3.2波的描述 课件 (共24张PPT)

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3.2 波的描述
第三章 机械波
回顾：
1、产生机械波的条件是什么？
2、机械波传播的实质是什么？
3、机械波分为哪两种？各有什么特点？
⑴机械波:
⑵分类：
⑶条件：
⑷特点：
①质点不随波而迁移
②波传递波源的振动形式
③波还可以传递能量、传递信息
机械振动和介质
横波和纵波
机械振动在介质中传播形成机械波
横波动画展示
y
位移
一、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;
x
平衡位置
正方向
负方向
O
对于横波而言，波形图就是该时刻波的图像。
1.波的图象也称波形图或波形曲线．
表示某一时刻平衡位置在不同处的各个质点，运动到不同位置。
2.特殊的，若波形图为正弦，我们把这种波称为：
简谐波
简谐波是最简单、最基本的波
3.简谐波怎么产生？
若波源做简谐运动，则介质中产生简谐波
一、波的图像
（任何波都可以看成是简谐波的叠加——比如心电图）
振动是波动的原因，波动是振动的传播；
（2）研究对象：
（1）因果关系：
振动描述某一个质点，波动描述介质中的所有质点。
二、振动与波动的联系与区别
对这个质点录一段视频。
对所有质点拍一张照片。
该质点的 x-t 图像；
也叫质点的振动图像。
在某一时刻 t 整个波的样子/波的图像；
也叫波动图像。
识别：下列哪几幅表示振动图象 哪几幅表示波动图象 ？
AC
BD
二、波的图象与振动图象的区别
①前者带动后者，后者落后前者；
三、波长、周期（频率）和波速
②波源振动一个周期，后面那个点起振——出现一个完整的波——两点完全同相位；
1、波长:
为什么要强调“相邻”两个字？
即一个完整波的长度;
两个相邻波峰（波谷）距离;
两相邻平衡位置？
三、波长、周期（频率）和波速
在波动中，振动相位总是相同的两个相邻质点间的距离，叫做波的波长（λ）。
2、周期（频率）：
ｘ
ｙ
ｏ
波向前传播，经过一段时间，波形图与此前重合，称为波传播的周期
思考：波传播的周期与波源振动的周期有何关系？
波传播周期（频率）等于波源振动周期（频率）
三、波长、周期（频率）和波速
几点说明：
(1)波的周期（频率）应由波源决定，与传播波的介质无关。
(2)每经过一个周期，振动在介质中传播的距离为一个波长。
(3)每经历一个周期，原有的波形图不改变。
三、波长、周期（频率）和波速
ｘ
ｙ
ｏ
3、波速：
若在△t时间，波向前传播了△x距离，则如何表示波传播的速度？
三、波长、周期（频率）和波速
三、波长、周期（频率）和波速
几点说明：
(1)波速的大小由介质的性质决定，同一列波在不同介质中传播速度不同。
3、波速：
v＝ ＝
λ f
特殊的，若时间取波的一个周期？
试计算频率为20Hz的声波的波长
三、波长、周期（频率）和波速
(2)波速：
例题：一简谐横波沿x轴正方向传播,某时刻其波形图如图所示,下列说法正确的是:( )
A、由波形图可知该波的波长
B、由波形图可知该波的周期
C、经1/4周期后质点P运动到Q点
D、经1/4周期后质点P的速度变为零
x/m
y
1
2
3
4
5
6
P
Q
R
A D
v
振幅、波速
主要方法：（1）质点带动法
波的传播方向
质点的振动方向
四、波的图象的基本应用
Y
X
O
波的传播方向
a
b
观察比P点更靠近波源一点的那个质点在P点的上方还是下方；
四、波的图象的基本应用
针对训练2 如图所示是一列向右传播的横波，请标出这列波中a、b、c、d、…、h等质点这一时刻的速度方向。
四、波的图象的基本应用
例题4一列横波沿绳子向右传播，某时刻绳子形成如图所示的形状，对此时绳上A、B、C、D、E、F六个质点，下列说法正确的是(　　)
A．质点B向右运动
B．质点D和质点F的速度方向相同
C．质点A和质点C的速度方向相同
D．从此时算起，质点B比质点C先回到平衡位置
D
主要方法：（2）图象平移法
波的传播方向
质点的振动方向
四、波的图象的基本应用
O
x/m
y/cm
传播方向
波源
a
b
c
d
e
f
g
主要方法：（2）图象平移法
波的传播方向
质点的振动方向
四、波的图象的基本应用
O
x/m
y/cm
传播方向
波源
a
b
c
d
e
f
g
（3）同侧法：在波的图像上的某一点，沿y轴方向画出一个箭头表示质点运动方向，并在同一点沿x轴方向画一个箭头表示波的传播方向，那么这两个箭头总是在曲线的同侧(如图所示)．
（4）上下坡法：沿波的传播方向看，“上坡”的点向下运动，“下坡”的点向上运动，简称“上坡下，下坡上”．
四、波的图象的基本应用
走上坡，正在向下振动；
走下坡，正在向上振动。
四、波的图象的基本应用
例题1
四、波的图象的基本应用
例题2
四、波的图象的基本应用
例题3