第三章节时机械波概念及图象.ppt

共 54 页 第一关:基础关 展望高考 基础知识 一? 机械波 知识讲解 1.机械波的产生 (1)机械振动在介质中传播,形成机械波. (2)产生条件:①振源;②传播振动的介质.二者缺一不可. 2.机械波的分类 (1)横波:质点振动方向与波的传播方向垂直的波叫横波.横波有凸部(波峰)和凹部(波谷). (2)纵波:质点振动方向与波的传播方向在同一直线上的波叫纵波.纵波有密部和疏部. 3.描述波的物理量 (1)波长λ ①定义:在波的传播方向上,两个相邻的,在振动过程中相对平衡位置的位移总是相等的质点之间的距离叫做波长. ②理解:a.在横波中,两个相邻的波峰(或波谷)间的距离等于波长;在纵波中,两个相邻的密部(或疏部)间的距离等于波长. b.波的传播等效于波向前平移,波形在一个周期里向前平移的距离等于波长.在Δt时间内,向前传播的距离为Δx,则Δx=(n+Δn)λ,Δt=(n+Δn)T,其中n=0、1、2、3…,0Δn1. (2)频率f 波源的振动频率,即波的频率.因为介质中各质点做受迫振动,其振动是由波源的振动引起的,故各个质点的振动频率都等于波源振动频率,不随介质的不同而变化. 当波从一种介质进入另一种介质时,波的频率不变. (3)波速v单位时间内某一波的波峰(或波谷)向前移动的距离,叫波速.波速由介质决定.同类波在同一种均匀介质中波速是一个定值,则 =λf.式中v为波的传播速率,即单位时间内振动在介质中传播的距离;T为振源的振动周期,常说成波的周期. 活学活用 1.在均匀介质中选取平衡位置在同一直线上的9个质点,相邻两质点的距离均为L,如图(a)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(b)所示的波形,则该波( ) 解析:由题图(b)可以判断波长为8L;图(b)中质点9振动方向向上,而质点1开始时向下振动,说明质点9后还有半个波长没有画出,即在Δt时间内传播了1.5个波长,Δt为1.5个周期,所以其周期为 Δt,由波长、周期、波速之间的关系式 可计算出波速为 二? 波的图象 知识讲解 以介质中各质点的位置坐标为横坐标,某时刻各质点相对于平衡位置的位移为纵坐标画出的图象叫做波的图象. (1)波动图象的特点 ①横波的图象形状与波在传播过程中介质中各质点某时刻的分布相似,波形中的波峰即为图象中的位移正向最大值,波谷即为图象中位移负向的最大值,波形中通过平衡位置的质点在图象中也恰处于平衡位置. ②波形图线是正弦或余弦曲线的波称为简谐波.简谐波是最简单的波.对于简谐波而言,各个质点振动的最大位移都相同. ③波的图象的重复性:相隔时间为周期整数倍的两个时刻的波形相同. ④波的传播方向的双向性:不指定波的传播方向时,图象中波可能向x轴正向或x轴负向传播. (2)简谐波图象的应用 ①从图象上直接读出波长和振幅. ②可确定任一质点在该时刻的位移. ③可确定任一质点在该时刻的加速度的方向. ④若知道波速v的方向,可知各质点的运动方向,如图中,设波速向右,则1、4质点沿-y方向运动;2、3质点沿+y方向运动. ⑤若知道该时刻某质点的运动方向,可判断波的传播方向.如上图中,设质点4向上运动,则该波向左传播. ⑥若已知波速v的大小,可求频率f或周期T:⑦若已知f或T,可求v的大小:v=λf=⑧若已知波速v的大小和方向,可画出在Δt前后的波形图,沿(或逆着)传播方向平移Δx=v·Δt. 活学活用 2.如图所示,一列简谐横波沿x轴正方向传播,从波传到x=5 m的M点时开始计时,已知P点相继出现两个波峰的时间间隔为0.4 s,下面的说法中正确的是( ) A.这列波的波长是4 m B.这列波的传播速度是10 m/s C.质点Q(x=9 m)经过0.5 s才第一次到达波峰 D.M点以后各质点开始振动时的方向都是向下的 解析:从题图上可以看出波长为4 m,A正确.实际上”相继出现两个波峰”应理解为,出现第一个波峰与出现第二个波峰之间的时间间隔.因为在一个周期内质点完成一次全振动,而一次会振动应表现为”相继出现两个波峰”,即T=0.4 s,则v= ,代入数据可得波速为10 m/s,B正确.质点Q(x=9 m)经过0.4 s开始振动,而波是沿x轴正方向传播,即介质中的每一个质点都被它左侧的质点所带动, 从波向前传播的波形图(如题图)可以看出0.4 s波传到Q时,其左侧质点在它下方,所以Q点在0.5 s时处于波谷,再经过0.2 s即总共经过0.7 s才第一次到达波峰,C错误.M以后的每个质点都是重复M的振动情况,D正确.综上所述,答案为A、B、D. 答案:ABD 三? 振