E机械波的描述lz

第四章周期运动,E机械波的描述,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,波的图像是对波作出的数学描述，是对实际的波进行抽象而得到的；波的图像是某一时刻的“照片”；,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。,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,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：从波形图像看,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。,图像反映的物理量：振幅；波长；可求任一质点在该时刻相对平衡位置的位移；在波传播方向已知时可确定各质点在该时刻的振动方向。,图像的应用,已知波的传播方向确定介质中各质点在某一时刻的振动方向。方法：波的成因法带动、重复、落后。,V,Y,X,Q1:如图是某时刻一横波的波形，已知该时刻质点2的振动方向向上，则：,1、此横波的传播方向是。2、质点4的振动方向。3、经过T/4质点7的振动方向是。,向右,向下,向上,简谐波,简谐运动在介质中传播形成简谐波；简谐波的图像是正弦曲线；简谐波是一种最基本、简单的波。,图像的应用,已知某时刻的波动图象和波的传播方向画出任一时刻的波动图象。(练习册P18/10)方法一：波的平移法；方法二：特殊点法。,特殊点法,取相距/4的两个特殊点（波峰和平衡位置，或波谷和平衡位置），先根据波传播的方向判断平衡位置的质点振动方向，再根据特殊点每T/4内通过的路程为一个振幅求出t内走了多少个振幅，以确定特殊点后来时刻的位置，最后连正弦曲线。,O,y,x,v,t=0时刻的图象,质点振动周期T=2S，则经过t=95s后的波动图象如何？,N=t/T=95/2=47.5,拓展练习