注册物理机械波

关于注册物理机械波一.机械波的基本概念振源（波源）弹性媒质1.机械波产生条件2.波动特征①机械波是振动状态(相位)在弹性媒质中的传播②机械波是弹性媒质中各点以一定的相位差的集体振动③机械波是振动能量在弹性媒质中的传播④质点并未随波逐流第2页,共31页，2024年2月25日，星期天横波纵波⑴按传播特征分波线波面波面波线球面波平面波⑵按波面分─平面波球面波3.波的分类注:振动相位相同的点组成的面称为波面。第3页,共31页，2024年2月25日，星期天频率:即波源的频率波长:振动在一个周期内传播的距离波速u:取决于媒质的性质三者关系:4.描述波的特征量第4页,共31页，2024年2月25日，星期天1.表达式一（波沿X正向传播）X处质点振动方程为uoxy二．平面谐波的波动方程符号规定——质点振动偏离平衡位置的位移—y振动向前传播的距离—xＯ处质点振动方程为第5页,共31页，2024年2月25日，星期天uoxy2.表达式二（波沿X负向传播）即令，得处质点的振动方程即即令，得时刻的波形方程3.物理意义：孤立地看一点静止地看各点第6页,共31页，2024年2月25日，星期天例1：把一根十分长的绳子拉成水平,用手握其一端,

维持拉力恒定,使绳端在垂直于绳子的方向上作

简谐振动,则(A)振动频率越高,波长越长.(B)振动频率越低,波长越长.(C)振动频率越高,波速越大.(D)振动频率越低,波速越大.解:不变答:B媒质确定,波速不变!第7页,共31页，2024年2月25日，星期天答：（C）（A）波源不动时，波源的振动周期与波动的周期在

数值上是不同的。（B）波源振动的速度与波速相同。（C）在波传播方向上的任一质点振动相位总时比波源

的相位滞后。（D）在波传播方向上的任一质点振动相位总时比波源

的相位超前。例2：在下面几种说法中，正确的说法是第8页,共31页，2024年2月25日，星期天例3：一横波沿绳子传播，波动方程为则（A）

波长0.05m（B）

波长0.5m（C）

波速25m/s（D）

波速5m/s比较法―写成标准式又u答：B第9页,共31页，2024年2月25日，星期天例4：在简谐波传播过程中，沿波传播方向相距为/2

的两点的振动速度必定（A）大小相同，方向相反（B）大小和方向均相同（C）大小不同，方向相同（D）大小不同，方向相反答:(A)第10页,共31页，2024年2月25日，星期天例5：一平面简谐波沿x轴正向传播，振幅为A=0.02m，周期T=0.5s，波长

=100m

，原点处质元初相位

=0

，则波动方程的表达式：答:(B)(2012考题）第11页,共31页，2024年2月25日，星期天例6：（2012考题）一平面简谐波的波动方程为

（SI），则在时刻，处于平衡位置，且与坐标原点最近的质元的位置是：答:(C)第12页,共31页，2024年2月25日，星期天三、波的能量波的能量=媒质中某体积元的振动动能与弹性势能之和体积元dV既振动又变形dv第13页,共31页，2024年2月25日，星期天体积元内媒质质点的总能量为：设有一平面简谐波：第14页,共31页，2024年2月25日，星期天（1）在波动的传播过程中，任意时刻的动能和势能不仅大小相等而且相位相同，同时达到最大，同时等于零。（2）在波传播过程中，任意体积元的波能量不守恒。物理意义：（3）任一体积元的波能量在一周期内“吞吐”（吸收

放出）两次，这正是传播能量的表现。吸放dW0第15页,共31页，2024年2月25日，星期天例7：一平面简谐波在弹性媒质中传播，在某瞬时，

媒质中一质元正处于平衡位置，此时它的能量是（A）动能为零，势能最大。（B）动能为零，势能为零。（C）动能最大，势能最大。（D）动能最大，势能为零。答（C）动能为零势能为零第16页,共31页，2024年2月25日，星期天例8：一平面简谐波在弹性媒质中传播，在媒质质元

从最大位移处回到平衡位置的过程中（A）它的动能转化为势能。（B）它的势能转化为动能。（C）它从相邻的一段媒质质元获得能量，其能量逐渐增加。（D）它把自己的能量传给相邻的一段媒质质元，其逐渐减小。（C）注：（D）从平衡位置运动到最大位移处的过程中第17页,共31页，2024年2月25日，星期天能量密度:单位体积内的能量称为能量密度平均能量密度:能量密度在一个周期内的平均值.能流密度:单位时间内通过垂直于波动传播方向上单位面积的平均能量，叫做波的平均能流密度,

也称之为波的强度.第18页,共31页，2024年2月25日，星期天例9:

一简谐空气波沿截面积为S的圆柱形管传播，波的强度为I，波速为v，波长为λ，则管内相距半个波长的两截面之间的平均能量为[]B第19页,共31页，2024年2月25日，星期天四、波的干涉波的干涉现象几列相干波在媒质中传播，空间各点有的振幅始终最大，有的振幅始终最小，此称为干涉相干波源：频率相同、振动方向相同、相位差恒定合成振动为：其中：第20页,共31页，2024年2月25日，星期天21干涉极大极小所满足的的条件：①称为波程差②干涉极大点、极小点不止一个。式中干涉极大干涉极小第21页,共31页，2024年2月25日，星期天五、特殊的干涉现象：驻波1、发生条件：两列振幅相同的相干波，在同一直线上沿相反方向传播2、特征：无行走之波形，存在波腹和波节。两波节

之间的点相位相同。3、第22页,共31页，2024年2月25日，星期天第23页,共31页，2024年2月25日，星期天波节波腹波节X=0第24页,共31页，2024年2月25日，星期天25例10:频率为

的驻波,若其相邻两波节间的距离为d,

则该驻波的波长和波速分别是A.d

dB.2d

dC.d2

dD.2d2

d[D]第25页,共31页，2024年2月25日，星期天六、声波、声强级2声强就是声波的能流密度1声波（20-20000Hz）3声强级我们把正常人能听到的最低声强作为测定声强的标准，用I0表示，声强级L定义为：1贝尔=10分贝第26页,共31页，2024年2月25日，星期天例11：

两人轻声谈话的声强级为，热闹市场上噪

音的声强级为

，市场上声强与轻声谈话的

声强之比为：（A）2（B）20（C）（D）[D](2012考题）第27页,共31页，2024年2月25日，星期天28波源和观察者都相对于介质静止时,观察者接收到的频率与波源的频率相同.如果波源或观察者或两者同时相对于介质运动,则观察者接收到的频率就不同于波源的频率,这种现象称为多普勒效应。多普勒效应在日常生活中的常有表现有：站在铁路边上看到鸣笛的火车驶来，笛声尖锐，火车离去时，笛声变低。七、多普勒效应第28页,共31页，2024年2月25日，星期天29设声源和观察者在同一直线上运动声波在介质中传播的速度为u声源的频率为观察者接收到的频率为声源(相对于介质)的运动速度为观察者(相对于介质)的运动速度为远离取负号远离取正号波源向着观察者运动时前取负号观察者向着声源运动时前取正号X第29页,共31页，2024年2月25日，星期天声源:警车观察者:客车=3303301525观察者背离声源运动声源向着观察者运动－－800=826答:D(A)710HZ(B)777