的距离等于波速与时间的乘积，即距离等于波速与时间的乘积，即x=vt，根据这一公式我们，根据这一公式我们便可以求出某一振动状态传到空间某一位置所经历的时间，对便可以求出某一振动状态传到空间某一位置所经历的时间，对这类问题，通常应注意某一振动状态在初始时刻的位置，从而这类问题，通常应注意某一振动状态在初始时刻的位置，从而准确地确定其传播距离准确地确定其传播距离你现在浏览的是第十页，共14页例例5.如图如图529所示，已知波峰在所示，已知波峰在P点出现时间间隔是点出

11、现时间间隔是0.4s，则（则（）A.此波波速是此波波速是10m/sB波传播到波传播到Q点时，点时，P运动的路程为运动的路程为4mCQ点到达波峰时，点到达波峰时，P点到达波谷点到达波谷DQ点至少经点至少经0.7s，才能达波峰，才能达波峰你现在浏览的是第十一页，共14页4根据两个不同时刻的波形求有关参量根据两个不同时刻的波形求有关参量已知机械波在两个不同时刻的波形及某些物理量可求另一些已知机械波在两个不同时刻的波形及某些物理量可求另一些物理量，如已知波速，则可以由物理量，如已知波速，则可以由x=vt，可求，可求x，进而，进而确定波的传播方向等，由于横波传播的双向性和周期性，解确定波的传播方向等，由

12、于横波传播的双向性和周期性，解答这类问题常需引入整数答这类问题常需引入整数“k”得到问题的通解，有时还需根据得到问题的通解，有时还需根据某些限制条件得到问题的某些特解某些限制条件得到问题的某些特解你现在浏览的是第十二页，共14页例例6、如图、如图522中实线是一列简谐波在某一时刻的中实线是一列简谐波在某一时刻的波形图线，虚线是波形图线，虚线是0.2s后它的波形图线。求这列波后它的波形图线。求这列波可能的传播速度可能的传播速度你现在浏览的是第十三页，共14页例例7如图如图528所示为一列横波沿所示为一列横波沿x轴传播时轴传播时,t1=0和和t2=0.005s时刻的波的图象，分别由图中的实线和时刻的波的图象，分别由图中的实线和虚线表示虚线表示（l）由图线求出波的振幅和波长；）由图线求出波的振幅和波长；（2）设周期大于（）设周期大于（t2t1）如果波向右传播，波速多大？）如果波向右传播，波速多大？如果波向左传播，波速又多大？如果波向左传播，波速又多大？（3）设周期小于（）设周期小于（t2t1），并知波速为），并知波速为6000m/s，求波的传方向求波的传方向.你现在浏览的是第十四页，共14页