教科版选修34 第二章 机械波 课件（23张）.pptx

章末整合提升 机械波 波的形成 形成条件 波源和介质 形成原因 介质与介质间有相互作用力 波的实质 传递振动形式 能量和信息 波的分类 横波 振动方向与传播方向垂直 纵波 振动方向与传播方向平行 描述波的物理量 波长 波速v v f或 v由介质决定 频率f或周期t f由振源决定 波的图像 物理意义 从波动图像可获得的信息 与振动图像的区别 波的现象 波的反射 波从两种介质的界面上返回原介质 波的折射 波从一种介质进入另一种介质时要改变传播方向 波的干涉 两列波在相遇的区域内叠加而成 波的衍射 波绕过障碍物继续传播 多普勒效应 波源与观察者互相靠近或者互相远离时 接收到的波的频率会发生化 一 波动图像反映的信息及其应用从波动图像可以看出 1 波长 2 振幅a 3 该时刻各质点偏离平衡位置的位移情况 4 如果波的传播方向已知 可判断各质点该时刻的振动方向以及下一时刻的波形 5 如果波的传播速度大小已知 可利用图像所得的相关信息进一步求得各质点振动的周期和频率 t f 例1振源o起振方向沿 y方向 从振源o起振时开始计时 经t 0 7s x轴上0至6m范围第一次出现如图1所示简谐波 则 a 此波的周期一定是0 4s 图1 d t 0 7s时 x轴上3m处的质点振动方向沿 y方向 解析由图可知波长 4m 当0至6m范围第一次出现图示简谐波 说明x 4m处的质点第1次位于波峰位置 所以波传播的时间t t t 0 7s 则周期t 0 4s 选项a正确 b错误 波向右传播 由 上下坡 法可判断出t 0 7s时 x轴上3m处的质点振动方向沿 y方向 选项d错误 答案a 针对训练1一列简谐横波在t 0时刻的波形图如图2实线所示 从此时刻起 经0 1s波形图如图虚线所示 若波传播的速度为10m s 则 图2 a 这列波沿x轴负方向传播b 这列波的周期为0 4sc t 0时刻质点a沿y轴正方向运动d 从t 0时刻开始质点a经0 2s通过的路程为0 4me x 2m处的质点的位移表达式为y 0 2sin 5 t m 解析从图中可以看出波长等于4m 由已知得波速等于10m s 周期t 0 4s b正确 经0 1s波形图如题图虚线所示 说明波沿x轴负方向传播 a正确 t 0时刻质点a沿y轴负方向运动 从t 0时刻开始质点a经0 2s 即半个周期通过的路程为0 4m d正确 由y asin t 易得e正确 答案abde 二 波动图像与振动图像的区别和联系面对波的图像和振动图像问题时可按如下步骤来分析 1 先看两轴 由两轴确定图像种类 2 读取直接信息 从振动图像上可直接读取周期和振幅 从波的图像上可直接读取波长和振幅 3 读取间接信息 利用振动图像可确定某一质点在某一时刻的振动方向 利用波的图像可进行波传播方向与某一质点振动方向的互判 4 利用波速关系式 波长 波速 周期间一定满足v f 例2图3甲为一列简谐波在某一时刻的波形图 q p是波上的质点 图乙为质点p以此时刻为计时起点的振动图像 从该时刻起 下列说法中正确的是 图3 a 经过0 05s时 质点q的加速度大于质点p的加速度b 经过0 05s时 质点q的加速度小于质点p的加速度c 经过0 1s时 质点q的运动方向沿y轴负方向d 经过0 1s时 质点q的运动方向沿y轴正方向 解析由图乙可知 质点的振动周期t 0 2s 经过0 05s 即周期 质点p到达负向的最大位移处 而此时质点q处在正的某一位移处 位移越大 加速度越大 故b正确 经过0 1s 即周期 质点q在从正的最大位移处回到平衡位置的途中 运动方向沿y轴负方向 故c正确 答案bc 针对训练2图4甲为一列简谐横波在t 0 1s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 图乙为质点q的振动图像 则 图4 a 横波的波长是8mb 横波的频率是0 2hzc 质点p随波迁移的速度大小为40m sd t 0 1s时质点p正沿y轴正方向运动 解析由波动图像可知 横波的波长是8m 选项a正确 由质点q的振动图像可知 横波的周期为0 2s 频率是5hz 选项b错误 质点p围绕平衡位置振动 不随波迁移 选项c错误 根据质点q的振动图像 t 0 1s时刻 质点q正沿y轴负方向运动 说明波沿x轴负方向传播 t 0 1s时质点p正沿y轴正方向运动 选项d正确 答案ad 三 波动问题的多解性波动问题出现多解性的原因 1 空间周期性 波在均匀介质中传播时 传播的距离 x n x0 n 0 1 2 式中 为波长 x0表示传播距离中除去波长的整数倍部分后余下的那段距离 2 时间周期性 波在均匀介质中传播的时间 t nt t0 n 0 1 2 式中t表示波的周期 t0表示总时间中除去周期的整数倍部分后余下的那段时间 3 传播方向的双向性 我们解决的都是仅限于波在一条直线上传播的情况 即有沿x轴正方向或负方向传播的可能 4 介质中质点间距离与波长的关系的不确定性 已知两质点平衡位置间的距离及某一时刻它们所在的位置 由于波的空间周期性 则两质点存在着多种可能波形 做这类题目时 可根据题意 在两质点间先画出最简波形 然后再做一般分析 从而写出两质点间的距离与波长关系的通式 例3如图5所示 实线是某时刻的波形图线 虚线是0 2s后的波形图线 图5 1 若波向左传播 求它传播的距离及最小距离 解析由题图知 4m 若波向左传播 传播的距离的可能值为 x n