波的形成和描述3

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1、波的形成和描述波的形成和描述问题问题: :手握弹性绳的一端使其在竖直方向做简手握弹性绳的一端使其在竖直方向做简谐运动谐运动, ,其余的点运动不运动其余的点运动不运动? ?做何运动做何运动? ?思考思考: : 波的形成和传播过程的特点波的形成和传播过程的特点? ? 你能总结出几条你能总结出几条? ?观看课件观看课件: : 横波的形成横波的形成D.D.波形向前推移波形向前推移, ,波的前端波形保持不变波的前端波形保持不变, ,而质点只在而质点只在自己的平衡位置附近振动自己的平衡位置附近振动, ,并不并不“随波逐流随波逐流”3.3.常见横波：绳波，常见横波：绳波，一一. .横波的形成和传播横波的形成

2、和传播 1.1.横波：质点振动方向和传播方向垂直横波：质点振动方向和传播方向垂直2.2.横波的形成和传播特点横波的形成和传播特点A.A.所有质点的所有质点的起振方向起振方向都相同都相同B.B.近点先质点近点先质点, ,远点后振动远点后振动, ,近点振动超前于远点近点振动超前于远点C.C.相等时间内传播相等距离相等时间内传播相等距离: : s=vts=vt，v vs/ts/t/T/TE.E.波峰波谷波峰波谷先后由不同质点充当先后由不同质点充当波在传播过程中波在传播过程中:A.介质中的质点是随波迁移B.波源的振动能量随波传递C.振动质点的频率随着波的传播而减小D.波源的能量靠振动质点的迁移随波传递

3、观察绳波的形成图，对绳上各质点的运动，观察绳波的形成图，对绳上各质点的运动，下列说法正确的是下列说法正确的是 A.周期相同 B.振幅相同 C.位移相同 D.速度相同B AB 1. 1.概念：质点振动方向和波的传播方向共线的波概念：质点振动方向和波的传播方向共线的波 二纵波二纵波观看课件观看课件并思考并思考: : 纵波的形成和传播特点是什么纵波的形成和传播特点是什么? ?3.3.常见纵波：声波常见纵波：声波2.2.特点：特点：C.C.质点只在自己的平衡位置附近作简谐运动质点只在自己的平衡位置附近作简谐运动B.B.所有质点的起振方向均相同所有质点的起振方向均相同A.A.密部和疏部间隔分布，前端波形

4、保持不变密部和疏部间隔分布，前端波形保持不变关于振动方向和波的传播方向，下列说法正关于振动方向和波的传播方向，下列说法正确的是确的是A.在横波中二者方向有时相同B.在横波中二者方向一定不同C.在纵波中二者方向有时相同D.在纵波中二者方向一定相同机械波传播的是机械波传播的是A.介质中的质点 B.质点的运动形式 C.能量 D.信息BC BCD 1.1.形成条件：振源弹性介质形成条件：振源弹性介质3. 3. 波传播的是能量和振动这种运动形式波传播的是能量和振动这种运动形式 三机械波三机械波2.2.机械波的特点机械波的特点D. D. 质点只在自己的平衡位置附近振动质点只在自己的平衡位置附近振动, ,并

5、不随波迁移并不随波迁移A.A.所有质点的所有质点的起振方向起振方向都相同都相同B.B.近点先质点近点先质点, ,远点后振动远点后振动, ,近点振动超前于远点近点振动超前于远点C.C.相等时间内传播相等距离相等时间内传播相等距离: : s=vts=vt，v vs/ts/t/T/TE.E.波峰波谷波峰波谷( (疏部中央和密部中央疏部中央和密部中央) )先后由不同质点充当先后由不同质点充当关于机械波和机械振动关于机械波和机械振动,下列说法正确的是下列说法正确的是 A有机械振动，就一定产生机械波 B有机械波，则一定有机械振动 C机械波就是质点在介质中的运动路径 D在波传播方向上各个质点都有相同的振动频

6、率 和振幅 BD ACD 下列关于横波、纵波的说法正确的是下列关于横波、纵波的说法正确的是A凸凹相间的波叫横波，凸起的最高处叫波峰， 凹下的最低处叫波谷 B质点振动方向和波的传播方向在同一直线上 的波叫横波C纵波的波形是疏密相间的，质点分布最密的 部分叫密部，分布最疏的地方叫疏部 D质点的振动方向和波的传播方向在同一直线 上的波叫纵波在平静的湖面上漂着一小木条，现向湖中央在平静的湖面上漂着一小木条，现向湖中央扔一石子，圆形波纹一圈圈地向外传播，当扔一石子，圆形波纹一圈圈地向外传播，当波传到小木条处时，小木条将波传到小木条处时，小木条将 A随波纹漂向湖岸随波纹漂向湖岸 B波纹传到小木条处，小木条

7、仍不动波纹传到小木条处，小木条仍不动 C向波源处漂动向波源处漂动 D在原来位置做上下振动在原来位置做上下振动DY位移波动情况的图象表示法波动情况的图象表示法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X平衡位置正方向负方向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Y位移X平衡位置O4.波的图象的画法：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波的图象的物理意义波的图象的物理意义1.波的图象的物理意义： 反映某时刻各个质点偏离平衡位置的位移由波的图象的画法可以知道： 对横波而言图象上各点就表示介质中各质点在空间的实

8、际位置（某一时刻）。所以横波的图象也就反映了某时所以横波的图象也就反映了某时刻介质中和各质点在空间的实际分布情况。刻介质中和各质点在空间的实际分布情况。2.振动图象的物理意义： 反映某质点不同时刻不同时刻偏离平衡位置的位移位移由振动图象的画法可以知道：图象上的点并不表示做简谐运动的质点在空间的实际位置。图象上的点并不表示做简谐运动的质点在空间的实际位置。XtOYXO振动图象与波的图象的比较振动图象与波的图象的比较XtOYXO振动图象波的图象1.两个图象的纵坐标都表示质点偏离平衡位置的位移2.振动图象的横坐标表示时间，O点为质点的平衡位置 波的图象的横坐标表示在波的传播方向上各质点的平衡位置3.

9、两种图象的形状都是正弦或余弦曲线4.振动图象表示一个质点在不同时刻的位移 波的图象表示多个质点在某一时刻的位移，对横波而言则表 示多个质点在某一时刻的空间位置分布例题例题: :在在o o处有一振源处有一振源, ,在在t=0t=0时向时向y y正方向起振正方向起振, , 试画出试画出X X轴上轴上t=3T/4t=3T/4时的波形图时的波形图. .并指出典型质点并指出典型质点的振动方向的振动方向. .t=5T/4t=5T/4时刻的波形时刻的波形? ?如果波从如果波从o o点向与点向与y y轴垂直的各个方向传播轴垂直的各个方向传播, ,质质 点的振动情形如何点的振动情形如何? ?例题例题. .一列简

10、谐横波从一列简谐横波从A A点沿点沿X X轴正方向传播了轴正方向传播了一个周期以后一个周期以后, ,形成如图所示的波形形成如图所示的波形. .此时波源此时波源突然停止振动突然停止振动, ,其余质点的振动情况如何其余质点的振动情况如何? ?机械波多解问题机械波多解问题 从近几年的高考命题来看，机械波的多从近几年的高考命题来看，机械波的多解问题是考查的重点，同时也是高中物解问题是考查的重点，同时也是高中物理中的一个难点。理中的一个难点。 机械波传播过程中在机械波传播过程中在时间和空间上的周时间和空间上的周期性期性、传播方向上的双向性传播方向上的双向性，质点振动质点振动方向的不确定性方向的不确定性等

11、都是形成机械波习题等都是形成机械波习题多解的常见原因。如果同学们在解题过多解的常见原因。如果同学们在解题过程中不能完全透彻地分析题意，合题地程中不能完全透彻地分析题意，合题地使用已知条件，就会时常出现解答不完使用已知条件，就会时常出现解答不完全或以特解代替通解全或以特解代替通解。 一、时间和空间上的周期性形成多解一、时间和空间上的周期性形成多解 机械波在一个周期内不同时刻图象的形状机械波在一个周期内不同时刻图象的形状是不同的，但在相隔时间为周期的整数的是不同的，但在相隔时间为周期的整数的不同时刻，其波动图象则是完全相同的，不同时刻，其波动图象则是完全相同的，机械波的这种周期性必然导致波的传播时

12、机械波的这种周期性必然导致波的传播时间、速度和距离等物理量有多个值与之对间、速度和距离等物理量有多个值与之对应，即产生多解应，即产生多解 例例1、图、图1中，实线表示一横波在某一时中，实线表示一横波在某一时刻的波形图线，虚线是经刻的波形图线，虚线是经0.2秒时的波形秒时的波形图线，图线，若波向右传播，求其最大周期；若波向右传播，求其最大周期；若波间向左传播，求其在这段时间内若波间向左传播，求其在这段时间内传播的距离传播的距离 例例2：一列沿：一列沿x轴正方向传波的简谐波，在轴正方向传波的简谐波，在x1=10 cm和和x2=110 cm处的两质点的振动图处的两质点的振动图线如图线如图2所示，问这

13、列简谐波的波长为多少？所示，问这列简谐波的波长为多少？ 二、传播方向的不确定性形成多解二、传播方向的不确定性形成多解 波的传播与介质中质点的振动之间有着密波的传播与介质中质点的振动之间有着密切的内在联系，波在介质中传播时，介质切的内在联系，波在介质中传播时，介质各质点的振动情况是依据波的传波方向来各质点的振动情况是依据波的传波方向来确定的，反之，根据各质点的振动方向也确定的，反之，根据各质点的振动方向也可确定波的传播方向。若根据题中的已知可确定波的传播方向。若根据题中的已知条件不能确定波的传播方向或质点的振动条件不能确定波的传播方向或质点的振动方向，就会导致多解方向，就会导致多解。 例例3：图

14、：图4一例简谐一例简谐 横波某一时刻的波形横波某一时刻的波形图，图中图，图中P为介质中的一质点，此时刻正为介质中的一质点，此时刻正好处于平衡位置，已知其振动周期为好处于平衡位置，已知其振动周期为0.4 s，求至少经过多长时间质点，求至少经过多长时间质点P到达过波到达过波峰？峰？ 例例4 4：已知一列平面简谐波在：已知一列平面简谐波在x x轴上传播，轴上传播，原点原点O O的振动图象如图的振动图象如图5 5所示，零时刻的所示，零时刻的波形图如图波形图如图6 6所示，则所示，则t =0.5st =0.5s时刻的波时刻的波形图线可能是图形图线可能是图7 7中的（中的（ ）三、波形的隐含形成多解三、波

15、形的隐含形成多解 许多波动习题往往只会出完整波形的一部，许多波动习题往往只会出完整波形的一部，或给出了几个特殊的点，而其余部分处于或给出了几个特殊的点，而其余部分处于隐含状态，这样，一道习题就有多个图形隐含状态，这样，一道习题就有多个图形与之对应，从而形成多解。与之对应，从而形成多解。 例例5：一列横波沿：一列横波沿x轴传播。在某一时刻轴传播。在某一时刻x轴上相距轴上相距S的的M、N两点，且两点，且M、N之间之间只有一个波峰，若经过时间只有一个波峰，若经过时间t，质点，质点N第第一次到达波峰，试求该波的传播速度。一次到达波峰，试求该波的传播速度。 绳上有一简谐横波向右传播，当绳上某一质点绳上有

16、一简谐横波向右传播，当绳上某一质点A A向上运动到最大位移时，在其右方相距向上运动到最大位移时，在其右方相距0.30m0.30m的的质点质点B B刚好向下运动到最大位移刚好向下运动到最大位移. .已知波长大于已知波长大于0.15m0.15m，则该波的波长等于多少？，则该波的波长等于多少？解：由解：由 得：得： ( (n n =0=0，1 1，2 2，3 3) )n n =0=0时，时， =0.6=0.6（m m）n n = 1= 1时，时， =0.2=0.2（m m）n n = =3= =3时，时， =0.12=0.12（m0m0因为因为 大于大于0.5m0.5m，故该波波长可能为，故该波波长可能为0.6m0.6m或或0.2m.0.2m.练习