高中物理機(jī)械波

1、2021/3/91二二. . 形成機(jī)械波的條件：形成機(jī)械波的條件：波源波源彈性介質(zhì)彈性介質(zhì)介質(zhì)中各質(zhì)點(diǎn)間存在相互作用的彈力；介質(zhì)中各質(zhì)點(diǎn)間存在相互作用的彈力；后一質(zhì)點(diǎn)受到前一質(zhì)點(diǎn)的帶動(dòng)后一質(zhì)點(diǎn)受到前一質(zhì)點(diǎn)的帶動(dòng),總是要重總是要重復(fù)前方質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)。復(fù)前方質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)。后一質(zhì)點(diǎn)總比前一質(zhì)點(diǎn)滯后。后一質(zhì)點(diǎn)總比前一質(zhì)點(diǎn)滯后。機(jī)械波的形成：機(jī)械波的形成：由此可推知各質(zhì)點(diǎn)由此可推知各質(zhì)點(diǎn)的速度方向的速度方向v機(jī)械波：機(jī)械振動(dòng)在介質(zhì)中的傳播機(jī)械波：機(jī)械振動(dòng)在介質(zhì)中的傳播能否比較各能否比較各質(zhì)點(diǎn)此時(shí)的質(zhì)點(diǎn)此時(shí)的速度大?。克俣却笮?？ 2021/3/92問：質(zhì)點(diǎn)本身有沒有隨波遷移？問：質(zhì)點(diǎn)本身有沒有隨波遷移？ 傳出

2、去的是什么？傳出去的是什么？ 質(zhì)點(diǎn)做什么運(yùn)動(dòng)？質(zhì)點(diǎn)做什么運(yùn)動(dòng)？ 沒有！沒有！機(jī)械振動(dòng)機(jī)械振動(dòng)機(jī)械振動(dòng)的運(yùn)動(dòng)形式機(jī)械振動(dòng)的運(yùn)動(dòng)形式能量和信息能量和信息問：在機(jī)械波的傳播中，存在著哪兩種運(yùn)動(dòng)？問：在機(jī)械波的傳播中，存在著哪兩種運(yùn)動(dòng)？ 波的傳播：波的傳播：勻速直線運(yùn)動(dòng)勻速直線運(yùn)動(dòng)質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)：質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)：機(jī)械振動(dòng)（周期性非勻變速運(yùn)動(dòng)）機(jī)械振動(dòng)（周期性非勻變速運(yùn)動(dòng)）問：由波的形成可推知機(jī)械波波速取決于什么？問：由波的形成可推知機(jī)械波波速取決于什么？ 機(jī)械波波速機(jī)械波波速僅取決于介質(zhì)僅取決于介質(zhì)一個(gè)周期內(nèi)波推進(jìn)一個(gè)周期內(nèi)波推進(jìn)的距離是一個(gè)波長(zhǎng)的距離是一個(gè)波長(zhǎng)2021/3/93三、機(jī)械波的分類1 1、橫波：

3、質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)方向與波的傳播方向垂直。、橫波：質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)方向與波的傳播方向垂直。 如：繩波如：繩波 在橫波中，凸起部分的最高點(diǎn)叫做波峰，在橫波中，凸起部分的最高點(diǎn)叫做波峰，凹下部分的最低點(diǎn)叫做波谷凹下部分的最低點(diǎn)叫做波谷波峰波峰波谷波谷2021/3/942 2、縱波：質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)方向與波的傳播方向在同一直線上。、縱波：質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)方向與波的傳播方向在同一直線上。 如：彈簧波、如：彈簧波、聲波聲波 在縱波中，質(zhì)點(diǎn)分布最密的部分叫密部，在縱波中，質(zhì)點(diǎn)分布最密的部分叫密部，質(zhì)點(diǎn)分布最疏的部分叫疏部。質(zhì)點(diǎn)分布最疏的部分叫疏部。橫波和縱波可以同時(shí)存在，例如：橫波和縱波可以同時(shí)存在，例如：地震波既有橫波又地震波既有橫波又

4、有縱波。有縱波。注意：注意：橫波只能在固體中傳播，而縱波可以在固、液、橫波只能在固體中傳播，而縱波可以在固、液、氣中傳播。氣中傳播。 密部密部疏部疏部演示彈簧波演示彈簧波2021/3/95四、機(jī)械波和機(jī)械振動(dòng)的關(guān)系四、機(jī)械波和機(jī)械振動(dòng)的關(guān)系類別類別振動(dòng)振動(dòng)波動(dòng)波動(dòng)運(yùn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)現(xiàn)象現(xiàn)象運(yùn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)成因成因聯(lián)系聯(lián)系單個(gè)質(zhì)點(diǎn)單個(gè)質(zhì)點(diǎn)的周期性運(yùn)動(dòng)的周期性運(yùn)動(dòng)所有質(zhì)點(diǎn)所有質(zhì)點(diǎn)共同的周期性運(yùn)動(dòng)共同的周期性運(yùn)動(dòng)質(zhì)點(diǎn)受到指向平衡質(zhì)點(diǎn)受到指向平衡位置的回復(fù)力作用位置的回復(fù)力作用介質(zhì)中質(zhì)點(diǎn)受到相鄰介質(zhì)中質(zhì)點(diǎn)受到相鄰質(zhì)點(diǎn)的帶動(dòng)質(zhì)點(diǎn)的帶動(dòng) 1.1.振動(dòng)是波動(dòng)的起因振動(dòng)是波動(dòng)的起因, ,波動(dòng)是振動(dòng)的傳播波動(dòng)是振動(dòng)的傳播2.2.

5、有波動(dòng)一定有振動(dòng)有波動(dòng)一定有振動(dòng), ,有振動(dòng)不一定有波動(dòng)有振動(dòng)不一定有波動(dòng)書書P 26 1 2 3 P 26 1 2 3 2021/3/96例例1.1.關(guān)于振動(dòng)和波的關(guān)系，下列說法正確的是關(guān)于振動(dòng)和波的關(guān)系，下列說法正確的是（ ）A A如果波源停止振動(dòng)，在介質(zhì)中傳播的波也立即停如果波源停止振動(dòng)，在介質(zhì)中傳播的波也立即停止止B B發(fā)聲體在振動(dòng)時(shí)，一定會(huì)產(chǎn)生聲波發(fā)聲體在振動(dòng)時(shí)，一定會(huì)產(chǎn)生聲波C C波動(dòng)的過程是介質(zhì)質(zhì)點(diǎn)由近及遠(yuǎn)的傳播過程波動(dòng)的過程是介質(zhì)質(zhì)點(diǎn)由近及遠(yuǎn)的傳播過程D D波動(dòng)的過程是質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)形式及能量由近及遠(yuǎn)的波動(dòng)的過程是質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)形式及能量由近及遠(yuǎn)的傳播過程傳播過程E E如果沒有機(jī)械振動(dòng)

6、，一定沒有機(jī)械波如果沒有機(jī)械振動(dòng)，一定沒有機(jī)械波F F只要物體做機(jī)械振動(dòng)，一定有機(jī)械波產(chǎn)生只要物體做機(jī)械振動(dòng)，一定有機(jī)械波產(chǎn)生G G機(jī)械波的傳播速度與振源的振動(dòng)速度一樣機(jī)械波的傳播速度與振源的振動(dòng)速度一樣H H機(jī)械波的頻率與振源的頻率一樣機(jī)械波的頻率與振源的頻率一樣DEH2021/3/97例例2.2.關(guān)于橫波與縱波的說法中，正確的是（關(guān)于橫波與縱波的說法中，正確的是（ ）A A振源上下振動(dòng)形成的波是橫波振源上下振動(dòng)形成的波是橫波B B振源左右振動(dòng)形成的波是縱波振源左右振動(dòng)形成的波是縱波C C振源振動(dòng)方向與波的傳播方向互相垂直形成的是振源振動(dòng)方向與波的傳播方向互相垂直形成的是橫波橫波D D在固體

7、中傳播的波一定是橫波在固體中傳播的波一定是橫波C2021/3/98例例3.3.關(guān)于機(jī)械波在傳播過程中的特點(diǎn)，以下說法正確關(guān)于機(jī)械波在傳播過程中的特點(diǎn)，以下說法正確的是（的是（ ）A A后振動(dòng)的質(zhì)點(diǎn)總是跟著重復(fù)前一個(gè)帶動(dòng)它振動(dòng)的質(zhì)后振動(dòng)的質(zhì)點(diǎn)總是跟著重復(fù)前一個(gè)帶動(dòng)它振動(dòng)的質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)點(diǎn)振動(dòng)B B振動(dòng)質(zhì)點(diǎn)的頻率隨波的傳播而降低振動(dòng)質(zhì)點(diǎn)的頻率隨波的傳播而降低C C介質(zhì)中的各個(gè)質(zhì)點(diǎn)只在自己的平衡位置附近做振動(dòng)介質(zhì)中的各個(gè)質(zhì)點(diǎn)只在自己的平衡位置附近做振動(dòng)D D機(jī)械波的傳播必須有介質(zhì)機(jī)械波的傳播必須有介質(zhì)E E介質(zhì)中的質(zhì)點(diǎn)隨波遷移介質(zhì)中的質(zhì)點(diǎn)隨波遷移F F波源的振動(dòng)能量隨波傳遞波源的振動(dòng)能量隨波傳遞G G波源

8、的能量隨振動(dòng)質(zhì)點(diǎn)的遷移而隨波傳遞波源的能量隨振動(dòng)質(zhì)點(diǎn)的遷移而隨波傳遞ACDF2021/3/99一、振動(dòng)圖象一、振動(dòng)圖象1 1、物理意義：物理意義：描述描述一質(zhì)點(diǎn)一質(zhì)點(diǎn)在在各時(shí)刻各時(shí)刻離開平衡位置的位移離開平衡位置的位移2 2、由圖可以讀出：、由圖可以讀出： 1 1）該質(zhì)點(diǎn)在任一時(shí)刻的位移）該質(zhì)點(diǎn)在任一時(shí)刻的位移x x 2 2）振幅）振幅A A 周期周期T T 3 3）加速度）加速度a a的方向：總指向平衡位置的方向：總指向平衡位置 4 4）比較速度）比較速度v v的大小的大小 5 5 ）速度）速度v v的方向：的方向： （在其上，（在其上，v v方向向上；在其下，方向向上；在其下，v v方向向

9、下）方向向下）注意：注意：圖象上的縱坐標(biāo)表示位移，并圖象上的縱坐標(biāo)表示位移，并不表示不表示質(zhì)點(diǎn)在空間的質(zhì)點(diǎn)在空間的實(shí)際位實(shí)際位置置。xt tOO0sin()xAt看下一時(shí)刻所處的位置看下一時(shí)刻所處的位置2021/3/910二、波的圖象二、波的圖象1 1、物理意義：物理意義：描述描述某時(shí)刻各個(gè)質(zhì)點(diǎn)某時(shí)刻各個(gè)質(zhì)點(diǎn)偏離平衡位置的偏離平衡位置的位移位移橫波的圖象與波形相似。橫波的圖象與波形相似。對(duì)對(duì)橫波橫波:對(duì)對(duì)縱波縱波:波形波形疏密相間的波形疏密相間的波形波的圖象波的圖象正弦（或余弦）圖象正弦（或余弦）圖象YXOv2021/3/9112 2、由圖可以得出？、由圖可以得出？1 1）振幅）振幅A A 波

10、長(zhǎng)波長(zhǎng)YXOvA A2 2）該時(shí)刻任一質(zhì)點(diǎn)的位移）該時(shí)刻任一質(zhì)點(diǎn)的位移x x3 3）該時(shí)刻任一質(zhì)點(diǎn)加速度）該時(shí)刻任一質(zhì)點(diǎn)加速度a a的方向：的方向：4 4）該時(shí)刻任一質(zhì)點(diǎn)速度）該時(shí)刻任一質(zhì)點(diǎn)速度v v的方向：的方向：指向平衡位置指向平衡位置（在其上，（在其上，v v方向向上；方向向上； 在其下，在其下，v v方向向下）方向向下）看該質(zhì)點(diǎn)的前一質(zhì)點(diǎn)的位置，看該質(zhì)點(diǎn)的前一質(zhì)點(diǎn)的位置，注意：注意：波不一定沿波不一定沿x x軸正方向傳播，不指定波的軸正方向傳播，不指定波的傳播方向，波可能沿傳播方向，波可能沿x x軸正方向或負(fù)方向傳播。軸正方向或負(fù)方向傳播。注意波的雙向性注意波的雙向性方法方法1 120

11、21/3/912vvvv上坡上坡下坡下坡上坡上坡上坡上坡下坡下坡vA BC D方法二：看下一時(shí)刻的波的圖象方法二：看下一時(shí)刻的波的圖象方法三：沿波的傳播方向看，方法三：沿波的傳播方向看，“上坡上坡”的點(diǎn)向下運(yùn)動(dòng)，的點(diǎn)向下運(yùn)動(dòng)， “下坡下坡”的點(diǎn)向上運(yùn)動(dòng)的點(diǎn)向上運(yùn)動(dòng)方法四：在圖象上的一點(diǎn)畫出波的傳播方向方法四：在圖象上的一點(diǎn)畫出波的傳播方向( (水平箭水平箭頭頭) )、質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向、質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向( (豎直箭頭豎直箭頭) ) ，這兩個(gè)箭頭總在，這兩個(gè)箭頭總在曲線的同側(cè)曲線的同側(cè)2021/3/913方法方法1 1、平移法、平移法0 xyxtxt+txv tv5）若知道傳播方向，可以畫出經(jīng)若知道傳

12、播方向，可以畫出經(jīng)t t后的波形后的波形YXOv T 后的波形？后的波形？ 2021/3/914YXO方法方法2 2、特殊質(zhì)點(diǎn)法、特殊質(zhì)點(diǎn)法v一般用于畫經(jīng)一般用于畫經(jīng)T/4,T/2,3T/4T/4,T/2,3T/4后的波的圖象后的波的圖象經(jīng)經(jīng)T/4T/4后后經(jīng)經(jīng)T/2T/2后后2021/3/915四、振動(dòng)圖象與波的圖象的比較四、振動(dòng)圖象與波的圖象的比較XtOYXO振動(dòng)圖象波的圖象波的圖象研究對(duì)象研究對(duì)象一個(gè)質(zhì)點(diǎn)一段時(shí)間一個(gè)質(zhì)點(diǎn)一段時(shí)間許多質(zhì)點(diǎn)一個(gè)時(shí)刻許多質(zhì)點(diǎn)一個(gè)時(shí)刻坐坐 橫橫標(biāo)標(biāo) 縱縱時(shí)間時(shí)間各質(zhì)點(diǎn)的平衡位置各質(zhì)點(diǎn)的平衡位置位移位移位移位移判斷質(zhì)點(diǎn)的判斷質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向振動(dòng)方向看下一時(shí)刻看下一時(shí)

13、刻看前一質(zhì)點(diǎn)看前一質(zhì)點(diǎn)經(jīng)經(jīng)t t后后的圖象的圖象繼續(xù)延伸繼續(xù)延伸波形沿傳播波形沿傳播方向平移方向平移什么情況下已振質(zhì)點(diǎn)的波形不變？什么情況下已振質(zhì)點(diǎn)的波形不變？2021/3/916表示了兩個(gè)質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)表示了兩個(gè)質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)哪個(gè)質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)超前？哪個(gè)質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)超前？甲甲乙乙表示了同一列波在兩個(gè)時(shí)刻表示了同一列波在兩個(gè)時(shí)刻的波形，經(jīng)多久甲波形變?yōu)榈牟ㄐ危?jīng)多久甲波形變?yōu)橐也ㄐ蔚?？乙波形的?甲甲乙乙乙超前甲乙超前甲1/4 T1/4 T向右傳，經(jīng)向右傳，經(jīng)(n+3/4 )T(n+3/4 )T向左傳，向左傳，經(jīng)經(jīng)(n+1/4 )T2021/3/917例例. .一列向右傳播的簡(jiǎn)諧波在某時(shí)刻的波形圖一列向右傳播的

14、簡(jiǎn)諧波在某時(shí)刻的波形圖試畫出再經(jīng)過試畫出再經(jīng)過T/4T/4、3T/43T/4和和5T/45T/4時(shí)的波形圖時(shí)的波形圖. .YXO波的傳播方向波的傳播方向12342021/3/918例例. .一列向右傳播的簡(jiǎn)諧波在某時(shí)刻的波形圖一列向右傳播的簡(jiǎn)諧波在某時(shí)刻的波形圖試畫出再經(jīng)過試畫出再經(jīng)過T/4T/4、3T/43T/4和和5T/45T/4時(shí)的波形圖時(shí)的波形圖. .YXO波的傳播方向波的傳播方向試畫出該時(shí)刻試畫出該時(shí)刻前前T/4、3T/4和和5T/4時(shí)刻的波形圖時(shí)刻的波形圖12342021/3/919例例. .一列橫波沿繩子向右傳播，某時(shí)刻繩子形成一列橫波沿繩子向右傳播，某時(shí)刻繩子形成如圖所示的形狀

15、，對(duì)此時(shí)繩上如圖所示的形狀，對(duì)此時(shí)繩上A A、B B、C C、D D、E E、F F六個(gè)質(zhì)點(diǎn)（六個(gè)質(zhì)點(diǎn)（ ） A A它們的振幅相同它們的振幅相同 B B質(zhì)點(diǎn)質(zhì)點(diǎn)D D和和F F的速度方向相同的速度方向相同 C C質(zhì)點(diǎn)質(zhì)點(diǎn)A A和和C C的速度方向相同的速度方向相同 D D從此時(shí)算起，質(zhì)點(diǎn)從此時(shí)算起，質(zhì)點(diǎn)B B比比C C先回到平衡位置先回到平衡位置 AD 2021/3/920例例. .一機(jī)械橫波在一機(jī)械橫波在x x軸上傳播，在某時(shí)刻的波形軸上傳播，在某時(shí)刻的波形如圖所示，已知此時(shí)質(zhì)點(diǎn)如圖所示，已知此時(shí)質(zhì)點(diǎn)f f的運(yùn)動(dòng)方向向下，的運(yùn)動(dòng)方向向下，則（則（ ）A A此波朝此波朝x x軸的負(fù)方向傳播軸的

16、負(fù)方向傳播B B質(zhì)點(diǎn)質(zhì)點(diǎn)d d此時(shí)向下運(yùn)動(dòng)此時(shí)向下運(yùn)動(dòng)C C質(zhì)點(diǎn)質(zhì)點(diǎn)b b將比質(zhì)點(diǎn)將比質(zhì)點(diǎn)c c先回到平衡位置先回到平衡位置D D質(zhì)點(diǎn)質(zhì)點(diǎn)e e此時(shí)的位移為零此時(shí)的位移為零BCD2021/3/921一、波長(zhǎng)一、波長(zhǎng) -在波動(dòng)中，兩個(gè)相鄰在波動(dòng)中，兩個(gè)相鄰?fù)嗤噘|(zhì)點(diǎn)間的距離質(zhì)點(diǎn)間的距離1)1)在橫波中，兩個(gè)在橫波中，兩個(gè)相鄰相鄰波峰（或波谷）間的距離等波峰（或波谷）間的距離等于于；2)2)在縱波中，兩個(gè)在縱波中，兩個(gè)相鄰相鄰密部（或疏部）間的距離等密部（或疏部）間的距離等于于； 思考思考: :兩個(gè)相鄰兩個(gè)相鄰反相反相質(zhì)點(diǎn)間的距離為多少？質(zhì)點(diǎn)間的距離為多少？22021/3/922二、頻率二、頻率

17、 - -波的頻率等于質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)的頻率波的頻率等于質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)的頻率注意：注意：波的頻率只與振源有關(guān)，與介質(zhì)無關(guān)波的頻率只與振源有關(guān)，與介質(zhì)無關(guān)例如：同一聲音在空氣、水、鋼管中傳播，音例如：同一聲音在空氣、水、鋼管中傳播，音調(diào)（頻率）不變。調(diào)（頻率）不變。2021/3/923三、波速三、波速 - -振動(dòng)在介質(zhì)中傳播的速度振動(dòng)在介質(zhì)中傳播的速度1)1)波速取決于介質(zhì)的性質(zhì)；波速取決于介質(zhì)的性質(zhì)；2)2)波從一種介質(zhì)傳播到另一種介質(zhì)時(shí)，頻率波從一種介質(zhì)傳播到另一種介質(zhì)時(shí)，頻率f f不不變，波速變，波速v v變化，因而波長(zhǎng)變化，因而波長(zhǎng)也變也變例如：某聲音例如：某聲音f f100HZ100HZ，在空氣中傳播

18、在空氣中傳播v v1 1340m/s,340m/s,其波長(zhǎng)其波長(zhǎng)1 13.4m3.4m；在鋼管中傳播在鋼管中傳播v v2 21500m/s,1500m/s,其波長(zhǎng)其波長(zhǎng)2 215m15mfTv2021/3/924例例1 1、一個(gè)周期為、一個(gè)周期為0.1s0.1s的波源，在甲介質(zhì)中的波源，在甲介質(zhì)中形成一列波長(zhǎng)為形成一列波長(zhǎng)為10m10m的簡(jiǎn)諧波，該波傳到乙的簡(jiǎn)諧波，該波傳到乙介質(zhì)中傳播速度為介質(zhì)中傳播速度為200m/s200m/s，則下列敘述中正，則下列敘述中正確的是（確的是（ ）A A、在甲介質(zhì)中波速為、在甲介質(zhì)中波速為100m/s100m/sB B、在甲介質(zhì)中頻率為、在甲介質(zhì)中頻率為10H

19、z10HzC C、在乙介質(zhì)中波長(zhǎng)為、在乙介質(zhì)中波長(zhǎng)為20m20mD D、在乙介質(zhì)中周期為、在乙介質(zhì)中周期為0.2s0.2sABCfTv2021/3/925例例2.2.如圖，為某一時(shí)刻橫波的圖象，圖中位于如圖，為某一時(shí)刻橫波的圖象，圖中位于a a、b b兩處的質(zhì)點(diǎn)經(jīng)過兩處的質(zhì)點(diǎn)經(jīng)過1/41/4周期后分別運(yùn)動(dòng)到周期后分別運(yùn)動(dòng)到a a 、b b 處。則由圖可知（處。則由圖可知（ ）A.A.波的周期波的周期 B.B.波的傳播速度波的傳播速度C.C.波的傳播方向波的傳播方向 D.D.波的波長(zhǎng)波的波長(zhǎng)x/m y/cm 0 1 2 3 4 5 6 7a bb aCD2021/3/926y/cmx/m0210

20、46-10例例3.3.一列簡(jiǎn)諧機(jī)械橫波某時(shí)刻的波形圖如圖一列簡(jiǎn)諧機(jī)械橫波某時(shí)刻的波形圖如圖所示，波源的平衡位置坐標(biāo)為所示，波源的平衡位置坐標(biāo)為x x=0=0。當(dāng)波源質(zhì)。當(dāng)波源質(zhì)點(diǎn)處于其平衡位置上方且向下運(yùn)動(dòng)時(shí)，介質(zhì)中點(diǎn)處于其平衡位置上方且向下運(yùn)動(dòng)時(shí)，介質(zhì)中平衡位置坐標(biāo)平衡位置坐標(biāo)x x=2m=2m的質(zhì)點(diǎn)所處位置及運(yùn)動(dòng)情況的質(zhì)點(diǎn)所處位置及運(yùn)動(dòng)情況是（是（ ）A.A.在其平衡位置下方且向上運(yùn)動(dòng)在其平衡位置下方且向上運(yùn)動(dòng)B.B.在其平衡位置下方且向下運(yùn)動(dòng)在其平衡位置下方且向下運(yùn)動(dòng)C.C.在其平衡位置上方且向上運(yùn)動(dòng)在其平衡位置上方且向上運(yùn)動(dòng)D.D.在其平衡位置上方且向下運(yùn)動(dòng)在其平衡位置上方且向下運(yùn)動(dòng)A

21、 相距為相距為/2/2的兩質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)反向！的兩質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)反向！在同一時(shí)刻，兩者的位移（速度、加在同一時(shí)刻，兩者的位移（速度、加速度）大小相等、方向相反。速度）大小相等、方向相反。2021/3/927例例4.4.一列簡(jiǎn)諧橫波在一列簡(jiǎn)諧橫波在x x軸上傳播軸上傳播,t=0,t=0時(shí)刻的波時(shí)刻的波形圖如甲圖所示形圖如甲圖所示,x=2cm,x=2cm的質(zhì)點(diǎn)的質(zhì)點(diǎn)P P的振動(dòng)圖像的振動(dòng)圖像如圖乙所示如圖乙所示, ,由此可以判斷由此可以判斷( )( )A.A.該波的傳播方向是沿該波的傳播方向是沿x x軸的負(fù)方向軸的負(fù)方向. .B.B.該波在該波在2s2s時(shí)間內(nèi)傳播的距離是時(shí)間內(nèi)傳播的距離是2cm.2cm.C.

22、C.在在t=1.5st=1.5s時(shí)時(shí)P P點(diǎn)的速度最大點(diǎn)的速度最大D.D.在在0 0到到1.5s1.5s時(shí)間內(nèi)質(zhì)點(diǎn)時(shí)間內(nèi)質(zhì)點(diǎn)P P通過的路程是通過的路程是12cm12cmABt/st/s甲甲乙乙2021/3/928例例5.5.一列簡(jiǎn)諧橫波沿一列簡(jiǎn)諧橫波沿x x軸正方向傳播，傳播速軸正方向傳播，傳播速度為度為10m/s10m/s。當(dāng)波傳到。當(dāng)波傳到x x=5m=5m處的質(zhì)點(diǎn)處的質(zhì)點(diǎn)P P時(shí)，波時(shí)，波形 如 圖 所 示 。 則 以 下 判 斷 正 確 的 是形 如 圖 所 示 。 則 以 下 判 斷 正 確 的 是（ ） A A各質(zhì)點(diǎn)的起振方向向下各質(zhì)點(diǎn)的起振方向向下B B再經(jīng)過再經(jīng)過0.4s0.

23、4s，質(zhì)點(diǎn)，質(zhì)點(diǎn)P P第一次回到平衡位置第一次回到平衡位置C C再經(jīng)過再經(jīng)過0.7s0.7s，x x=9m=9m處的質(zhì)點(diǎn)處的質(zhì)點(diǎn)Q Q到達(dá)波峰處到達(dá)波峰處D D質(zhì)點(diǎn)質(zhì)點(diǎn)Q Q到達(dá)波峰時(shí)，質(zhì)點(diǎn)到達(dá)波峰時(shí)，質(zhì)點(diǎn)P P恰好到達(dá)波谷恰好到達(dá)波谷處處y/mx/mP06248100.2-0.2QvA C104vT2021/3/929例例6.6.在某介質(zhì)中形成一列簡(jiǎn)諧波，在某介質(zhì)中形成一列簡(jiǎn)諧波，t t=0=0時(shí)刻的時(shí)刻的波形如圖中的實(shí)線所示。若波向右傳播，零時(shí)波形如圖中的實(shí)線所示。若波向右傳播，零時(shí)刻剛好傳到刻剛好傳到A A點(diǎn)，且再經(jīng)過點(diǎn)，且再經(jīng)過0.6s0.6s，P P點(diǎn)也開始起點(diǎn)也開始起振，求：振，求

24、： （1 1）該列波的周期）該列波的周期T T= =？ （2 2）從）從t t=0=0時(shí)起到時(shí)起到P P點(diǎn)第一次達(dá)到波峰時(shí)止，點(diǎn)第一次達(dá)到波峰時(shí)止，O O點(diǎn)對(duì)平衡位置的位移點(diǎn)對(duì)平衡位置的位移y y0 0及其所經(jīng)過的路程及其所經(jīng)過的路程 s s0 0各為多少？各為多少？0 x/my/cm-1172-2PA（2）y0=-0.02ms0=0.3m T 0.2ssmtxv/10svT2 . 043325 . 7m3 . 023832021/3/930例例7.7.在均勻介質(zhì)中選取平衡位置在同一直線上的在均勻介質(zhì)中選取平衡位置在同一直線上的9 9個(gè)質(zhì)個(gè)質(zhì)點(diǎn)，相鄰兩質(zhì)點(diǎn)的距離均為點(diǎn)，相鄰兩質(zhì)點(diǎn)的距離均為L(zhǎng)

25、L，如圖（，如圖（a a）所示。一列）所示。一列橫波沿該直線向右傳播，橫波沿該直線向右傳播，t=0t=0時(shí)到達(dá)質(zhì)點(diǎn)時(shí)到達(dá)質(zhì)點(diǎn)1 1，質(zhì)點(diǎn)，質(zhì)點(diǎn)1 1開始開始向下運(yùn)動(dòng)，經(jīng)過時(shí)間向下運(yùn)動(dòng)，經(jīng)過時(shí)間t t第一次出現(xiàn)如圖（第一次出現(xiàn)如圖（b b）所示的波）所示的波形，則該波的形，則該波的 ( )( )A A周期為周期為t t，波長(zhǎng)為，波長(zhǎng)為8L.8L.B B周期為周期為2 2t/3t/3，波長(zhǎng)為，波長(zhǎng)為8L.8L.C C周期為周期為2 2t/3t/3，波速為，波速為12L /t.12L /t.D D周期為周期為t t，波長(zhǎng)為，波長(zhǎng)為8L/t8L/t1 2 3 4 5 6 7 8 9 圖圖(a)1 2

26、3 4 5 6 7 8 9 v圖圖(b)B CtT211tT32TLTv82021/3/931例例8 8、如圖所示，波源、如圖所示，波源S S從平衡位置從平衡位置y y=0=0開始振動(dòng)，運(yùn)開始振動(dòng)，運(yùn)動(dòng)方向豎直向上（動(dòng)方向豎直向上（y y軸的正方向），振動(dòng)周期軸的正方向），振動(dòng)周期T T=0.01s=0.01s，產(chǎn)生的簡(jiǎn)諧波向左、右兩個(gè)方向傳播，波速均為產(chǎn)生的簡(jiǎn)諧波向左、右兩個(gè)方向傳播，波速均為v v=80m/s=80m/s，經(jīng)過一段時(shí)間后，經(jīng)過一段時(shí)間后，P P、Q Q兩點(diǎn)開始振動(dòng)。已兩點(diǎn)開始振動(dòng)。已知距離知距離SP=1.2mSP=1.2m、SQ=2.6mSQ=2.6m，(1)(1)畫出畫出

27、S S開始振動(dòng)開始振動(dòng)t=0.04St=0.04S時(shí)的波形；時(shí)的波形；(2) (2) 畫出在畫出在Q Q剛開始振動(dòng)時(shí)刻的波形；剛開始振動(dòng)時(shí)刻的波形；SPQQSP401. 004. 0mvT8 . 02118 . 0SP4138 . 0SQ2021/3/932（3 3）若以）若以Q Q點(diǎn)開始振動(dòng)的時(shí)刻作為計(jì)時(shí)的零點(diǎn)，則在點(diǎn)開始振動(dòng)的時(shí)刻作為計(jì)時(shí)的零點(diǎn)，則在下圖的振動(dòng)圖像中能正確描述，下圖的振動(dòng)圖像中能正確描述，P P、Q Q兩點(diǎn)振動(dòng)情況的兩點(diǎn)振動(dòng)情況的是（是（ ）A A、甲是、甲是Q Q點(diǎn)的振動(dòng)圖像點(diǎn)的振動(dòng)圖像B B、乙是、乙是Q Q點(diǎn)的振動(dòng)圖像點(diǎn)的振動(dòng)圖像C C、丙是、丙是P P點(diǎn)的振動(dòng)圖像點(diǎn)

28、的振動(dòng)圖像D D、丁是、丁是P P點(diǎn)的振動(dòng)圖像點(diǎn)的振動(dòng)圖像AD2021/3/933波的多解問題波的多解問題經(jīng)過經(jīng)過 nT或傳了或傳了 后的波形（前段）不變后的波形（前段）不變n雙向性雙向性2021/3/934例例9.9.一列橫波在一列橫波在x x 上傳播，上傳播，t t 時(shí)刻與時(shí)刻與t t +0.4s +0.4s時(shí)刻在時(shí)刻在x x 軸上軸上0-6m0-6m區(qū)間內(nèi)的波形圖如圖中同區(qū)間內(nèi)的波形圖如圖中同一條圖線所示，由圖可知一條圖線所示，由圖可知 ( )( ) A. A. 該波最大波速為該波最大波速為10m/s10m/s B. B. 質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)周期的最大值為質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)周期的最大值為0.4s0.4s C

29、. C. 在在t t +0.2s +0.2s時(shí)，時(shí)，x x =6m =6m的質(zhì)點(diǎn)位移為零的質(zhì)點(diǎn)位移為零 D. D. 若波沿若波沿x x 軸正方向傳播，各質(zhì)點(diǎn)剛開軸正方向傳播，各質(zhì)點(diǎn)剛開始振動(dòng)時(shí)的方向向上始振動(dòng)時(shí)的方向向上x/my/m01 2 3 4 5 6B C解：解：nT =0.4s T=0.4/n (s)=4m v=/ T=10n (m/s)2021/3/935例例10.10.一列簡(jiǎn)諧波沿一直線傳播，當(dāng)直線上某一列簡(jiǎn)諧波沿一直線傳播，當(dāng)直線上某質(zhì)點(diǎn)質(zhì)點(diǎn)a a向上運(yùn)動(dòng)到達(dá)最大位移時(shí)，向上運(yùn)動(dòng)到達(dá)最大位移時(shí)，a a點(diǎn)右方相點(diǎn)右方相距距0.15m0.15m的的b b點(diǎn)恰經(jīng)平衡位置向上運(yùn)動(dòng)，則這點(diǎn)

30、恰經(jīng)平衡位置向上運(yùn)動(dòng)，則這列波的波長(zhǎng)可能是（列波的波長(zhǎng)可能是（ ） A A0.6m B0.6m B0.3m0.3m C C0.2m D0.2m D0.12m0.12mb aAC Db a1)0.154nm（3)0.154nm（2021/3/936例例1111、如圖所示，實(shí)線是一列簡(jiǎn)諧波在某一時(shí)、如圖所示，實(shí)線是一列簡(jiǎn)諧波在某一時(shí)刻的波形圖線，虛線是刻的波形圖線，虛線是0.2s0.2s后它的波形圖，這后它的波形圖，這列波可能的傳播速度是多少？列波可能的傳播速度是多少？=(20n+15)m/s（n=1,2,3,）2 . 0)41(ntxv向右傳播：向右傳播：=(20n+5)m/s向左傳播：向左傳播

31、：2 . 0)43(ntxv2021/3/937例例4 4、如圖，一根水平長(zhǎng)繩上的如圖，一根水平長(zhǎng)繩上的a a、b b兩點(diǎn)相距兩點(diǎn)相距14m14m，b b點(diǎn)在點(diǎn)在a a點(diǎn)的右方，波長(zhǎng)點(diǎn)的右方，波長(zhǎng) 14m 14m 。當(dāng)一列簡(jiǎn)諧。當(dāng)一列簡(jiǎn)諧橫波沿此長(zhǎng)繩向右傳播時(shí)，若橫波沿此長(zhǎng)繩向右傳播時(shí)，若a a點(diǎn)的位移達(dá)到正點(diǎn)的位移達(dá)到正極大時(shí)，極大時(shí)，b b點(diǎn)的位移為零，且向下運(yùn)動(dòng)，經(jīng)過點(diǎn)的位移為零，且向下運(yùn)動(dòng)，經(jīng)過1.0s1.0s后，后，a a點(diǎn)的位移第一次為零，且向下運(yùn)動(dòng)，點(diǎn)的位移第一次為零，且向下運(yùn)動(dòng)，而而b b點(diǎn)的位移達(dá)到負(fù)極大，則這列簡(jiǎn)諧波的波速點(diǎn)的位移達(dá)到負(fù)極大，則這列簡(jiǎn)諧波的波速等于多少？等于

32、多少？T/4= 1.0sT/4= 1.0sab3/4=14m所以所以 v=/T=(14/3)m/s2021/3/938例例4 4 原題：原題：如圖，一根水平長(zhǎng)繩上的如圖，一根水平長(zhǎng)繩上的a a、b b兩點(diǎn)，相距兩點(diǎn)，相距為為14m14m，b b點(diǎn)在點(diǎn)在a a點(diǎn)的右方，點(diǎn)的右方，波長(zhǎng)波長(zhǎng)。當(dāng)一列簡(jiǎn)。當(dāng)一列簡(jiǎn)諧橫波沿此長(zhǎng)繩向右傳播時(shí)，若諧橫波沿此長(zhǎng)繩向右傳播時(shí)，若a a點(diǎn)的位移達(dá)到正極大點(diǎn)的位移達(dá)到正極大時(shí)，時(shí)，b b點(diǎn)的位移為零，且向下運(yùn)動(dòng)，經(jīng)過點(diǎn)的位移為零，且向下運(yùn)動(dòng)，經(jīng)過1.0s1.0s后，后，a a點(diǎn)點(diǎn)的位移第一次為零，且向下運(yùn)動(dòng)，而的位移第一次為零，且向下運(yùn)動(dòng)，而b b點(diǎn)的位移達(dá)到負(fù)點(diǎn)的

33、位移達(dá)到負(fù)極大，則這列簡(jiǎn)諧波的波速等于多少？極大，則這列簡(jiǎn)諧波的波速等于多少？ab變化一：變化一：若把原題中若把原題中“波長(zhǎng)波長(zhǎng)”的條件取消，的條件取消，則波速可能等于多少？則波速可能等于多少？解答解答：考慮空間上的周期性，考慮空間上的周期性，（n+3/4n+3/4）=14m=14m T/4= 1.0s T/4= 1.0s，故波速：故波速：v=/T=14/v=/T=14/（4n+34n+3） m/sm/s（n=0、1、2、3），），2021/3/939變化二：變化二：若把原題中若把原題中“a a點(diǎn)的位移第一次為零點(diǎn)的位移第一次為零”改為改為“a a點(diǎn)的位移為零點(diǎn)的位移為零”呢？呢？解答解答：考

34、慮時(shí)間上的周期性，即：（考慮時(shí)間上的周期性，即：（n+1/4n+1/4）T=1s T=1s ， 3 /4=14m3 /4=14m，故波速：故波速：v=/T=14v=/T=14（4n+14n+1）/3 m/s/3 m/s例例4 4原題：原題：如圖，一根水平長(zhǎng)繩上的如圖，一根水平長(zhǎng)繩上的a a、b b兩點(diǎn)，相距為兩點(diǎn)，相距為14m14m，b b點(diǎn)在點(diǎn)在a a點(diǎn)的右方，波長(zhǎng)點(diǎn)的右方，波長(zhǎng)。當(dāng)一列簡(jiǎn)諧。當(dāng)一列簡(jiǎn)諧橫波沿此長(zhǎng)繩向右傳播時(shí)，若橫波沿此長(zhǎng)繩向右傳播時(shí)，若a a點(diǎn)的位移達(dá)到正極大時(shí)，點(diǎn)的位移達(dá)到正極大時(shí)，b b點(diǎn)的位移為零，且向下運(yùn)動(dòng)，經(jīng)過點(diǎn)的位移為零，且向下運(yùn)動(dòng)，經(jīng)過1.0s1.0s后，后，

35、a a點(diǎn)的位點(diǎn)的位移第一次為零移第一次為零，且向下運(yùn)動(dòng)，而，且向下運(yùn)動(dòng)，而b b點(diǎn)的位移達(dá)到負(fù)極大，點(diǎn)的位移達(dá)到負(fù)極大，則這列簡(jiǎn)諧波的波速等于多少？則這列簡(jiǎn)諧波的波速等于多少？ab2021/3/940變化三：變化三：若把原題中若把原題中“a a點(diǎn)的位移第一次為零點(diǎn)的位移第一次為零”改為改為“a a點(diǎn)的位移為零點(diǎn)的位移為零”，并取消并取消“波長(zhǎng)波長(zhǎng)”的條件呢？的條件呢？解答：解答：a a、b b間距離為（間距離為（n+3/4n+3/4）=14m=14m（n=0n=0、1 1、22）a a回到平衡位置經(jīng)過的時(shí)間為（回到平衡位置經(jīng)過的時(shí)間為（k+1/4k+1/4）T=1s T=1s （ k=0k=0

36、、1 1、22）所以所以 v=/T=14v=/T=14（4 k +14 k +1）/ /（4 n +34 n +3） m/sm/s例例4 4原題：原題：如圖，一根水平長(zhǎng)繩上的如圖，一根水平長(zhǎng)繩上的a a、b b兩點(diǎn)，相距為兩點(diǎn)，相距為14m14m，b b點(diǎn)在點(diǎn)在a a點(diǎn)的右方，點(diǎn)的右方，波長(zhǎng)波長(zhǎng)。當(dāng)一列簡(jiǎn)諧。當(dāng)一列簡(jiǎn)諧橫波沿此長(zhǎng)繩向右傳播時(shí)，若橫波沿此長(zhǎng)繩向右傳播時(shí)，若a a點(diǎn)的位移達(dá)到正極大時(shí)，點(diǎn)的位移達(dá)到正極大時(shí)，b b點(diǎn)的位移為零，且向下運(yùn)動(dòng)，經(jīng)過點(diǎn)的位移為零，且向下運(yùn)動(dòng)，經(jīng)過1.00s1.00s后，后，a a點(diǎn)的位點(diǎn)的位移第一次為零移第一次為零，且向下運(yùn)動(dòng)，而，且向下運(yùn)動(dòng)，而b b點(diǎn)的位移達(dá)到負(fù)極大，點(diǎn)的位移達(dá)到負(fù)極大，則這列簡(jiǎn)諧波的波速等于多少？則這列簡(jiǎn)諧波的波速等于多少？ab2021/3/941變化四：變化四：若取消原題中若取消原題中 “向右向右” ” 、“波長(zhǎng)波長(zhǎng)” ” 和和“第一次第一次”的條件，的條件，（1 1）當(dāng)波向右傳播時(shí)，同）當(dāng)波向右傳播時(shí)，同變化三變化三 （2 2）當(dāng)波向左傳播時(shí)）當(dāng)波向左傳播時(shí)例例4 4原題：原題：如圖，一根水平長(zhǎng)繩上的如圖，一根水平長(zhǎng)繩上的a a、b b兩點(diǎn)，相距為