学沪科版选修34 2.2有关机械波的案例分析 课件（5）（22张）.ppt

2 3应用 机械波的案例分析 在四川省汶川地区发生了8 0级地震 已知地震波分三种 横波 s波 波速vs 4 5km s 纵波 p波 波速vp 9 9km s 面波 l波 vl vs 面波在浅源地震中破坏力最大 1 位于震源上方的某中学地震测报组有单摆a与竖直弹簧振子b 地震发生时最先明显振动的是 选填 a 或 b 2 地震观测台记录到的地震曲线如图乙所示 由图可知三种波形各对应的地震波类型 a为波 b为波 c为波 选填 s p 或 l 3 若在地震曲线图上测得p波与s波的时间差为7 5s 则地震台距震源约为km b p s l 61 9 题型应用s vt来处理有关问题 对震中而言当纵波传来时感到上下振动 横波传来时感到左右晃动 3 若在地震曲线图上测得p波与s波的时间差为7 5s 则地震台距震源约为km 61 9 对震中而言当纵波传来时感到上下振动 横波传来时感到左右晃动 根据波的传播方向确定质点的振动方向几种方法 题型1 波的传播方向和介质中质点的振动方向的关系 特征法 沿着波的传播方向上坡下 下坡上 波形微小平移法 由实变为虚 a向下 b向上 例 一列简谐横波在x轴上传播 某时刻的波形如图5所示 已知此时质点f的运动方向向下 则 a 此波朝x轴负方向传播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的振幅为零 根据质点的振动方向确定波的传播方向 带动法 即波的形成原理法 ab 波形微小平移法 特征法 上坡下 下坡上 题型2 波动图像与振动图像综合应用 例2 如图所示是某质点的振动图像及由此质点振动而激起的波的某时刻的波形图 o点对应波源 下述说法中正确的是 a 乙是振动图像 甲是波的图像b p质点在此时刻的速度方向为正 而波源质点在经0 2s后速度方向为负c 振幅是2cm 周期是0 4s 波长是0 4md 这列波的速度是1m s ad 题型3 根据某时刻的波形图画另一时刻波形图的方法 1 特殊位置描点法 根据处在波峰 波谷或平衡位置的质点的运动确定下一时刻它们的位置 需已知波的传播方向或某个质点的振动方向 描点获得下一时刻波形 这种方法通常用于 例 试画出t 4时的波的图象 题型3 根据某时刻的波形图画另一时刻波形图的方法 2 波的图像平移法 例 试画出t 4时的波的图象 根据公式 x v t 将整个波形在波的传播方向上进行平行移动 从而得到新的波形 因为当 x k 时 波形不变 所以实际处理时通常将 x去整留尾即可 作业 课本39页家庭作业第1 2 3题 例7 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 t第一次出现如图 b 所示的波形 则该波的 a 周期为 t 波长为8l b 周期为2 t 3 波长为8l c 周期为2 t 3 波速为12l t d 周期为 t 波长为8l t bc 题型考查波的形成机理 质点带动原理 例8 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 a 0 6mb 0 3mc 0 2md 0 12m acd 题型空间周期性与多解问题 例4 如图所示为一简谐横波在t1 0时的波的图像 波的传播速度v 2m s 请画出t2 2 45s时可能的波形图 由图知 0 4m 将 x去整留尾 求得t 0 2s 例5 如图所示一列横波沿x轴正向传播速率为6m s 当位于x1 3m的质点a在x轴上方最大位移处时 位于x2 6m处的质点b恰在平衡位置 而且振动方向向下 求 1 这列波的最大波长是多少 2 列出此波频率的表达式 解 先求出ab间的最简波形 n 0时 波长最长为4m 2 6m s 例3 如图所示为一列简谐波在t 0时的波动图象 波速为v 2m s 从t1 0到t2 2 5s的时间内 质点m通过的路程是多少 位移是多少 题型4 求质点的路程和位移 练4 如图所示 为一列简谐横波在某时刻的波形图线 已知该简谐波沿x轴正方向传播 波速为2m s 则从这一时刻起 质点p在0 5s内所发生的位移为m 所通过的路程是m 并在图上画出经0 5s后的波形图线 0 004 0 02 例 如图中实线是一列简谐波在某一时刻的波形图线 虚线是0 2s后它的波形图线 求这列波可能的传播速度 题型5 由t时刻图象和t t时刻的图象求波速 注意波速的双向性及周期性 解 t 0 2s 4m 若v向右 若v向左 n 0 1 2 n 0 1 2 练习6 如图所示为一列横波沿x轴传播时 t1 0和t2 0 005s时刻的波的图象 分别由图中的实线和虚线表示 1 由图线求出波的振幅和波长 2 设周期大于 t2 t1 则波速为多少 3 设周期小于 t2 t1 并知波速为6000m s 求波的传方向 解 1 由图知a 0 2m 8m 故向左传播 例9 一弹簧振子沿x轴振动 振幅为4cm 振子的平衡位置位于x轴上的0点 图1中的abcd为四个不同的振动状态 黑点表示振子的位置 黑点上的箭头表示运动的方向 图2给出的 四条振动图线 可用于表示振子的振动图象 若规定状态a时t 0 则图象为 若规定状态b时t 0 则图象为 若规定状态c时t 0 则图象为 若规定状态d时t 0 则图象为 ad 例9 某质点在坐标原点o处做简谐运动 其振幅为5 0cm 振动周期为0 40s 振动在介质中沿x轴正向直线传播 传播速度为1 0m s 当它由平衡位置o向上振动0 20s后立即停止振动 则停止振动后经过0 20s的时刻的波形可能是下图中的 b 11 一列横波上有相距4m的a b两点 波的传播方向是由a向b 波长大于2m 如图所示的是a b两质点的振动图象 求这列波可能的波速 例10 一列简谐波某时刻波形如图所示 甲图 乙图表示该波传播的介质中某点此后一段时间内的振动图象 则 a若波沿x轴正向传播 图乙为a点振动图象b若波沿x轴正向传播 图乙为b点振动图象c若波沿x轴负向传播 图乙为c点振动图象d若波沿x轴负向传播 图乙为d点振动图象 bd 12 如图所示 一列简谐横波沿x轴正方向传播 从波传到x 5m的m点时开始计时 已知p点第二次出现波峰的时间为0 4s 下面说法中错误的是 a 波的波长是4mb 这列波的传播速度是10m sc 质点q x 9m 经过0 5s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 bc 例13 一条长线用水平力张紧 其上产生一列简谐横波向左传播 波速为20m s 在t 0时它的波形曲线如图所示 1 求波的振幅 波长和波的周期 2