人教版高中物理选择性必修第一册8波的多解性和周期性课件(共20张PPT)

(共20张PPT)
　波的多解性和周期性
第三章　机械波
学习目标
*
1、理解机械振动、机械波的关系；
2、会分析波的多解性问题
3、会分析波的周期性问题
一、机械波（横波）的研究对象
及多解成因
1、波形
2、振动的质点
波形传播方向
传播距离与波长的关系
（空间上的周期性）
质点振动方向
运动时间与周期的关系
（时间上的周期性）
二、机械波（横波）的常见研究方法——模型法、图像法
1、波形
2、振动的质点
y-x图像
y-t图像
多解性问题的两类问题

例1：某简谐横波沿x轴传播，已知t=0时的波形如图所示，试探究x=0处的质点在t=0时的振动方向。
若该波沿x轴正方向传播：x=0处的质点在t=0时的振动方向是沿y轴负方向；
若该波沿x轴负方向传播：x=0处的质点在t=0时的振动方向是沿y轴正方向。
三、机械波（横波）的多解性和周期性探讨
一列横波沿x轴传播，在某时刻x轴上相距s的A、B两点，A是处于平衡位置，B是处于波峰。
请画出
1、机械波的最简波形；
2、机械波的可能波形。
三、机械波（横波）的多解性和周期性探讨
例2：一列简谐横波沿直线由P向Q传播，相距△x=21 m的P、Q两处的质点振动图像如图中P、Q所示，试探究该波的波长和波速。
三、机械波（横波）的多解性和周期性探讨
1、作t=0时刻P、Q两点间的最简波形；
2、考虑波在空间上的周期性，可得两点间距与波长的关系。
在t=0时刻，质点Q经过平衡位置向上运动，质点P位于波谷，波由P向Q传播，画出P、Q间可能的最简波形如图：
思考：能否探究t=1s时刻P、Q两点间的最简波形？
例3：一列简谐波在x轴上传播，如图所示。t1时刻的波形如图中实线所示，t2时刻的波形如图中虚线所示。已知Δt=t2-t1=0.1 s，试探究该波的周期和波速。
三、机械波（横波）的多解性和周期性探讨
1、实线波形移动到虚线波形的最短移动时间与周期的关系；
2、考虑波在时间上的周期性，可得Δt与周期的关系。
思考：能否从波在空间上的周期性的角度考虑？
三、机械波（横波）的多解性和周期性总结
多解的考查规律 考查内容 对应考查图像 例题
波的传播方向与质点振动方向综合 波形与单一振动质点组合 单一y-x图像或y-t图像 例1
波在空间上的周期性 两振动质点组合 两y-t图像组合 例2
波在时间上或空间上的周期性 两时刻的波形组合 两y-x图像组合 例3
拓展：若同时已知y-x图像与y-t图像，则该列机械波是否存在多解？
例如：某简谐横波沿x轴方向传播，已知t=0.1 s时的波形如图甲所示，图乙是x=4 m处的质点的振动图像。
问：该波的传播方向和波速是否存在多解？能否确定其他任意位置质点在任意时刻所处的位置？
练习1：(多选)A、B 两列简谐横波均沿 x 轴正向传播，
在某时刻的波形分别如甲、乙所示，经过时间 t(t 小于 A 波
的周期 TA)，这两列简谐横波的波形分别变为图中丙、丁所示，
则 A、B 两列波的波速 vA、vB 之比可能是
乙
丙
丁
A．1∶1
B．2∶1 C．1∶2
D．3∶1
E．1∶3
甲
练习2：一列横波在 x 轴上传播，t1＝0
和 t2＝0.005 s 时的波形如图中的实线和虚线所示．
(1)求波速。
(2)设周期小于(t2－t1)，并且波速为 6000 m/s，求波的传播方向。