鲁科版选修34 波的形成和描述 课件（38张）.ppt

第二章机械波 第二章机械波 第一节波的形成和描述 第二章机械波 一 波的形成和传播 一 波的形成与传播 第二章机械波 一 波的形成与传播 第二章机械波 zxxk 一 波的形成与传播 第二章机械波 绳波的形成过程 1 绳子各部分看成许多质点组成 各部分之间存在着相互作用的弹力 2 沿波的传播方向上后一个质点比前一个质点落后一段时间 质点依次被带动 3 振动的形式传播出去形成波 带动性滞后性重复性 一 波的形成与传播 第二章机械波 4 机械波向外传播时 1 各质点的振动 各个质点均在自己的平衡位置附近振动 介质中各质点不随波发生迁移 在波的传播方向上各质点依次开始振动 各质点振动周期相同 由振源决定 即与振源振动周期相同 zxxk 各质点振幅相同 不考虑能量损失时 各质点刚开始振动的方向 起振方向 相同 第二章机械波 5 波向外传播的是振动的形式和能量 信息 2 传播规律 波在同一种均匀介质中匀速传播 思考 日常生活中 发现球掉入池塘里 能否通过往池塘丢入石块 借助石块激起的水波把球冲到岸边 解析 不能 向水中投入石块 水面受到石块的撞击开始振动 形成水波向四周传去 这是表面现象 实际上水波向四周传播而水只是上下振动并不向外迁移 所以球也仅仅是上下振动而不会向岸边运动 第二章机械波 1 定义 质点的振动方向跟波的传播方向垂直的波叫做横波 2 波峰 在横波中凸起的最高处叫做波峰 3 波谷 在横波中凹下的最低处叫做波谷 1 横波 二 波的分类 第二章机械波 1 定义 质点的振动方向跟波的传播方向在同一直线上的波叫做纵波 2 密部 在纵波中 质点分布最密的地方叫做密部 3 疏部 在纵波中 质点分布最疏的地方叫做疏部 4 纵波也叫疏密波 2 纵波 二 波的分类 第二章机械波 声波是纵波 地震波既有横波又有纵波 二 波的分类 第二章机械波 要了解一个物理过程 物理现象和物理规律 最简单 最直接的方式就是利用图像来分析 我们就以横波为例来研究波的图象 三 波的描述 一 波的图象描述 第二章机械波 1 用横坐标表示在波传播方向上各质点的平衡位置 2 用纵坐标表示某一时刻各质点偏离平衡位置的位移 三 波的描述 第二章机械波 振动图象的画法 4 物理意义 各质点在同一时刻偏离平衡位置的位移 3 简谐波的图像是一条正弦或余弦曲线 三 波的描述 第二章机械波 用什么物理量描述波的特性 当我们知道了简谐运动的振幅 周期 频率 我们基本上就可以了解它的整个振动了 那么描述波又需要哪些特征物理量呢 三 波的描述 第二章机械波 二 波的特征 1 频率 f 周期 t 波的频率 周期 就是波源振动的频率 周期 2 波速 v 波在介质中的传播速度 3 波长 在传播过程中相对平衡位置的位移始终相等的两个相邻的质点间的距离叫做一个波长 两个相邻的波峰或波谷之间的距离 三 波的描述 第二章机械波 4 波长 频率和波速之间的关系 分析 每经过一个周期 振动在介质中就向前传播一个波长 说明 频率 波速 波长的决定因素周期和频率只取决于波源 波速取决于介质的物理性质 波长则取决于波源和介质 三 波的描述 第二章机械波 1 波的传播方向和质点的振动方向之间的关系 波的成因法 前一质点依次带动后一质点延迟振动 先带后 后跟前 运动状态向后传 四 波的应用 第二章机械波 微平移法 做出经微小时间后的波形 就知道了各质点经过 t时间达到的位置 运动方向就可确定 p 四 波的应用 第二章机械波 上下坡法 将波的图像视为蜿蜒起伏的 山坡 沿波的传播方向看 上坡路段 上的各质点都向下振动 下坡路段 上的各质点都向上振动 简称 上坡下 下坡上 下坡上 上坡下 上坡下 p 四 波的应用 第二章机械波 2 从波的图象上可获取的物理信息 1 波长和振幅 2 已知波的传播方向可判断各质点的振动方向 若已知某一质点的振动方向也可确定波的传播方向 3 在这一时刻各个质点的位移4 质点在某一段时间内通过的路程和位移 5 可画出经过一段时间后的波形图 四 波的应用 第二章机械波 3 根据某时刻的波形图画另一时刻波形图的方法 特殊点法 平移法 沿传播方向平移相应距离 t 1s t 4 平移距离为 4 1m 四 波的应用 比喻为一质点的 传记记录卡 比喻为一个质点的 录象带 比喻为无数质点某一时刻的 特写镜头 比喻为无数质点某一时刻拍摄的 照片 第二章机械波 题1 以下对于机械波的认识正确的是 a 只要有机械波 一定可以找到波源b 有振动就一定形成机械波c 沿波的传播方向上各质点的振动情况完全相同d 波源一旦停止振动 波就立即停止传播e 波峰 波谷 疏部 密部 向前平移是匀速的 而各质点的振动是变速的 ae 典型例题 第二章机械波 题2 图所示为一列向右传播的简谐波在某时刻的波形图试求出波形图上a b c d四个质点的振动方向 如果这列波是向左传播的 则这四个质点的振动方向又如何 问题探究 典型例题 第二章机械波 题3 一列波振幅是2cm 频率是4hz的简谐横波 以32cm s的速度沿图中x轴正方向传播 在某时刻x坐标为 7cm处的介质质点正好经过平衡位置向y轴正方向运动 画出此时刻的波形图 2 2 解析 典型例题 第二章机械波 波在时间上和空间上的周期性 造成了重复性 波动问题一般具有多解性 空间 题4 如图所示 沿波的传播方向上有两个相距为1m的质点p和q 当p达到负最大位移处时 q正好处于平衡位置且向上运动 那么这列波的波长可能为多少 q 典型例题 27 第二章机械波 1 2 3 题5 下图的实线是一列简谐波在某一时刻的波形曲线 经0 5秒后 波形如图中的虚线所示 该波的周期t大于0 5秒1 如果波是向左传播的 波速是多大 周期是多大 2 如果波是向右传播的 波速是多大 周期是多大 典型例题 第二章机械波 2 如果波向右传播 题5 1 如果波是向左传播的 波速是多大 周期是多大 2 如果波是向右传播的 波速是多大 周期是多大 1 如果波向左传播 典型例题 第二章机械波 1 关于横波与纵波的说法正确的是 a 质点上下振动形成的波就是横波b 质点水平振动的波就是纵波c 质点沿水平方向振动 波沿水平方向传播 这类波就是纵波d 横波只能在固体中传播 纵波既可以在固体中传播 也可以在液体 气体中传播e 声波是纵波 水波是横波 d 课堂练习 第二章机械波 2 关于机械波下列说法正确的是 a 介质中的各质点由近及远地传播b 介质中质点的振动形式由近及远地传播c 介质中质点的振动能量由近及远地传播d 介质中的各质点只是振动而没有迁移 bcd 课堂练习 第二章机械波 3 关于机械波下列说法中正确的是 a 介质中各质点的振幅一定都相等b 漂在水面上的树叶会随水波向前移动c 纵波的密部相当于横波的波峰 纵波的疏部相当于横波的波谷d 波源a向上开始振动后 经半个周期传播到了b质点 则b质点向下开始振动e 波由质点a经两个周期传到点b 则当a振动了8个周期时 b恰完成6次全振动 e 课堂练习 第二章机械波 4 关于简谐波说法中正确的是 a 两个振动情况完全相同的质点之间的距离是一个波长b 任意两个波峰或波谷之间的距离叫波长c 波动在一周期内向前传播的距离等于波长d 在一个周期内质点所走过的路程等于一个波长 c 课堂练习 33 第二章机械波 5 关于波速说法错误的有 a 波速由介质和波源共同决定b 提高振源频率 波的传播速度将增大c 同时在空气中传播两列声波 波长较大的声波传播较快d 频率大的声波在空气中传播的波长越短e 波速反映了介质中质点振动的快慢f 波速反映了振动在介质中传播的快慢 abce 课堂练习 34 第二章机械波 6 一列简谐波在x轴上传播 某时刻波形如图 已知此时质点f运动方向向y轴负方向 则 a 波沿x轴负方向传播b 质点d此时刻向下运动c 质点b比质点c先回到平衡位置d 质点e振幅为0 ab 课堂练习 第二章机械波 7 某一简谐横波在t 0时刻的波形图如图的实线所示 若波向右传播 画出t 4后和5t 4前两个时刻的波的图象 t 4后的波形图 5t 4前的波形图 课堂练习 第二章机械波 8 下图为一横波在某一时刻的波形图 已知f质点此时的运动方向如下图所示 则 a 波向右传播b 质点h的运动方向与质点f的运动方向相同c 质点c比质点b先回到平衡位置d 质点c在此时的加速度为零 c 课堂练习 37 第二章机械波 9 一列简谐横波沿x轴传播 t 0时刻的波形如图实线所示 经过 t 0 05s后的波形如图虚线所示 已知 t小于一个周期 则 a 这列波的波长是4mb 这列波的振幅是0 4mc 这列波的波