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(共19张PPT)
第三章 机械波
2.波的描述
教学目标
CONTENT
01
02
03
掌握机械波形成的条件和过程
了解纵波和横波的区别以及波峰、波谷、密部和疏部等概念
知道波在传播的同时也传播能量传播信息
新课引入
要了解一个物理过程，物理现象和物理规律，最简单、最直接的方式就是利用图像来分析。如何用图像来描述机械波？
波的图像
一
知能提升
下图是根据一张绳上横波的照片画出的图，记录了绳上各质点在该时刻的具体位置。如果建立直角坐标系，把该时刻绳上各质点的具体位置反映在坐标系中，就可以得到这一时刻绳子上波的图像。
1.用横坐标表示在波传播方向上各质点的平衡位置.
2.用纵坐标表示某时刻各质点偏离平衡位置的位移.
3.在xoy坐标平面上画出某时刻各质点偏离平衡位置的位移.
位移
平衡位置
正方向
负方向
O
4.波的图像的画法：将某时刻各质点偏离平衡位置的位移矢量的末端用光滑的曲线连接起来。
5.图像的特点：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。
6.简谐波：波源做简谐振动时，介质中其它质点也随振源作简谐振动，所形成的波的图像是正弦曲线。这是一种最基本、最简单的波，称为简谐波。
A
-A
O
y
x
1.波长：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。
波长、频率和波速
二
知能提升
（1）符号：
（2）单位：m
2.横波中相邻两个波峰（或波谷）之间的距离等于波长
3.纵波中相邻两个密部（或疏部）之间的距离等于波长


4.在波动中，各个质点的振动周期或频率是相同的，它们都等于波源的振动周期或频率，这个周期或频率叫作波的周期或频率。
5.波速：机械波在介质中传播的速度。
（1）波的频率与介质无关，只决定于波源的频率。
（2）波速由介质决定，同性质、不同频率的机械波在同种介质中的波速相同。在不同的介质中，波速是不同的。
振动图像 波动图像
图像
物理意义 表示一个质点在各个时刻对平衡位置的位移 表示某一时刻各个质点对平衡位置的位移
横坐标 表示时间 表示各个质点的平衡位置
纵坐标 振动质点对平衡位置的位移 各个质点对平衡位置的位移
图像变化 随时间延伸，原有部分不变 整个波形沿波的传播方向随时间平移
运动特点 质点作简谐运动 同一均匀介质中，波形作匀速直线运动，各质点作简谐运动
t
y
A
T
x
y
A
例.（多选）如图是一列简谐横波某时刻波的图像，Q、P、N 是波的传播方向上的三个质点，此时刻三个质点到各自平衡位置的距离相等，并且质点P 正加速运动，则( 　 )
A.此时刻，质点Q 正加速运动
B.此时刻，质点N 正加速运动
C.再过半个周期，质点Q 正加速运动
D.再过半个周期，质点N 正加速运动
解析：因为题图所示时刻质点P正在加速运动，即向下运动衡位置，根据“上下坡”法判断可知波向左传播，此时Q向上运动，处于减速状态；N向上运动,处于加速状态，A错误，B正确；再过半个周期，Q向下运动，处于减速状态，N向下运动，处于加速状态，C错误，D正确。
BD
P
N
O
Q
y
x
典例精析
一、波的图像
二、波长、频率和波速
课堂小结
1.介质中有一简谐机械波正在传播,下列说法正确的是 (　　)
A.介质中质点振动的周期等于波源振动的周期
B.介质中质点振动的速度等于波的传播速度
C.波的传播方向与介质中质点振动方向垂直
D.波峰与波谷间的距离一定是质点振幅的两倍
解析:对简谐波,质点做简谐运动,振动的周期等于波源的振动周期,选项A正确;质点振动的速度随时间做周期性变化,而波的传播速度在同一种介质中不变,选项B错误;只有横波,波的传播方向与介质中质点振动方向垂直,选项C错误;波峰与波谷间沿振动方向的距离等于质点振幅的两倍,选项D错误。
A　
2.(多选)关于波长,下列说法正确的是 (　　)
A.在一个周期内振动在介质中传播的距离等于波长
B.在一个周期内某个质点所走过的路程等于波长
C.在波的传播方向上位移始终相同的相邻两质点间的距离等于波长
D.在波的传播方向上振动速度始终相同的相邻两质点间的距离等于波长
解析:在波动中,对平衡位置的位移总是相同的两个相邻质点间的距离等于波长,在一个周期内,振动在介质中的传播距离等于一个波长,故选项A、C正确;在波传播过程中,质点只是上下振动,并不随波迁移,故选项B错误;在波的传播方向上振动速度始终相同的相邻两质点间的距离等于波长,故选项D正确。
ACD　
3.一列简谐波在x轴上传播,在某时刻波形如图所示,已知此时质点E的运动方向向下,则(　　)
A.此波沿x轴正方向传播
B.质点C此时向下运动
C.质点A将比质点B先回到平衡位置
D.质点D的振幅为零
解析:由题意可知波沿x轴负方向传播,质点C向下运动,质点B将比质点A先回到平衡位置,质点D的位移为零,但振幅不为零。
B
4.(多选)关于波长的下列说法正确的是(　　)
A.机械振动在一个周期内传播的距离等于一个波长
B.在波形上位移相同的相邻两质点之间的距离等于一个波长
C.在波形上速度最大且相同的相邻两质点间的距离等于一个波长
D.在波形上振动情况总是相同的两点间的距离等于一个波长
解析:机械振动的质点在一个周期内向远处传播一个完整的波形,故选项A正确;由波形可见,在一个完整波形上,位移相同的相邻质点之间的距离不一定等于一个波长,故选项B错误;速度最大且相同的质点,在波形上是在平衡位置上,如果相邻,那么正好是一个完整波形的两个端点,所以选项C正确;振动情况总是相同的两点间的距离是波长λ的整数倍,故选项D错误。
AC
5.(多选)一列简谐波在某一时刻的波形如图所示。下列说法正确的是(　　)
A.质点A、C、E、G、I在振动过程中位移总是相同
B.质点B、F在振动过程中位移总是相等
C.质点D、H的平衡位置间的距离是一个波长
D.质点A、I在振动过程中位移总是相同,它们的平衡位置间的距离是一个波长
BC
解析:从图像中可以看出质点A、C、E、G、I在该时刻的位移都是零,由于波的传播方向是向右的,容易判断出质点A、E、I的速度方向是向下的,而质点C、G的速度方向是向上的,因而这五个点的位移不总是相同,故A项错误;质点B、F是处在相邻波峰的两个点,它们的振动步调完全相同,在振动过程中位移总是相等,故B项正确;质点D、H是处在相邻波谷的两个点,它们的平衡位置之间的距离等于一个波长,故C项正确;质点A、I在振动过程中位移总是相同,振动步调也完全相同,但由于它们不是相邻的振动步调完全相同的两个点,所以它们的平衡位置之间的距离不是一个波长(应为两个波长),故D项错误。
本节内容结束

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