高中物理 波的形成和描述課件 魯科版選修3-4.ppt
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,高中物理選修3-4魯教版,第2章 機械波 第1講 波的形成和描述,目標定位 1.理解機械波的形成過程和產(chǎn)生條件,知道波的分類及橫波和縱波的概念,明確機械波傳播的特點.2.知道波的圖象,能從中獲取波長、振幅、質(zhì)點運動方向或波的傳播方向等信息.3.能區(qū)別振動圖象和波動圖象.4.知道波長、周期、頻率和波速的概念,會用vf進行有關(guān)計算.5.掌握波在傳播過程中的周期性和雙向性特點,一、波的形成與傳播 1介質(zhì):繩子、水、空氣、地殼等傳播 的物質(zhì) 2機械波: 在介質(zhì)中的傳播稱為機械波,簡稱波 3波的形成:前一質(zhì)點的振動總是要 后一個質(zhì)點振動,依次帶動下去, 也就由發(fā)生區(qū)域向遠處傳播,從而形成了波 4機械波是 這種運動形式的傳播,介質(zhì)本身 沿著波的傳播方向遷移 5波也是傳遞 的一種方式,波,機械振動,帶動,振動,機械振動,不會,能量,二、波的分類 1根據(jù)質(zhì)點的振動方向和波的傳播方向之間的關(guān)系,可以把機械波分為 和 兩類 2橫波 (1)定義:質(zhì)點的振動方向與波的傳播方向 的波 (2)描述 波峰:凸起的 處 波谷:凹下的 處,橫波,縱波,垂直,最高,最低,3縱波 (1)定義:質(zhì)點的振動方向與波的傳播方向在 上的波 (2)描述 密部:質(zhì)點分布最 的地方 疏部:質(zhì)點分布最 的地方,同一直線,密,疏,三、波的描述 1波的圖象描述 (1)波的圖象:用橫坐標x表示波傳播方向上各個質(zhì)點的 ,用縱坐標y表示各個質(zhì)點離開平衡位置的 ,規(guī)定位移方向向上為正值在坐標平面內(nèi),以 時刻 質(zhì)點的x、y值描出各對應(yīng)點,再把這些點用光滑的曲線連接起來,就得到該時刻波的圖象,也稱波形曲線或波形,平衡,位置,位移,某一,各個,(2)簡諧波 定義:如果介質(zhì)中各個質(zhì)點做 運動,它所形成的波就是一種最基本、最簡單的波,叫做簡諧波 波形:正弦或(或余弦)曲線,簡諧,相同,時間,相同,波源,每秒,相鄰,介質(zhì),f,想一想 波速就是振動速度嗎? 答案 不是波速是振動形式勻速向外傳播的速度,始終沿傳播方向,在同一介質(zhì)中波速不變;振動速度是指質(zhì)點在平衡位置附近振動的速度,大小和方向都隨時間做周期性變化.,一、波的形成和傳播 1波的形成 傳播波的物質(zhì),如水、繩、空氣等,可以分成許多小部分,每一小部分都可以看作質(zhì)點當其中一個質(zhì)點振動時,由于質(zhì)點間的相互作用,就帶動相鄰的質(zhì)點振動起來,該質(zhì)點又帶動后面的質(zhì)點振動起來,這樣振動的狀態(tài)就傳播出去,形成了機械波,(3)機械振動在介質(zhì)中的傳播形成機械波,所以有機械波,一定有機械振動;但有機械振動,不一定有機械波 (4)波傳播的只是振動形式,介質(zhì)中的每個質(zhì)點只在自己平衡位置附近振動,并不隨波遷移,【例1】 下列關(guān)于機械波的說法中,正確的是 ( ) A各質(zhì)點都在各自的平衡位置附近振動 B相鄰質(zhì)點間必有相互作用力 C前一質(zhì)點的振動帶動相鄰的后一質(zhì)點的振動,后一質(zhì)點的振動必定落后于前一質(zhì)點 D各質(zhì)點隨波的傳播而遷移 E離波源越遠,質(zhì)點的振動頻率越小,解析 振源依靠介質(zhì)中各相鄰質(zhì)點間的相互作用力使周圍的質(zhì)點依次振動起來,且后一質(zhì)點的振動必定落后于前一質(zhì)點,選項B、C正確;質(zhì)點只在它們各自的平衡位置附近做受迫振動,它們振動的頻率均與波源的頻率相同,選項A正確,E錯誤;波在傳播過程各質(zhì)點不隨波遷移,選項D錯誤 答案 ABC,二、波長、頻率、周期、波速 1周期和頻率:只取決于波源,波的周期和頻率就是指波源的周期和頻率,與v、無任何關(guān)系 2速度v:決定于介質(zhì)的性質(zhì),同一種均勻介質(zhì),波在其中傳播的速度恒定,【例2】 關(guān)于機械波的頻率、波速、波長,下列說法正確的是 ( ) A兩個相鄰的均處于平衡位置的質(zhì)點間的距離為一個波長 B波的頻率等于波源的振動頻率 C波速等于波源的振動速度 D波由一種介質(zhì)進入另一種介質(zhì),波速和波長都要改變,借題發(fā)揮 波長的定義中要強調(diào)“總是相同”的理解;波的頻率等于波源的振動頻率;波速由介質(zhì)決定;波長由波源和介質(zhì)共同決定,三、波的圖象的理解和應(yīng)用 由波的圖象可獲取的信息 1直接讀出波長,若已知波速,可計算出周期、頻率,或已知周期、頻率可計算出波速 2直接讀出該時刻各質(zhì)點的位移,間接判斷回復(fù)力、加速度等情況 3介質(zhì)中各質(zhì)點的振幅,4已知波的傳播方向,可判斷質(zhì)點的振動方向常用方法有: (1)帶動法: 原理:先振動的質(zhì)點帶動鄰近的后振動質(zhì)點 方法:在質(zhì)點P靠近波源一方附近的圖象上另找一點P,若P在P上方,則P向上運動,若P在P下方,則P向下運動如圖211所示 圖211,(2)上、下坡法: 如圖212所示,沿波的傳播方向看,“上坡”的質(zhì)點向下振動,如D、E、F;“下坡”的質(zhì)點向上振動,如A、B、C,簡稱“上坡下振,下坡上振” 圖212,(3)同側(cè)法: 質(zhì)點的振動方向與波的傳播方向在波的圖象的同一側(cè),如圖213所示 圖213,5已知質(zhì)點的振動方向,可判斷波的傳播方向 仍是上述幾種方法,只需將判定的程序倒過來,“反其道而行之”,【例3】 一列沿x軸正方向傳播的簡諧機械橫波,波速為2 m/s.某時刻波形如圖214所示,下列說法正確的是 ( ) A這列波的振幅為4 cm B這列波的周期為3 s C此時x1 m處質(zhì)點的 加速度為0 D此時x2 m處質(zhì)點運動 方向沿y軸正方向,圖214,針對訓練1 圖215為一列簡諧橫波在介質(zhì)中傳播的波形圖在傳播過程中,某一質(zhì)點在10 s內(nèi)運動的路程是16 m,則此波的波速是 ( ) 圖215 A1.6 m/s B2.0 m/s C40 m/s D20 m/s,四、振動圖象與波動圖象的比較,【例4】 根據(jù)圖216甲、乙所示,分別判斷下列說法正確的是 ( ) 圖216,A甲是振動圖象,乙是波動圖象 B甲是波動圖象,乙是振動圖象 C甲中A質(zhì)點向下振,乙中B時刻質(zhì)點向下振 D甲中A質(zhì)點向上振,乙中B時刻質(zhì)點向下振,解析 波動圖象的橫坐標為波的傳播方向上各質(zhì)點的平衡位置,振動圖象的橫坐標為時間,故A錯,B對;甲中A質(zhì)點被其左側(cè)的質(zhì)點帶動向上振,乙中B時刻后位移由零變?yōu)樨撝担氏蛳抡?,所以C錯,D對 答案 BD,借題發(fā)揮 振動圖象與波的圖象的區(qū)別: (1)波的圖象和振動圖象是根本不同的,波的圖象描述的是介質(zhì)中的“各質(zhì)點”在“某一時刻”離開平衡位置的位移;而振動圖象描述的是“一個質(zhì)點”在“各個時刻”離開平衡位置的位移 (2)坐標軸所表示的物理量:波動圖象中的橫軸x表示介質(zhì)中各個振動質(zhì)點的平衡位置,縱軸y表示各個振動質(zhì)點在某時刻的位移;振動圖象的橫軸t表示一個振動質(zhì)點振動的時間,縱軸y表示這個質(zhì)點振動時各個不同時刻的位移,針對訓練2 2014課標,34(1)圖217a為一列簡諧橫波在t2 s時的波形圖,圖b為介質(zhì)中平衡位置在x1.5 m處的質(zhì)點的振動圖象,P是平衡位置為x2 m的質(zhì)點下列說法正確的是 ( ) 圖217,A波速為0.5 m/s B波的傳播方向向右 C02 s時間內(nèi),P運動的路程為8 cm D02 s時間內(nèi),P向y軸正方向運動 E當t7 s時,P恰好回到平衡位置,- 1.請仔細閱讀文檔,確保文檔完整性,對于不預(yù)覽、不比對內(nèi)容而直接下載帶來的問題本站不予受理。
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