2.3机械波的案例分析.pptVIP

栏目导引 新知初探 自学导引 要点探究 讲练互动 知能演练 轻松闯关 热点示例 创新拓展 第2章　机械波 2．3　机械波的案例分析 新知初探自学导引 一、用图像描述机械波 1.波的图像：在平面直角坐标系中，用横坐标x表示在波的传播方向上各质点的_______ _________，用纵坐标y表示某一时刻各个质点偏离平衡位置的__________，连接各位移矢量的末端，得出的曲线即为波的图像． 平衡 位置 位移 2.简谐波：如果波的图像是__________，这样的波叫做正弦波，也叫简谐波．介质中有正弦波时，介质的质点在做____________． 3.波形曲线表示介质中的______________在某一时刻的位移；而振动图像则表示介质中____________在各个时刻的位移． 正弦曲线 简谐运动 各个质点 一个质点 二、用频率、波长描述机械波 1.频率和周期：在波动中，各个质点的振动周期或频率是__________的．这个周期或频率也叫波的周期或频率．波的周期或频率又等于______________________．它们完全是由________决定的，与________无关．波的周期T和频率f的关系是 ____________． 相同 波源的周期或频率 波源 介质 2.波长：在波动中，对平衡位置的位移总是相等的两个相邻质点间的距离． 在横波中，两个相邻___________ (或两个相邻_______)之间的距离等于波长． 一个周期中振动在介质中传播的距离______一个波长． 波峰 波谷 等于 3.波长、频率与波速的关系 (1)波速v：是指波传播的速度，即振动形式的传播速度，也就是能量的传播速度．波速是由____________________决定的，与波的____________________________均无关．在同一种均匀介质中(温度恒定情况下)波速是______________． (2)三者的关系是：_________或 _______． 介质的性质 振幅、波长、周期、频率 一个定值 v＝λf 想一想 有同学说，波的周期就等于介质中质点的振动周期，波的传播速度就等于介质中质点的振动速度，这种说法对吗？为什么？ 提示：波的周期就等于质点的振动周期说法正确；波的传播速度就等于质点的振动速度说法错误．比如在同一均匀介质中传播的简谐波波速大小保持不变，而介质中的质点在各自的平衡位置附近做简谐运动,速度变化. 三、应用图像可以解决的问题 1.根据图像可以求__________； 2.根据图像可以求__________； 3.根据图像可以求任意一个质点在该时刻的________； 4.在波的传播方向已知时可确定各质点在该时刻的____________； 5.可以确定各质点在该时刻的____________. 波长 振幅 位移 振动方向 加速度方向 例1 下图是一列横波某时刻t0的波形图，试根据波形图回答下列问题： (1)该时刻加速度最大的质点有哪几个？ (2)速度最大的质点有哪几个？ (3)振动方向相同的质点有哪些？这些点的分布有什么规律？ (4)如果这列波沿x轴负方向传播，质点3受到的合外力方向如何？ 变式训练 1.如图所示的是一列简谐波在某一时刻的波形图像．下列说法中正确的是(　　) A．质点A、C、E、G、I在振动过程中位移总是相同 B．质点B、F在振动过程中位移总是相同 C．质点D、H的平衡位置间的距离是一个波长 D．质点A、I在振动过程中位移总是相同，它们的平衡位置间的距离是一个波长 1.波长的确定 (1)根据定义确定 ①在波动中，振动相位总是相同的两个相邻 质点间的距离等于一个波长． ②波在一个周期内传播的距离等于一个波长. (2)根据波动图像确定 ①在波动图像上，振动位移总是相同的两个相邻质点间的距离为一个波长． ②在波动图像上，运动状态(速度)总是相同的两个相邻质点间的距离为一个波长． ③在波动的图像上，两个相邻波峰(或波谷)间的距离为一个波长． (3)根据公式λ＝vT来确定． 2.波长、波速和频率的决定因素 (1)周期和频率：只取决于波源，波的周期和频率就是指波源的周期和频率,与v、λ无任何关系.当波从一种介质进入另一种介质时,波源没变，波的周期和频率不会发生变化，如花样游泳运动员在水面上、下听到的乐音是相同的． (2)速度v：决定于介质的物理性质，同一种均匀介质，物理性质相同，波在其中传播的速度恒定,波速与机械波的频率无关,如音乐会上,不同频率的音乐同时到达听众的耳朵. 例2 在均匀介质中选取平衡位置在同一直线上的9个质点,相邻两质点间的距离均为L,如图甲所示．一列横波沿该直线向右传播，t＝0时到达质点1，质点1开始向下运动，经过时间Δt第一次出现如图乙所示