2012届高考一轮复习课件︰12.3机械波波的图象.ppt

* * 一、机械波 1．机械波的产生：　机械振动　在介质中的传播过程形成机械波．机械波产生的条件有两个：一是要有做机械振动的物体即波源，二是要有能够传播机械振动的　介质　. 2．横波和纵波：质点的振动方向与波的传播方向　垂直　的波叫横波．凸起最高处叫波峰，凹下最低处叫波谷．质点的振动方向与波的传播方向　在同一直线上　的波叫纵波．质点分布最密集的部分叫密部，质点分布最稀疏的部分叫疏部． 3．描述机械波的物理量 (1)波长λ：两个　相邻　的、在振动过程中对平衡位置的位移　总是相等　的质点间的距离叫波长． 在横波中，两个相邻波峰(或波谷)间的距离等于波长． 在纵波中，两个相邻密部(或疏部)间的距离等于波长． 在一个周期内机械波传播的距离等于波长． (2)频率f：波的频率由　波源　决定，当波由一种介质进入另一种介质时，其频率　不变　. (3)波速v：单位时间内振动向外传播的距离． 波速与波长和频率的关系：　v＝λf　，波速大小由　介质　决定． 4．机械波的特点 (1)每一质点都以它的平衡位置为中心做简谐运动；后一质点的振动总是　落后　于带动它的前一质点的振动． (2)波传播的只是运动形式(振动)和　振动能量　，介质中的质点并不随波迁移． 图12－3－1 二、波的图象 1．简谐波的图象如图12－3－1，为一条正弦曲线或余弦曲线，它反映了在波传播的过程中，某一时刻介质中　各质点　相对平衡位置的位移． 2．由波的图象可知： (1)该时刻各质点的位移和加速度的方向以及该波的振幅A和波长λ.　　 (2)若知道波速的方向，可知各质点的　振动　方向． (3)已知该时刻各质点的运动方向，可判断波的　传播　方向． (4)已知波速v的大小可求周期(或频率)． (5)已知波速v的大小和方向，可画前后某一时刻的波的图象． 1.波动成因与波动图象 问题：谈谈波动与振动的关系． 解答：波源是振动这种运动形式和振动能量得以不断向外传播的“发源地”；而振动这种运动形式和振动能量之所以得以由波源向外传播，是依赖于介质质点间的相互作用．因此，波源和介质是形成机械波的两个不可缺少的条件． 例1：(2010·全国Ⅱ)一简谐横波以4m/s的波速沿x轴正方向传播．已知t＝0时的波形如图12－3－2所示，则(　　) A．波的周期为1s B．x＝0处的质点在t＝0时向y轴负向运动 C．x＝0处的质点在 t＝ s时速度为0 D．x＝0处的质点在 t＝ s时速度值最大 图12－3－2 点评：每一质点都以它的平衡位置为中心做简谐振动；后一质点的振动总是落后于带动它的前一质点的振动．振动是单个质点的个体行为，波动是大量质点的群体行为． 警示：波只是传播运动形式(振动)和振动能量，介质并不随波迁移． 2.振动图象与波动图象 问题：振动图象与波动图象外形相似，在考题中经常出现，所以要分清两者的含义和联系．请同学们讲述之． 纵坐标 横坐标 大量质点 一个质点 研究对象 各质点在同一时刻的振动位移 质点的振动位移 介质中各质点的平衡位置 时间 坐 标 简谐横波 简谐振动 解答 波在介质中匀速传播，介质中各质点做简谐振动 质点做简谐运动 运动情况 原有波形沿波的传播方向平移 原有图形不变，图线随时间而延伸 随时间 的变化 介质中各质点在同一时刻的振动位移 一个质点在不同时刻的振动位移 物理意义 简谐横波 简谐振动 例2：图12－3－3甲为一列简谐横波在t＝0.10s时刻的波形图，P是平衡位置为x＝1m处的质点，Q是平衡位置为x＝4m处的质点，图12－3－3乙为质点Q的振动图象，则(　　) 图12－3－3 A．t＝0.15s时，质点Q的加速度达到正向最大 B．t＝0.15s时，质点P的运动方向沿y轴负方向 C．从t＝0.10s到t＝0.25s，该波沿x轴正方向传播了6m D．从t＝0.10s到t＝0.25s，质点P通过的路程为30cm 解析:由图乙知，周期T＝0.2s，且在t＝0.1s，Q点在平衡位置沿y轴负方向运动，可以推断波沿x轴负方向传播，所以C错； 从t＝0.10s到t＝0.15s时，Δt＝0.05s＝T/4，质点Q从图甲所示的位置振动T/4到达负最大位移处，又加速度方向与位移方向相反，大小与位移的大小成正比，所以此时Q的加速度达到正向最大，而P点从图甲所示位置运动T/4时正在由正最大位移处向平衡位置运动