E机械波的描述

第四章周期运动,E机械波的描述,上节回顾：,机械波的形成：机械振动在介质中由近及远的传播。机械波产生和传播的条件：（1）波源：产生机械振动的物体（2）介质：传播机械振动的物质横波：介质质点的振动方向与波的传播方向垂直，这样的波叫做横波。,声纳：利用声波探测水中目标及其状态的仪器。主动式声纳工作时发出的超声波，遇到敌方潜艇时会反射到接收器，根据接收器荧光屏上显示的发射波和反射波的位置，可以探测到敌方潜艇离我方声纳的距离。,机械波的研究与利用：,机械波的描述：,细绳上的横波演示,照片上的波形：是由同一时刻具有不同位移的绳上许多质点所共同组成的,波的图像：,波的图像：反映是各质点在同一时刻不同位移的曲线，叫做波的图像，简称波形图。,波峰,波谷,波形图与振动图像的比较：,正(余)弦曲线,都表示某一时刻各质点偏离平衡位置的位移,X（波上各质点的平衡位置）,t（质点振动的时间）,某一个质点,沿着波动的传播方向上的所有质点,表示各质点在同一时刻的位移。,表示某一个质点不同时刻的位移。,所有波峰处质点的振动情况完全相同，所有波谷处质点的振动情况也完全相同，故相邻两个波峰或相邻两个波谷之间的距离就叫做一个波长,波长：从波形图象看,波长：,定义：在一列波中，偏离平衡位置的位移和速度总是（时时刻刻）相同的两个相邻质点间的距离，叫做波长。波长用符号表示，单位是米（m）,y/m,x/m,波的频率：,定义：介质中任一质点在单位时间内完成的全振动次数。用符号f表示，单位是Hz。注意点：波的频率与波源的振动频率相同。对一列波而言，各质点的振动频率等于波源的振动频率。波的频率决定于波源振动频率，与传播的介质无关！同一波源发出的波在不同介质中频率保持不变。,波的周期：,定义：介质中任一质点完成一次全振动需要的时间。用符号T表示，单位是s。T=1/f,y/m,x/m,波的振幅=介质质点振动的振幅,波速：,定义：单位时间内波在介质中传播的距离，也就是波在介质中传播的速度叫做波速。用符号v表示，单位是m/s。注意点：机械波的波速与介质的性质有关。通常情况下，波在固体中的传播速度比在液体中大，在液体中的传播速度又比气体中大。声波在钢铁中的传播速度约为5000m/s，在水中约为1500m/s，而空气中约为340m/s。,波速和波长、频率、周期的关系：,波长、波速和周期的关系：波长、波速和频率的关系：,由图像可知，波在一个周期内传播的距离恰为一个波长。,课堂例题1：,关于波的频率，下列说法中正确的是（）A.波的频率由波源决定，与介质无关；B.波的频率与波速没有必然关系；C.波由一种介质传到另一种介质时，频率会变大；D.以上说法均不正确。,AB,分析：波的频率与波源振动频率有关，与传播的介质无关！当波由一种介质进入另一种介质时，波的频率是不变的。,课堂例题2：,已知一列波在某时刻的波形如图所示，波的传播方向水平向左，求：（1）波的波长；（2）波的振幅；（3）如果该波的波速v=20m/s，那么介质质点的振动频率是多少？（4）经过1/4周期时，质点A离平衡位置的位移是多少？,f=5Hz,1m,课堂小结：,波的图像表示的是各质点在同一时刻不同位移的曲线。x轴表示各质点的平衡位置。y轴表示各质点偏离平衡位置的位移。,波长：在一列波中，偏离平衡位置的位移和速度总是相同的两个相邻质点间的距离，叫做波长。波的周期：介质中任一质点完成一次全振动需要的时间。波的频率：介质中任一质点在单位时间内完成的全振动次数。频率和周期的大小与波源振动频率有关，与传播的介质无关！波速：单位时间内波在介质中传播的距离，也就是波在介质中传播的速度叫做波速。,根据波的图像判断质点的振动方向：,1.明确波的传播方向，由此确定波源的方位；2.所研究质点（E）下一时刻的位移矢量，即为此时靠近波源的临近质点的位移矢量根据运动趋势，便可确定所研究质点此时刻的运动方向。,拓展练