波的形成和描述PPT課件

1、第1頁/共67頁一一. .波的形成和傳播波的形成和傳播第2頁/共67頁第3頁/共67頁第4頁/共67頁第5頁/共67頁1.橫波：質點振動方向與波的傳播方向相垂直的波.（僅在固體中傳播 ）二、橫波與縱波 ） 特征：具有交替出現(xiàn)的波峰和波谷.第6頁/共67頁縱波：質點振動方向與波的傳播方向互相平行的波.（可在固體、液體和氣體中傳播） 特征：具有交替出現(xiàn)的密部和疏部.第7頁/共67頁 各質點振動方向與波的傳播方向平行的波。傳播方向縱波是靠介質疏密部變化傳播的。如聲波，彈簧波為縱波。 任一波例如，水波、地表波，都能分解為橫波與縱波來進行研究。2.2.縱波縱波第8頁/共67頁三. 波的描述第9頁/共67

2、頁第10頁/共67頁波長 波的周期和頻率 波速OyAA-vx第11頁/共67頁對波長的理解對波長的理解(1)(1)在波的傳播方向上，兩個相鄰的、振動步調總是相同的質在波的傳播方向上，兩個相鄰的、振動步調總是相同的質點間的距離點間的距離(2)(2)質點振動一個周期，波傳播的距離質點振動一個周期，波傳播的距離(3)(3)在橫波中兩個相鄰的波峰在橫波中兩個相鄰的波峰( (或兩個相鄰的波谷或兩個相鄰的波谷) )之間的距離；之間的距離；在縱波中兩個相鄰的密部在縱波中兩個相鄰的密部( (或兩個相鄰的疏部或兩個相鄰的疏部) )之間的距之間的距離離(4)(4)波長反映了機械波在傳播過程中的空間周期性波長反映了

3、機械波在傳播過程中的空間周期性第12頁/共67頁第13頁/共67頁關于機械波的頻率關于機械波的頻率(1)在波的傳播過程中，介質中的各質點均做受迫振動，各質在波的傳播過程中，介質中的各質點均做受迫振動，各質點的振動頻率都等于波源的振動頻率點的振動頻率都等于波源的振動頻率(2)當波從一種介質傳播到另一種介質時，波的頻率保持不變當波從一種介質傳播到另一種介質時，波的頻率保持不變第14頁/共67頁第15頁/共67頁對波速的理解對波速的理解(1)波在均勻介質中勻速傳播，波速就是指波在介質中的波在均勻介質中勻速傳播，波速就是指波在介質中的傳播速度傳播速度(2)波速的大小完全由介質和波的性質決定，與波的頻率

4、波速的大小完全由介質和波的性質決定，與波的頻率無關無關(3)在同種介質中，縱波和橫波的傳播速度是不同的在同種介質中，縱波和橫波的傳播速度是不同的同一類機械波在同一類機械波在同一種均勻介質中傳播的速度相同同一種均勻介質中傳播的速度相同第16頁/共67頁 波速與振動速度波速與振動速度不同，不同，波速波速是介質中波的傳播速度，是介質中波的傳播速度，振動速度振動速度是指質點的振動速度，波動中各質點都在平衡位是指質點的振動速度，波動中各質點都在平衡位置附近做置附近做變速變速運動，而波在均勻介質中是運動，而波在均勻介質中是勻速勻速傳播傳播第17頁/共67頁1振動圖象和波動圖象的比較振動圖象和波動圖象的比較

5、兩種圖象兩種圖象比較內容比較內容振動圖象振動圖象波的圖象波的圖象研究對象研究對象一個振動質點一個振動質點沿波傳播方向上沿波傳播方向上的所有質點的所有質點圖象意義圖象意義一一質點質點位移隨時位移隨時間變化規(guī)律間變化規(guī)律某時刻某時刻所有質點所有質點相對平衡位置的相對平衡位置的位移位移第18頁/共67頁兩種圖象兩種圖象比較內容比較內容振動圖象振動圖象波的圖象波的圖象圖象特點圖象特點圖象信息圖象信息(1)振動周期振動周期(2)振幅振幅(3)各時刻質點位移、各時刻質點位移、速度、加速度速度、加速度(包括大包括大小、方向小、方向)(1)波長、振幅波長、振幅(2)任意一質點此刻任意一質點此刻的位移的位移(3

6、)任意一質點在該任意一質點在該時刻加速度方向時刻加速度方向第19頁/共67頁兩種圖象兩種圖象比較內容比較內容振動圖象振動圖象波的圖象波的圖象圖象變化圖象變化隨時間推移圖象隨時間推移圖象延續(xù)，但原有形延續(xù)，但原有形狀不變狀不變隨時間推移圖象隨時間推移圖象沿傳播方向平移沿傳播方向平移一完整曲線對應一完整曲線對應橫坐標橫坐標一個周期一個周期一個波長一個波長第20頁/共67頁第21頁/共67頁1機械波在給定的介質中傳播時，下列說法正確的是機械波在給定的介質中傳播時，下列說法正確的是()A振幅越大，則波傳播的速度越快振幅越大，則波傳播的速度越快B振幅越大，則波傳播的速度越慢振幅越大，則波傳播的速度越慢C

7、在一個周期內，振動質點走過的路程等于一個在一個周期內，振動質點走過的路程等于一個 波長波長D振動的頻率越高，則波傳播一個波長的距離所用振動的頻率越高，則波傳播一個波長的距離所用 的時間越短的時間越短第22頁/共67頁解析：解析：波的傳播速度由介質決定，故波的傳播速度由介質決定，故A、B錯誤在一個錯誤在一個周期內，振動質點只是在自己的平衡位置附近上下振動，周期內，振動質點只是在自己的平衡位置附近上下振動，路程為路程為4A，C錯由于在給定的介質中，故波速一定，由錯由于在給定的介質中，故波速一定，由vf可知可知D正確正確答案：D第23頁/共67頁2波的傳播方向與質點振動方向的確定波的傳播方向與質點振

8、動方向的確定(1)第24頁/共67頁2簡諧橫波在簡諧橫波在x軸上傳播，某時刻軸上傳播，某時刻的波形如圖的波形如圖721所示，已知所示，已知此時質點此時質點F沿沿y軸負方向運動，軸負方向運動，則則 ()A此波向此波向x軸負方向傳播軸負方向傳播 B質點質點D此時向此時向y軸負方向運動軸負方向運動C質點質點E的振幅為零的振幅為零D質點質點B將比將比C先回到平衡位置先回到平衡位置第25頁/共67頁解析：解析：根據(jù)根據(jù)F點的振動方向可判斷波沿點的振動方向可判斷波沿x軸負方向傳播，波軸負方向傳播，波上任意質點的振幅都相等上任意質點的振幅都相等答案：AB第26頁/共67頁1傳播方向不確定出現(xiàn)多解傳播方向不確

9、定出現(xiàn)多解波總是由波源出發(fā)，并由近及遠地向前傳播波在介質波總是由波源出發(fā)，并由近及遠地向前傳播波在介質中傳播時，介質中的各個質點的振動情況可以根據(jù)波的中傳播時，介質中的各個質點的振動情況可以根據(jù)波的傳播方向確定反之亦然但是，如果題中的已知條件傳播方向確定反之亦然但是，如果題中的已知條件不能確定波的傳播方向或者不能確定質點的振動方向，不能確定波的傳播方向或者不能確定質點的振動方向，則需要分情況進行討論，此時就會出現(xiàn)多解現(xiàn)象則需要分情況進行討論，此時就會出現(xiàn)多解現(xiàn)象第27頁/共67頁2兩質點間位置關系不確定出現(xiàn)多解兩質點間位置關系不確定出現(xiàn)多解在波的傳播方向上，如果兩個質點間的距離不確定或在波的傳

10、播方向上，如果兩個質點間的距離不確定或相位之間關系不確定，就會形成多解，而不能聯(lián)想到相位之間關系不確定，就會形成多解，而不能聯(lián)想到所有可能的情況，就會出現(xiàn)漏解做這類題時，應根所有可能的情況，就會出現(xiàn)漏解做這類題時，應根據(jù)題意在兩質點間先畫出最短的波形圖，然后再分別據(jù)題意在兩質點間先畫出最短的波形圖，然后再分別分析分析第28頁/共67頁3傳播距離與波長關系不確定出現(xiàn)多解傳播距離與波長關系不確定出現(xiàn)多解在波的傳播方向上，相隔一個波長的質點振動的步調是在波的傳播方向上，相隔一個波長的質點振動的步調是完全相同的；但如果題目中沒有給定波的傳播距離完全相同的；但如果題目中沒有給定波的傳播距離x與與波長波長

11、之間的大小關系，就會出現(xiàn)多解現(xiàn)象之間的大小關系，就會出現(xiàn)多解現(xiàn)象第29頁/共67頁4時間間隔與周期關系不確定出現(xiàn)多解時間間隔與周期關系不確定出現(xiàn)多解在波向前傳播的過程中，質點在各自平衡位置兩側做簡在波向前傳播的過程中，質點在各自平衡位置兩側做簡諧運動由于簡諧運動具有周期性而出現(xiàn)多解諧運動由于簡諧運動具有周期性而出現(xiàn)多解即若某一時刻即若某一時刻t各振動質點形成一波形，經過時間各振動質點形成一波形，經過時間tnT(n0,1,2，)，各振動質點將回到原來狀態(tài)，則，各振動質點將回到原來狀態(tài)，則tttnT時刻的波形與時刻的波形與t時刻的波形重合時刻的波形重合第30頁/共67頁 解決波動圖象中的多解問題，

12、首先分析出造成多解解決波動圖象中的多解問題，首先分析出造成多解的原因，然后抓住質點周期性運動及其與波的傳播之間的的原因，然后抓住質點周期性運動及其與波的傳播之間的聯(lián)系，靈活運用周期個數(shù)表示波的傳播時間，用波長個數(shù)聯(lián)系，靈活運用周期個數(shù)表示波的傳播時間，用波長個數(shù)表示波的傳播距離表示波的傳播距離第31頁/共67頁3一根張緊的水平彈性長繩上的一根張緊的水平彈性長繩上的a、b兩點相距兩點相距4.2 m，b點在點在a點的右方，一列簡諧波沿水平繩向右傳播，點的右方，一列簡諧波沿水平繩向右傳播，波速為波速為20 m/s，波長大于，波長大于2 m某時刻，某時刻，b點達到波點達到波峰位置，而峰位置，而a點正處

13、于平衡位置且向上運動則這點正處于平衡位置且向上運動則這列波的周期可能是列波的周期可能是 ()A0.12 sB0.28 sC0.168 s D0.84 s第32頁/共67頁解析：解析：如圖所示，如圖所示，a點向上運動，點向上運動，b點達到波峰且在點達到波峰且在a點的點的右方，滿足這一條件的關系式為右方，滿足這一條件的關系式為第33頁/共67頁x(n )則則 m.當當n0時，時，15.6 m，當，當n1時，時，22.4 m，波長只有這兩個數(shù)值能滿足波長大于波長只有這兩個數(shù)值能滿足波長大于2 m的條件的條件由由T ，解得，解得T10.28 s，T20.12 s.答案：答案：AB第34頁/共67頁第3

14、5頁/共67頁 (2009四川高考四川高考)如圖如圖722所示為一列沿所示為一列沿x軸負軸負方向傳播的簡諧橫波，實線方向傳播的簡諧橫波，實線為為t0時刻的波形圖，虛線時刻的波形圖，虛線為為t0.6 s時的波形圖，波的周期時的波形圖，波的周期T0.6 s，則，則 ()第36頁/共67頁A波的周期為波的周期為2.4 sB在在t0.9 s時，時，P點沿點沿y軸正方向運動軸正方向運動C經過經過0.4 s，P點經過的路程為點經過的路程為4 mD在在t0.5 s時，時，Q點到達波峰位置點到達波峰位置第37頁/共67頁思路點撥思路點撥解答該題應注意以下幾點：解答該題應注意以下幾點：(1)由實線波至虛線波所需

15、時間由實線波至虛線波所需時間(2)t0.5 s及及t0.9 s時的波形時的波形(3)振動方向的判斷方法振動方向的判斷方法，“上坡下，下坡上上坡下，下坡上”第38頁/共67頁課堂筆記課堂筆記波向波向x軸負向傳播，軸負向傳播，T0.6 s，由波形圖可知，由波形圖可知 x，用時間，用時間t0.6 s T，T0.8 s，A錯錯t0.9 sT0.1 s，P點沿點沿y軸負方向運動，軸負方向運動，B錯經錯經0.4 s，P點運點運動半個周期，經過的路程為動半個周期，經過的路程為0.4 m，C錯錯t0時時x10 m處處質點處在波峰，經質點處在波峰，經0.5 s，波峰向左傳，波峰向左傳x5 m，即，即Q點到點到達

16、波峰位置，故達波峰位置，故D正確正確答案D第39頁/共67頁 波的傳播方向和質點的振動方向互判問題有較波的傳播方向和質點的振動方向互判問題有較多的方法多的方法，如，如“特殊點法特殊點法”、“上下坡法上下坡法”、“微平微平移法移法”等，不論哪種方法，深刻理解波的產生和傳播等，不論哪種方法，深刻理解波的產生和傳播過程是熟練應用的基礎和關鍵過程是熟練應用的基礎和關鍵.第40頁/共67頁 圖圖723甲為一列簡諧橫波在某一時刻的波形圖，甲為一列簡諧橫波在某一時刻的波形圖，圖圖723乙為質點乙為質點P以此時刻為計時起點的振動圖象，從該以此時刻為計時起點的振動圖象，從該時刻起時刻起 ()第41頁/共67頁第

17、42頁/共67頁A經過經過0.35 s時，質點時，質點Q距平衡位置的距離小于質點距平衡位置的距離小于質點P距平距平衡位置的距離衡位置的距離B經過經過0.25 s時，質點時，質點Q的加速度大于質點的加速度大于質點P的加速度的加速度C經過經過0.15 s時，波沿時，波沿x軸的正方向傳播了軸的正方向傳播了3 mD經過經過0.1 s時，質點時，質點Q的運動方向沿的運動方向沿y軸正方向軸正方向第43頁/共67頁思路點撥思路點撥(1)首先識別哪一個是波動圖象，哪一個是振首先識別哪一個是波動圖象，哪一個是振動圖象，兩者間的聯(lián)系紐帶是周期與振幅動圖象，兩者間的聯(lián)系紐帶是周期與振幅(2)再從振動圖象中找出某一質

18、點在波動圖象中的那一時再從振動圖象中找出某一質點在波動圖象中的那一時刻的振動方向，然后再確定波的傳播方向及其他問題刻的振動方向，然后再確定波的傳播方向及其他問題第44頁/共67頁課堂筆記課堂筆記t0時刻從乙圖可知甲圖中時刻從乙圖可知甲圖中P點振動方向沿點振動方向沿y軸軸負向，所以甲圖中波沿負向，所以甲圖中波沿x軸正方向傳播，甲圖中各個質點的軸正方向傳播，甲圖中各個質點的振動周期相同，均為振動周期相同，均為0.2 s；經過；經過0.35 s即即7/4個周期，質點個周期，質點P位于正的最大位移位于正的最大位移(即波峰即波峰)，而質點，而質點Q正離開平衡位置向正離開平衡位置向y軸軸負方向運動的過程中

19、，位移還未達到最大值，故負方向運動的過程中，位移還未達到最大值，故A正確；經正確；經過過0.25 s即即5/4個周期，質點個周期，質點P處于負向最大位移，而質點處于負向最大位移，而質點Q的位移未達到最大值，加速度與位移大小成正比，故的位移未達到最大值，加速度與位移大小成正比，故B錯；錯；根據(jù)波速公式根據(jù)波速公式v 20 m/s，根據(jù)，根據(jù)svt可知可知C正確；經過正確；經過0.1 s即即1/2個周期，質點個周期，質點Q的運動方向沿的運動方向沿y軸負方向，故軸負方向，故D錯錯答案AC第45頁/共67頁 解決此類題的關鍵是搞清振動圖象與波動圖象的區(qū)別解決此類題的關鍵是搞清振動圖象與波動圖象的區(qū)別與

20、聯(lián)系與聯(lián)系.第46頁/共67頁 (2008天津高考天津高考)如圖如圖724所示，一列簡諧橫波所示，一列簡諧橫波沿直線由沿直線由a向向b傳播，相距傳播，相距10.5 m的的a、b兩處的質點振動圖兩處的質點振動圖象如圖中象如圖中a、b所示，則所示，則 ()A該波的振幅可能是該波的振幅可能是20 cmB該波的波長可能是該波的波長可能是8.4 mC該波的波速可能是該波的波速可能是10.5 m/sD該波由該波由a傳播到傳播到b可能歷時可能歷時7 s第47頁/共67頁思路點撥思路點撥第48頁/共67頁課堂筆記課堂筆記由振動圖象知該波的振幅應為由振動圖象知該波的振幅應為10 cm，A錯誤；錯誤；a、b之間的

21、距離滿足之間的距離滿足10.5 mk (k0,1,2，)，則，則 m(k0,1,2，)，根據(jù)，根據(jù)k的取值，波長不能為的取值，波長不能為8.4 m，B錯誤；由振動圖象知周期錯誤；由振動圖象知周期T4 s，波速，波速v (k0,1,2，)，根據(jù)，根據(jù)k的取值，波速不能為的取值，波速不能為10.5 m/s，C錯誤；該錯誤；該波由波由a傳播到傳播到b用時用時t 4k3(k0,1,2，)，根據(jù)，根據(jù)k的取的取值知，選項值知，選項D正確正確答案D第49頁/共67頁(1)波的多解問題是高考中的熱點，分析多解問題的關鍵是波的多解問題是高考中的熱點，分析多解問題的關鍵是明確形成多解的可能情況明確形成多解的可能

22、情況(2)波的多解問題的解法比較靈活，主要從以下三個方面考慮波的多解問題的解法比較靈活，主要從以下三個方面考慮波傳播的距離和波長關系；波傳播的距離和波長關系；傳播時間與周期關系；傳播時間與周期關系；波傳播的方向波傳播的方向第50頁/共67頁第51頁/共67頁1(2009重慶高考重慶高考)同一音叉發(fā)出的聲波同時在水和空氣中同一音叉發(fā)出的聲波同時在水和空氣中傳播，某時刻的波形曲線如圖傳播，某時刻的波形曲線如圖725所示以下說法正所示以下說法正確的是確的是 ()第52頁/共67頁A聲波在水中波長較大，聲波在水中波長較大，b是水中聲波的波形曲線是水中聲波的波形曲線B聲波在空氣中波長較大，聲波在空氣中波

23、長較大，b是空氣中聲波的波形曲線是空氣中聲波的波形曲線C水中質點振動頻率較高，水中質點振動頻率較高，a是水中聲波的波形曲線是水中聲波的波形曲線D空氣中質點振動頻率較高，空氣中質點振動頻率較高，a是空氣中聲波的波形曲線是空氣中聲波的波形曲線第53頁/共67頁解析：解析：波的頻率取決于波源的振動頻率，與介質無關，故波的頻率取決于波源的振動頻率，與介質無關，故同一音叉發(fā)出的聲波在水中與在空氣中傳播時頻率相同一音叉發(fā)出的聲波在水中與在空氣中傳播時頻率相同但機械波在介質中傳播的速度只取決于介質性質，與同但機械波在介質中傳播的速度只取決于介質性質，與波的頻率無關聲波在水中傳播的速度大于在空氣中傳播波的頻率

24、無關聲波在水中傳播的速度大于在空氣中傳播的速度，再由的速度，再由vf知，聲波應在水中的波長較大，對應于知，聲波應在水中的波長較大，對應于題圖中波形曲線題圖中波形曲線b，故只有，故只有A正確正確答案：A第54頁/共67頁2(2010石家莊模擬石家莊模擬)汶川地震主汶川地震主要是印度洋板塊的移動擠壓，要是印度洋板塊的移動擠壓，造成板塊緩慢積累的能量突然造成板塊緩慢積累的能量突然釋放而引起的強烈振動地震波分三種：縱波釋放而引起的強烈振動地震波分三種：縱波(P波波)，vP9.9 km/s；橫波；橫波(S波波)，vS4.5 km/s；面波；面波(L波波)，vL1.4 km/s.若某地震觀測臺若某地震觀測

25、臺T記錄到的地震曲線如圖記錄到的地震曲線如圖726所所示，在曲線上測得示，在曲線上測得P波與波與S波的時間差為波的時間差為8 s下列說法正確下列說法正確的是的是()第55頁/共67頁Aa處的波形是處的波形是P波，波，c處的波形是處的波形是L波波Ba處的波形是處的波形是L波，波，c處的波形是處的波形是P波波C觀測臺觀測臺T到震源的距離約是到震源的距離約是43.2 kmD觀測臺觀測臺T到震源的距離約是到震源的距離約是66 km第56頁/共67頁解析：解析：考查機械振動與機械波從地震波的三種波速可看考查機械振動與機械波從地震波的三種波速可看出出P波速度最大，最先到達地震觀測臺，波速度最大，最先到達地

26、震觀測臺，L波速度最小，最波速度最小，最后到達觀測臺，故后到達觀測臺，故A對對B錯；地震震源到觀測臺的距離錯；地震震源到觀測臺的距離svPtvS(t8)，解得，解得s66 km，C錯錯D對對答案：AD第57頁/共67頁3(2010鎮(zhèn)海模擬鎮(zhèn)海模擬)一列簡諧波某時刻的波形如圖一列簡諧波某時刻的波形如圖727甲所示，圖乙為該波在傳播的介質中某質點此后一段時甲所示，圖乙為該波在傳播的介質中某質點此后一段時間內的振動圖象，則間內的振動圖象，則 ()第58頁/共67頁A若波沿若波沿x軸正方向傳播，圖乙為軸正方向傳播，圖乙為a質點的振動圖象質點的振動圖象B若波沿若波沿x軸正方向傳播，圖乙為軸正方向傳播，圖

27、乙為b質點的振動圖象質點的振動圖象C若波沿若波沿x軸負方向傳播，圖乙為軸負方向傳播，圖乙為c質點的振動圖象質點的振動圖象D若波沿若波沿x軸負方向傳播，圖乙為軸負方向傳播，圖乙為d質點的振動圖象質點的振動圖象第59頁/共67頁解析：解析：由圖乙知，開始時質點位于平衡位置，故由圖乙知，開始時質點位于平衡位置，故A、C錯；錯；質點開始時向質點開始時向y軸正方向運動若波沿軸正方向運動若波沿x軸正方向傳播，軸正方向傳播，b沿沿y軸正方向運動，軸正方向運動，d沿沿y軸負方向運動，故軸負方向運動，故B正確；若波沿正確；若波沿x軸軸負方向傳播，負方向傳播，b沿沿y軸負方向運動，軸負方向運動，d沿沿y軸正方向運動，故軸正方向運動，故D正確，所以選正確，所以選B、D.答案：BD第60頁/共67頁4有一種沙漠蝎子既沒有眼睛，也沒有一種沙漠