粤教版 (2019)第二节 机械波的描述评课课件ppt

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回顾：波源做简谐振动时，介质的各个质点随之做简谐振动，所形成的波就是简谐波。
问题：通过x-t图像可对简谐振动进行描述，应通过什么图像对简谐波进行描述？
1.选定某一时刻，建立平面直角坐标系。2.用横坐标表示各质点的平衡位置，用纵坐标表示各质点偏离平衡位置的位移。
3.连接各位移矢量的末端，得到一条光滑曲线，即波在该时刻的图像。
(1)在该时刻沿传播方向上各质点的位移。
(3)可通过波的传播方向，判断沿传播方向上各质点在该时刻的运动方向。
注意：若不指定波的传播方向,图像中的波可能向x轴正方向或负方向传播。
在波的传播方向上达到最大正向位移的质点和达到反向最大位移的质点交替出现。
前者所在处叫做波峰，后者所在处叫做波谷。
振动图像表示的是某个质点在各个时刻的位移，机械波的图像表示的是某一时刻各个质点的位移。
振动图像与机械波图像的差别
二、描述机械波的物理量
1.波长：在波动中，对平衡位置的位移总是相等的相邻两个质点间的距离。波长通常用λ表示。
横波的相邻波峰或者波谷的距离等于横波波长。纵波的两个相邻最密部或者相邻最疏部的距离等于纵波波长。
2.周期：机械波传播一个波长的时间等于波源的振动周期。由于各质点的振动周期相同，都等于波源的振动周期。因此这个周期就是波的周期T，其单位是秒(s)。3.频率：符号是f，单位是(Hz)。周期和频率之间的关系为：
4.波速：振动状态(以波峰和波谷为标志)在介质中的传播速度，用v表示。
注意：波从一种介质进入另一种介质中传播时，频率(或周期)不变。机械波在介质中的传播速度由介质的性质决定，在不同的介质中，波的传播速度不同。因此，波长与波速将会改变。在给定的介质和同样的条件下，波的速度是一个常量。
1.下列关于机械波的说法中，正确的是（ ）A.在简谐波中，各质点的振动步调完全相同B.简谐波向右传播时，介质中的各个质点也向右移动C.一列简谐横波在介质中传播，各质点的振动频率各不相同D.简谐横波向左传播时，介质中左边质点的振动总比相邻的右边质点的振动滞后一些
分析：A.由简谐波的性质和图像可知，各质点围绕其平衡位置做简谐振动，振动的振幅、周期、频率相等，但各质点之间存在相位差，因此其振动步调不同。A错误。B.简谐波向右传播时，各质点只是在平衡位置附近做上下振动，并未形成沿机械波传播方向的宏观移动。B错误。
分析：C.各质点都是在其相邻上一质点的带动下做受迫振动，因此其频率相等，都等于波源的振动频率。C错误。D.由于简谐横波向左传播，与介质中相邻左边的质点相比，相邻右边的质点总是先发生振动。介质中左边质点的振动总比相邻的右边质点的振动滞后一些。D正确。
2.（多选）当波从一种介质进入另一种介质中时，下列物理量不会发生变化的是（ ）A.周期 B.频率 C.波速 D.波长
分析：当波从一种介质进入另一种介质中传播时，频率(或周期)不变。机械波在介质中的传播速度由介质的性质决定，在不同的介质中，波的传播速度不同。因此，波长与波速将会改变。在给定的介质和同样的条件下，波的速度是一个常量。A和B正确。
3.判断以下说法是否正确。（1）同一列声波在各种介质中的波长是相同的。（2）声波的频率越高，它在空气中的传播速度就越快。
分析：（1）不正确。同一列声波，表明其周期和频率是固定的。而在给定的介质和同样受到条件下，波的速度是一个常量。因此，根据波长的公式λ=vT可知，此时这一列声波在各种介质中的波长是不同的。（2）不正确。在给定的介质和同样受到条件下，波的速度是一个常量，与波的频率无关。根据公式v =λf可知，此时声波的频率越高，其波长将越短。
1.物理量描述：周期、频率、振幅、波长、波速
2.图像描述：（1）波的图像的基本含义：横纵坐标、图像中的点的物理含义（2）波峰和波谷
例题1：如右图所示是地震局某次收到的地震波解波后的某个波的图像。其在地壳中的传播速度为1000m/s。求该列波的周期、频率、波长和波源的振动频率。
例题2：一列简谐横波波源的振动图像如右图所示，若已知该列波在某均匀介质中的传播速度为0.85m/s，请画出该列波在t=0时刻的波的图像。取波源的平衡位置为坐标原点。
分析：要求得波的图像，结合其横纵坐标的物理含义，需要确定振幅、波长以及该时刻各质点的振动情况。
解：该机械波波源的周期为10s，故该机械波的周期T=10s，振幅为0.81m。
由于其波速v=0.85m/s，故波长λ=Tv=8.5m