机械波的描述 课件 -2023-2024学年高二上学期物理沪教版（2019）选择性必修第一册

第三章机械波2.机械波的描述教学目标CONTENT010203掌握波长、波速、频率的关系及其应用能根据波的图像确定描述波的物理量理解波的图像及其意义新课引入按下快门瞬间，我们可以把各个质点离开各自平衡位置时的情形拍摄下来，这就是波的图像。用图像描述机械波一知能提升1.波的图像的作法（1）建立坐标系：以横坐标x表示在波的传播方向上各质点的平衡位置，

纵坐标y表示该时刻各质点偏离平衡位置的位移．（2）描点：把该时刻各质点的位置画在坐标系里．（3）连线：用平滑曲线将各点连接起来就得到这一时刻横波的图像．2.简谐波（1）定义：如果波的图像是正弦曲线，这样

的波叫作正弦波，也叫简谐波。（2）特点：①简谐波的图像是正弦曲线，各个质点振动的

振幅都相等，介质中有正弦波传播时，介质中

的质点做简谐运动。②在波的传播过程中，介质中质点振动一个

周期，则波的图像也复原一次，所以波形图

的周期等于质点的振动周期。情景探究1一个高个子人和一个矮个子人并肩行走(如图)，哪个人的双腿前后交替更为迅速？如果拿这两个人与两列波做类比，波长、频率、波速分别可以比做什么？说明：波长、频率、波速可类比为——人每一步跨的距离、双腿交替的频率、前进的速度。情景探究2你发现了什么规律？0℃几种介质中的声速（m/s）空气332玻璃5000~6000水1450松木约3320铜3800软木430~530铁4900橡胶30~501.波长：用频率、波长描述机械波二知能提升（1）定义：在波的传播方向上，振动相位总是相同的两个相邻质点间的距离，叫作波长，通常用λ表示。（2）理解：在横波中，两个相邻波峰或两个相邻波谷之间的距离等于波长。在纵波中，两个相邻密部或两个相邻疏部之间的距离等于波长。（3）相隔距离为一个波长的整数倍的两质点，振动情况完全相同，即离开平衡位置的位移“总是”相等，振动速度大小和方向也“总是”相同，因而波长显示了波的空间周期性。（4）相隔距离为半波长的奇数倍的两质点的振动情况完全相反，即在任何时刻它们的位移大小相等、方向相反，速度也是大小相等、方向相反，会同时一个在波峰、一个在波谷或同时从相反方向经过平衡位置。2.周期：（1）在波动中，各个质点都是在波源的带动下做受迫振动，振动周期或频率都等于波源的振动周期或频率，这个周期或频率也叫作波的周期或频率。质点的振动周期由波源决定。（2）质点完成一次全振动，波向前传播一个波长，即波在一个周期内向前传播一个波长。3.波速：（1）定义：机械波在介质中的传播速度。（3）理解：波速由介质决定，波在同一均匀介质中匀速传播，波速不变，波长由波速和介质共同决定。（2）表达式：振动图像波动图像图像研究对象一个振动质点所有振动质点物理意义反映一个质点在各个时刻的位移反映某一时刻各个质点的位移可直接读出振幅、周期振幅、波长形象比喻一个人的录像多个人的照片三知能提升区别振动图像与波动图像例1.如图所示是一列向右传播的简谐横波在某一时刻的波动图像．绳上有A、B、C、D、E、F、G、H、I九个质点，下列说法错误的是(

)A．A、C、E、F、H具有相同的位移B．A、C位移相同，H、F位移方向相反C．B、I振幅相同D．A、B振幅相同A典例精析解析：在波动图像中纵坐标表示某一时刻各质点偏离平衡位置的位移，故A说法错误，B说法正确；在简谐波中各质点都做简谐运动，振幅都等于波源的振幅，故C、D说法正确．例2.

(多选)三条在同一水平面上相互平行的弹性绳，在左端同一地点同时开始振动，经过一定时间后出现如图所示的情况，MN是距起始点相同距离的一条界线，则(

)A．B波的波长最大B．A波的振动频率最大C．A、B、C三列波的传播速度相等D．C与A、B的材料一定不同解析：由图可知，B波的波长最大，A、B的传播速度相等，C波的传播速度最小，由于机械波的传播速度由介质决定，所以C与A、B的材料一定不同；在相同时间内，A波的波源做全振动的次数最多，因此A波的振动频率最大。ABD例3.一列简谐横波沿x轴正向传播，传到M点时波形如图所示，再经0.6s，N点开始振动，则该波的振幅A和频率

f为(

)A．A＝1m

f＝5Hz

B．A＝0.5m

f＝5HzC．A＝1m

f＝2.5Hz D．A＝0.5m

f＝2.5HzD解析：由图像可以直接读出振幅A=0.5m，经0.6sN开始振动，说明波在0.6s内波传播的距离为6m，所以波速v=10m/s.由图像可以直接读出波长为4m，f=2.5Hz课堂小结一、用图像描述机械波二、用频率、波长描述机械波三、区别振动图像和波动图像1.

(多选)关于波长，下列说法正确的是(

)A.质点一个周期内通过的路程为一个波长B.两个波峰(或波谷)间的距离是一个波长C.在一个周期内，沿着波的传播方向，振动在介质中传播的距离是一个波长D.两个相邻的，在振动过程中振动情况总是相同的质点间的距离是一个波长解析:质点在一个周期内的路程为4A，波在一个周期内向前传播的距离为一个波长，所以选项A错误，C正确；根据波长定义，选项D正确，两相邻波峰或波谷的距离才是一个波长，选项B错误。跟踪练习CD

2.位于介质Ⅰ和Ⅱ分界面上的波源S，产生两列分别沿x轴负方向与正方向传播的机械波，如图所示。若在两种介质中波的频率及传播速度分别为f1、f2和v1、v2，则(

)A．f1＝2f2，v1＝v2

B．f