高中物理机械波浅析.ppt

三、机械波的分类 1、横波：质点振动方向与波的传播方向垂直。 如：绳波 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 2、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、声波 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。 横波和纵波可以同时存在，例如：地震波既有横波又有纵波。 注意：横波只能在固体中传播，而纵波可以在固、液、气中传播。 例1.关于振动和波的关系，下列说法正确的是（ ） A．如果波源停止振动，在介质中传播的波也立即停止 B．发声体在振动时，一定会产生声波 C．波动的过程是介质质点由近及远的传播过程 D．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 E．如果没有机械振动，一定没有机械波 F．只要物体做机械振动，一定有机械波产生 G．机械波的传播速度与振源的振动速度一样 H．机械波的频率与振源的频率一样 例2.关于横波与纵波的说法中，正确的是（ ） A．振源上下振动形成的波是横波 B．振源左右振动形成的波是纵波 C．振源振动方向与波的传播方向互相垂直形成的是横波 D．在固体中传播的波一定是横波 一、振动图象 1、物理意义：描述一质点在各时刻离开平衡位置的位移 2、由图可以读出： 1）该质点在任一时刻的位移x 2）振幅A 周期T 3）加速度a的方向：总指向平衡位置 4）比较速度v的大小 5 ）速度v的方向： （在其上，v方向向上；在其下，v方向向下） 注意：图象上的纵坐标表示位移，并不表示质点在空间的实际位置。 二、波的图象 1、物理意义：描述某时刻各个质点偏离平衡位置的位移 方法1、平移法 四、振动图象与波的图象的比较 例.一机械横波在x轴上传播，在某时刻的波形如图所示，已知此时质点f的运动方向向下，则（ ） A．此波朝x轴的负方向传播 B．质点d此时向下运动 C．质点b将比质点c先回到平衡位置 D．质点e此时的位移为零 二、频率 -----波的频率等于质点振动的频率 注意：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，音调（频率）不变。 三、波速 ------振动在介质中传播的速度 1)波速取决于介质的性质； 2)波从一种介质传播到另一种介质时，频率f不变，波速v变化，因而波长λ也变 例如：某声音f＝100HZ， 在空气中传播v1＝340m/s,其波长λ1＝3.4m； 在钢管中传播v2＝1500m/s,其波长λ2＝15m 例4.一列简谐横波在x轴上传播,t=0时刻的波形图如甲图所示,x=2cm的质点P的振动图像如图乙所示,由此可以判断( ) A.该波的传播方向是沿x轴的负方向. B.该波在2s时间内传播的距离是2cm. C.在t=1.5s时P点的速度最大 D.在0到1.5s时间内质点P通过的路程是12cm 例8、如图所示，波源S从平衡位置y=0开始振动，运动方向竖直向上（y轴的正方向），振动周期T=0.01s，产生的简谐波向左、右两个方向传播，波速均为v=80m/s，经过一段时间后，P、Q两点开始振动。已知距离SP=1.2m、SQ=2.6m， (1)画出S开始振动t=0.04S时的波形； (2) 画出在Q刚开始振动时刻的波形； S P Q Q S P （3）若以Q点开始振动的时刻作为计时的零点，则在下图的振动图像中能正确描述，P、Q两点振动情况的是（ ） A、甲是Q点的振动图像 B、乙是Q点的振动图像 C、丙是P点的振动图像 D、丁是P点的振动图像 AD 波的多解问题 经过 nT或传了 后的波形（前段）不变 双向性 例9.一列横波在x 上传播，t 时刻与t +0.4s时刻在x 轴上0--6m区间内的波形图如图中同一条图线所示，由图可知 ( ) A. 该波最大波速为10m/s B. 质点振动周期的最大值为0.4s C. 在t +0.2s时，x =6m的质点位移为零 D. 若波沿x 轴正方向传播，各质点刚开始振动时的方向向上 x/m y/m 0 1 2 3 4 5 6 B C 解：nT =0.4s T=0.4/n (s) λ=4m v=λ/ T=10n (m/s) 例10.一列简谐波沿一直线传播，当直线上某质点a向上运动到达最大位移时，a点右方相距0.15m的b点恰经平衡位置向上运动，则这列波的波长可能是（ ） A．0.6m B．0.3m C．0.2m