粤教版高中物理选择性必修第一册第三章机械波3.2机械波的描述教学课件(共21张ppt)

(共21张PPT)
第二节
机械波的描述
==1m/s

可以在波的图像得到什么物理信息？
P
本课重点
情境：我们用手持续振动绳子的一端形成绳波。
绳波的形状
【思考与讨论】由波形图可以获取到哪些信息？
（1）振幅和波长。
（2）各个质点在某时刻的位移。
（3）质点的速度、加速度等变化情况。
（4）质点振动方向和传播方向。
一、机械波的图像
在坐标平面内，以某一时刻各个质点的 x、y 值描出各对应点，再把这些点用平滑曲线连接起来，就得到该时刻波的图像，也称波形曲线或波形。
二、描述机械波的物理量
振幅：在波动中，各质点离开平衡位置的最大距离，即其振动的振幅，也称为波的振幅。
波的振幅大小反映波所传播能量的大小。
二、描述机械波的物理量
1、波长：沿波的传播方向，任意两个相邻的同相振动的质点之间的距离。
在横波中，两个相邻波峰或两个相邻波谷之间的距离等于波长。
在纵波中，两个相邻密部或两个相邻疏部之间的距离等于波长。
二、描述机械波的物理量
在波动中，各个质点的振动周期或频率是相同的，它们都等于波源的振动周期或频率，这个周期或频率也叫作波的周期或频率。
波的频率等于波源振动的频率，与介质的种类无关。
想一想：波速由什么决定？
4、波速：物理学中，将振动传播的距离与传播时间之比称为波速。
经过一个周期，振动在介质中传播的距离等于一个波长。
（2）物理意义:反映振动在介质中传播的快慢程度。
（1）定义式：
（3）决定因素:
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，波速一般不同。
二、描述机械波的物理量
机械波的图像
注意：1.不说明传播方向时，波可能向X轴正方向或负方向传播.
2.波的图像只能从数学意义上理解，并不能代表真正的质点排列位置
==1m/s

可以在波的图像得到什么物理信息？
P
说明:若已知波上某质点的振动方向，可利用“假设法”并结合以上思路判断波的传播方向。即假设波沿某方向传播，然后判断该质点的振动方向是否符合已知振动方向，若符合，则假设正确，否则波应沿另一方向传播。
【变式训练1】如图为一列简谐横波在某一时刻的波形图，已知质点 A 在此时刻的振动方向如图中箭头所示，则以下说法中正确的是 ( )
A．波向左传播，质点B向下振动，质点C向上振动
B．波向左传播，质点B向上振动，质点C向上振动
C．波向右传播，质点B向上振动，质点C向下振动
D．波向右传播，质点B向下振动，质点C向下振动

已知该波的传播方向，可以确定各质点的振动方向；
已知某质点的振动方向，可以确定该波的传播方向。
【讨论与交流】
振动图像与机械波的图像有什么不同？它们的物理意义分别是什么？
振动图像：表示介质中“某一质点”在“各个时刻”的位移。
机械波图像：表示介质中“各个质点” 在“某一时刻”的位移。
一、机械波的图像
【讨论与交流】
振动图像与机械波的图像有什么不同？
一、机械波的图像
由波动图像和某一质点的振动图像判断波的传播规律的方法
（1）首先根据横轴是位移还是时间分清哪一个是波动图像，哪一个是振动图像，注意各个质点振动的周期和振幅相同。
（2）从确定的振动图像中可以找出某质点在波动图像中某一时刻的振动方向，根据该点振动方向确定波的传播方向。
思考与讨论：
由某一时刻波的波形图，能否要画出某一时刻很邻近的下一时刻的波形图？
【例题2】一列横波沿 x 轴正方向传播，a，b，c，d为介质中沿波传播方向上的四个质点的平衡位置，某时刻的波形图如图所示。
（1）画出在此时刻 a，b，c，d 四个质点的振动方向；
（2）画出再经过 时的波的图像。
（3）画出此时质点 b 的振动图像。
波从一种介质进入另一种介质时，波的频率保持不变，波长发生改变。
拓展：波速的影响因素
例题2：两人分别乘坐静止在湖面上的甲、乙两条小船，两串在湖面上相距20m。有一列水波沿甲船到乙船的方向传播，使每条小船每分钟上下浮动30次。当甲船位于波峰时，乙船刚好在波谷，此时两船间还有两个波峰。这列水波的传播速度是多少？
二、描述机械波的物理量
分析：甲、乙两船位于波的同一个传播方向上，一个周期的时间波传播的距离为一个波长。靠近波源的甲船先振动，原理波源的乙船后振动，波峰到相邻波谷之间的距离为半个波长，连续三个波峰之间的长度为两个波长。利用波长和周期的关系求出波的传播速度。
课堂小结：
1.波长：在波动中，对平衡位置的位移总是相同的两相邻质点间的距离叫做波长。
2.周期：波传播一个波长的时间（一个振动周期波正好传播一个波长，即波源的振动周期就是波的周期）。
3.波速：振动状态（以波峰或者波谷作为标志）在介质中的传播速度，
4.波的周期（频率），波长，波速的大小由什么来决定
5.如何判断质点振动方向或波传播方向？
6.振动图像与机械波的图像的区别