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(共32张PPT)
第2节 机械波的描述
第三章 机械波
粤教版选择性必修一
课堂引入
壹
课堂练习
叁
课堂总结
肆
目录
知识讲解
贰
课堂引入
第一部分
壹
课堂引入
飘动的红旗
【观察与发现】
前进的水浪
飘动的红旗、前进的水浪它们的波形在时间和空间具有一定的周期变化。
【思考】
能否用图像的方法来描述它们的波动图像？如果能，坐标轴表示的是什么物理量？
提示：机械振动是针对于一个质点，机械波针对于无数个质点
知识讲解
第二部分
贰
机械波的图像
描述机械波的物理量
波的传播方向与质点振动方向互判
一、机械波的图像
【情景】抖动软绳，观察软绳振动的波形波形
x
y
O
波峰
波谷
A
1. 简谐波
一、机械波的图像
波源做简谐运动时，波源做简谐运动时，介质的各个质点随之做简谐运动，所形成的波就是简谐波。
2. 机械波的画法
（1）建立坐标系，描点：选定某一时刻，在平面直备坐标系中，横坐标表示介质中各个质点的平衡位置：纵坐标表示这一时刻各个质点偏离平衡位置的位移：
（2）连线：连接各位移矢量的末端，得出一条光滑曲线.这条曲线就是简谐波在这一时刻的图像
【特别提示】在不同时刻质点振动的位移不同，波形也随之改变，不同时刻的波形曲线是不同的。
3. 机械波波动图像与振动图像的比较
一、机械波的图像
图像 振 动 图 像 波
形
图
像
相同 图像都是正（余）弦曲线 纵坐标都是质点离开平衡位置的位移 不同 某质点不同时刻位移 大量质点同一时刻位移
横轴表示时间 横轴表示质点平衡位置
某个质点在各个时刻的位移 某一时刻各个质点的位移
1.波长：
二、描述机械波的物理量
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，用λ表示。
（1）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。
（2）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。
λ
λ
λ
λ
1.波长：
二、描述机械波的物理量
【思考】任意两个位移总是相等的点的距离与波长有什么关系？波在任意两个位移总是相等的点传播所用的时间与周期有什么关系？
任意两个位移总是相等的点的距离满足：
2.周期和频率
二、描述机械波的物理量
各个质点的振动周期（T）或频率（f）是相同的，它们都等于波源的振动周期或频率，这个周期或频率也叫作波的周期或频率。
注意：每经过一个周期，图像相同。
3.波速
经过一个周期T，振动在介质中传播的距离等于一个波长λ：
4.波速和波长、频率的决定因素
二、描述机械波的物理量
物理量 决定因素
周期和频率 由波源决定，与介质无关，即波从一种介质进入另一种介质传播时，频率（或周期）不变
波速 由介质的性质决定。即在不同的介质中，波的传播速度不同。在给定的介质和同样的条件下，波的速度是一个常量
波长 波长λ只取决于v和T的关系，只要v、T其中一个发生变化，λ必定也会发生变化
1. 振幅A和波长λ
2. 各质点的位移、回复力、振动方向
3. 振动方向和传播方向互判
4. 周期性：没经过一个整数周期，波形完全相同
三.由波形图可以得到的信息
A
λ
x
y
v
二、描述机械波的物理量
【典例1】由波源S形成的简谐横波在均匀介质中同时向左、右两侧传播，波源振动的频率为10Hz。已知介质中P质点位于波源S的右侧，SP=1.5m，P到S的距离不超过三个波长。Q（图中未画出）质点位于波源S的左侧，P、Q和S的平衡位置在一条直线上。t=0时波源开始振动的方向如图所示，当P第一次到达波峰时，波源S恰好到达波谷，Q恰好第二次到达波谷，下列说法正确的是（　　）
A．机械波在介质中的波速为10m/s
B．机械波的波长为0.8m
C．P点比Q点先开始振动
D．波传播到P点时，波源S已经振动了0.25s
三、波的传播方向与质点振动方向互判
三、波的传播方向与质点振动方向互判
故选D。
【典例2】一列简谐横波沿x轴正方向传播，如图1是t=0时刻该简谐横波传播到x=5m的Q点时的波形图，如图2是质点P（x=3m）的振动图象，下列说法正确的是（　　）
A．这列简谐横波的振幅为4m
B．t=0~t=1.5s，质点P运动的路程为20cm
C．这列简谐横波的波速大小是2m/s
D．质点P经过时间1s运动到Q点
三、波的传播方向与质点振动方向互判
C
1.微平移法
0
v
y /cm
x /cm
A
F
E
D
C
B
技巧：看下一时刻质点向上还是向下运动
三、波的传播方向与质点振动方向互判
2. 上下坡法
0
v
y /cm
x /cm
A
F
E
D
C
B
口诀：上坡下，下坡上
二、描述机械波的物理量
3. 同侧法
0
v
y /cm
x /cm
A
F
E
D
C
B
口诀：头对头，尾对尾
二、描述机械波的物理量
二、描述机械波的物理量
二、描述机械波的物理量
二、描述机械波的物理量
课堂练习
第三部分
叁
课堂练习
1．图甲为一列简谐横波在某一时刻的波形，a、b两质点的横坐标分别为xa=2m和xb=6m，图乙为质点b从该时刻开始计时的振动图像。下列说法正确的是（　　）
A．该波沿-x方向传播，波速为1m/s
B．质点a经4s振动的路程为2m
C．此时刻质点a的速度沿+y方向
D．质点a在t=2s时速度为零
课堂练习
课堂练习
2．均匀弹性介质中处在坐标原点的波源S上下振动时，形成一列沿x轴正方向传播的横波，从S开始振动计时“0”，t＝8s时波刚好传播到x＝8m位置的P点，波形图如图所示，则（ ）
A．此波的振动周期恒定不变为3.2s
B．此波波速恒定不变为1m/s
C．0-8s内，x＝4m质点经过的路程为0.8m
D．再过T，P点位移为0
课堂练习
课堂练习
3．如图甲为一列简谐横波在t=0.20 s时刻的波形图，P点是平衡位置在x=1.0 m处的质点，Q点是平衡位置在x=4.0 m处的质点，M点是平衡位置在x=8.0 m处的质点；图乙为质点Q的振动图像。下列说法正确的是（　　）

A．该波沿x轴负方向传播，波速为40 m/s
B．质点M与质点Q的运动方向总是相反
C．在0.5 s时间内，质点M通过的路程为1.0 m
D．质点P简谐运动的表达式为
课堂练习
课堂练习
4．如图所示, 实线是某时刻的波形图像, 虚线是0.25s后的波形图。
① 若波向左传播, 求它传播的可能距离；
② 若波向右传播, 求它的最大周期；
③ 若波速是68m/s, 判断波的传播方向。
课堂总结
第四部分
肆
课堂小结
1.波的分类
（1）横波：质点的振动方向与波的传播方向相互垂直的波；
（2）纵波：质点的振动方向与波的传播方向在同一直线上的波；
2.机械波形成的条件
（1）振源；（2）介质
3.机械波传播的特点：带动、重复、滞后（前带后，后跟前，运动状态往后传）。
（1）各质点只在自己的平衡位置做简谐运动，并不随波迁移。
（2）波向外传播的是振动的形式的同时，还向外传递信息和能量。
机械波的产生与传播

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