波的形成和描述

關(guān)于波的形成和描述第1頁，課件共67頁，創(chuàng)作于2023年2月第2頁，課件共67頁，創(chuàng)作于2023年2月一.波的形成和傳播第3頁，課件共67頁，創(chuàng)作于2023年2月第4頁，課件共67頁，創(chuàng)作于2023年2月第5頁，課件共67頁，創(chuàng)作于2023年2月第6頁，課件共67頁，創(chuàng)作于2023年2月1.橫波：質(zhì)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、波的分類（橫波與縱波）特征：具有交替出現(xiàn)的波峰和波谷.第7頁，課件共67頁，創(chuàng)作于2023年2月縱波：質(zhì)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8頁，課件共67頁，創(chuàng)作于2023年2月各質(zhì)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(zhì)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(jìn)行研究。2.縱波第9頁，課件共67頁，創(chuàng)作于2023年2月三.波的描述第10頁，課件共67頁，創(chuàng)作于2023年2月第11頁，課件共67頁，創(chuàng)作于2023年2月波長波的周期和頻率波速OyAA-第12頁，課件共67頁，創(chuàng)作于2023年2月對波長的理解(1)在波的傳播方向上，兩個相鄰的、振動步調(diào)總是相同的質(zhì)點間的距離．(2)質(zhì)點振動一個周期，波傳播的距離．(3)在橫波中兩個相鄰的波峰(或兩個相鄰的波谷)之間的距離；在縱波中兩個相鄰的密部(或兩個相鄰的疏部)之間的距離．(4)波長反映了機(jī)械波在傳播過程中的空間周期性．第13頁，課件共67頁，創(chuàng)作于2023年2月第14頁，課件共67頁，創(chuàng)作于2023年2月關(guān)于機(jī)械波的頻率(1)在波的傳播過程中，介質(zhì)中的各質(zhì)點均做受迫振動，各質(zhì)點的振動頻率都等于波源的振動頻率．(2)當(dāng)波從一種介質(zhì)傳播到另一種介質(zhì)時，波的頻率保持不變．第15頁，課件共67頁，創(chuàng)作于2023年2月第16頁，課件共67頁，創(chuàng)作于2023年2月對波速的理解(1)波在均勻介質(zhì)中勻速傳播，波速就是指波在介質(zhì)中的傳播速度．(2)波速的大小完全由介質(zhì)和波的性質(zhì)決定，與波的頻率無關(guān)．(3)在同種介質(zhì)中，縱波和橫波的傳播速度是不同的．同一類機(jī)械波在同一種均勻介質(zhì)中傳播的速度相同．第17頁，課件共67頁，創(chuàng)作于2023年2月

波速與振動速度不同，波速是介質(zhì)中波的傳播速度，振動速度是指質(zhì)點的振動速度，波動中各質(zhì)點都在平衡位置附近做變速運動，而波在均勻介質(zhì)中是勻速傳播．第18頁，課件共67頁，創(chuàng)作于2023年2月1．振動圖象和波動圖象的比較兩種圖象比較內(nèi)容振動圖象波的圖象研究對象一個振動質(zhì)點沿波傳播方向上的所有質(zhì)點圖象意義一質(zhì)點位移隨時間變化規(guī)律某時刻所有質(zhì)點相對平衡位置的位移第19頁，課件共67頁，創(chuàng)作于2023年2月兩種圖象比較內(nèi)容振動圖象波的圖象圖象特點圖象信息(1)振動周期(2)振幅(3)各時刻質(zhì)點位移、速度、加速度(包括大小、方向)(1)波長、振幅(2)任意一質(zhì)點此刻的位移(3)任意一質(zhì)點在該時刻加速度方向第20頁，課件共67頁，創(chuàng)作于2023年2月兩種圖象比較內(nèi)容振動圖象波的圖象圖象變化隨時間推移圖象延續(xù)，但原有形狀不變隨時間推移圖象沿傳播方向平移一完整曲線對應(yīng)橫坐標(biāo)一個周期一個波長第21頁，課件共67頁，創(chuàng)作于2023年2月第22頁，課件共67頁，創(chuàng)作于2023年2月1．機(jī)械波在給定的介質(zhì)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B．振幅越大，則波傳播的速度越慢C．在一個周期內(nèi)，振動質(zhì)點走過的路程等于一個

波長D．振動的頻率越高，則波傳播一個波長的距離所用

的時間越短第23頁，課件共67頁，創(chuàng)作于2023年2月解析：波的傳播速度由介質(zhì)決定，故A、B錯誤．在一個周期內(nèi)，振動質(zhì)點只是在自己的平衡位置附近上下振動，路程為4A，C錯．由于在給定的介質(zhì)中，故波速一定，由v＝λf可知D正確．答案：D第24頁，課件共67頁，創(chuàng)作于2023年2月2．波的傳播方向與質(zhì)點振動方向的確定(1)第25頁，課件共67頁，創(chuàng)作于2023年2月2．簡諧橫波在x軸上傳播，某時刻的波形如圖7－2－1所示，已知此時質(zhì)點F沿y軸負(fù)方向運動，則(

)A．此波向x軸負(fù)方向傳播

B．質(zhì)點D此時向y軸負(fù)方向運動C．質(zhì)點E的振幅為零D．質(zhì)點B將比C先回到平衡位置第26頁，課件共67頁，創(chuàng)作于2023年2月解析：根據(jù)F點的振動方向可判斷波沿x軸負(fù)方向傳播，波上任意質(zhì)點的振幅都相等．答案：AB第27頁，課件共67頁，創(chuàng)作于2023年2月1．傳播方向不確定出現(xiàn)多解波總是由波源出發(fā)，并由近及遠(yuǎn)地向前傳播．波在介質(zhì)中傳播時，介質(zhì)中的各個質(zhì)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不能確定波的傳播方向或者不能確定質(zhì)點的振動方向，則需要分情況進(jìn)行討論，此時就會出現(xiàn)多解現(xiàn)象．第28頁，課件共67頁，創(chuàng)作于2023年2月2．兩質(zhì)點間位置關(guān)系不確定出現(xiàn)多解在波的傳播方向上，如果兩個質(zhì)點間的距離不確定或相位之間關(guān)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(yīng)根據(jù)題意在兩質(zhì)點間先畫出最短的波形圖，然后再分別分析．第29頁，課件共67頁，創(chuàng)作于2023年2月3．傳播距離與波長關(guān)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(zhì)點振動的步調(diào)是完全相同的；但如果題目中沒有給定波的傳播距離Δx與波長λ之間的大小關(guān)系，就會出現(xiàn)多解現(xiàn)象．第30頁，課件共67頁，創(chuàng)作于2023年2月4．時間間隔與周期關(guān)系不確定出現(xiàn)多解在波向前傳播的過程中，質(zhì)點在各自平衡位置兩側(cè)做簡諧運動．由于簡諧運動具有周期性而出現(xiàn)多解．即若某一時刻t各振動質(zhì)點形成一波形，經(jīng)過時間Δt＝nT(n＝0,1,2，…)，各振動質(zhì)點將回到原來狀態(tài)，則t＋Δt＝t＋nT時刻的波形與t時刻的波形重合．第31頁，課件共67頁，創(chuàng)作于2023年2月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(zhì)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)表示波的傳播距離．第32頁，課件共67頁，創(chuàng)作于2023年2月3．一根張緊的水平彈性長繩上的a、b兩點相距4.2m，b點在a點的右方，一列簡諧波沿水平繩向右傳播，波速為20m/s，波長大于2m．某時刻，b點達(dá)到波峰位置，而a點正處于平衡位置且向上運動．則這列波的周期可能是 (

)A．0.12s

B．0.28sC．0.168s D．0.84s第33頁，課件共67頁，創(chuàng)作于2023年2月解析：如圖所示，a點向上運動，b點達(dá)到波峰且在a點的右方，滿足這一條件的關(guān)系式為第34頁，課件共67頁，創(chuàng)作于2023年2月Δx＝(n＋)λ則λ＝m.當(dāng)n＝0時，λ1＝5.6m，當(dāng)n＝1時，λ2＝2.4m，波長只有這兩個數(shù)值能滿足波長大于2m的條件．由T＝，解得T1＝0.28s，T2＝0.12s.答案：AB第35頁，課件共67頁，創(chuàng)作于2023年2月第36頁，課件共67頁，創(chuàng)作于2023年2月(2009·四川高考)如圖7－2－2所示為一列沿x軸負(fù)方向傳播的簡諧橫波，實線為t＝0時刻的波形圖，虛線為t＝0.6s時的波形圖，波的周期T>0.6s，則(

)第37頁，課件共67頁，創(chuàng)作于2023年2月A．波的周期為2.4sB．在t＝0.9s時，P點沿y軸正方向運動C．經(jīng)過0.4s，P點經(jīng)過的路程為4mD．在t＝0.5s時，Q點到達(dá)波峰位置第38頁，課件共67頁，創(chuàng)作于2023年2月[思路點撥]

解答該題應(yīng)注意以下幾點：(1)由實線波至虛線波所需時間．(2)t＝0.5s及t＝0.9s時的波形．(3)振動方向的判斷方法，“上坡下，下坡上”．第39頁，課件共67頁，創(chuàng)作于2023年2月[課堂筆記]

波向x軸負(fù)向傳播，T＞0.6s，由波形圖可知

λ＝Δx，用時間t＝0.6s＝T，T＝0.8s，A錯．t＝0.9s＝T＋0.1s，P點沿y軸負(fù)方向運動，B錯．經(jīng)0.4s，P點運動半個周期，經(jīng)過的路程為0.4m，C錯．t＝0時x＝10m處質(zhì)點處在波峰，經(jīng)0.5s，波峰向左傳Δx′＝5m，即Q點到達(dá)波峰位置，故D正確．[答案]

D第40頁，課件共67頁，創(chuàng)作于2023年2月波的傳播方向和質(zhì)點的振動方向互判問題有較多的方法，如“特殊點法”、“上下坡法”、“微平移法”等，不論哪種方法，深刻理解波的產(chǎn)生和傳播過程是熟練應(yīng)用的基礎(chǔ)和關(guān)鍵.第41頁，課件共67頁，創(chuàng)作于2023年2月圖7－2－3甲為一列簡諧橫波在某一時刻的波形圖，圖7－2－3乙為質(zhì)點P以此時刻為計時起點的振動圖象，從該時刻起 (

)第42頁，課件共67頁，創(chuàng)作于2023年2月第43頁，課件共67頁，創(chuàng)作于2023年2月A．經(jīng)過0.35s時，質(zhì)點Q距平衡位置的距離小于質(zhì)點P距平衡位置的距離B．經(jīng)過0.25s時，質(zhì)點Q的加速度大于質(zhì)點P的加速度C．經(jīng)過0.15s時，波沿x軸的正方向傳播了3mD．經(jīng)過0.1s時，質(zhì)點Q的運動方向沿y軸正方向第44頁，課件共67頁，創(chuàng)作于2023年2月[思路點撥]

(1)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．(2)再從振動圖象中找出某一質(zhì)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．第45頁，課件共67頁，創(chuàng)作于2023年2月[課堂筆記]

t＝0時刻從乙圖可知甲圖中P點振動方向沿y軸負(fù)向，所以甲圖中波沿x軸正方向傳播，甲圖中各個質(zhì)點的振動周期相同，均為0.2s；經(jīng)過0.35s即7/4個周期，質(zhì)點P位于正的最大位移(即波峰)，而質(zhì)點Q正離開平衡位置向y軸負(fù)方向運動的過程中，位移還未達(dá)到最大值，故A正確；經(jīng)過0.25s即5/4個周期，質(zhì)點P處于負(fù)向最大位移，而質(zhì)點Q的位移未達(dá)到最大值，加速度與位移大小成正比，故B錯；根據(jù)波速公式v＝＝20m/s，根據(jù)s＝vt可知C正確；經(jīng)過0.1s即1/2個周期，質(zhì)點Q的運動方向沿y軸負(fù)方向，故D錯．[答案]

AC第46頁，課件共67頁，創(chuàng)作于2023年2月解決此類題的關(guān)鍵是搞清振動圖象與波動圖象的區(qū)別與聯(lián)系.第47頁，課件共67頁，創(chuàng)作于2023年2月

(2008·天津高考)如圖7－2－4所示，一列簡諧橫波沿直線由a向b傳播，相距10.5m的a、b兩處的質(zhì)點振動圖象如圖中a、b所示，則 (

)A．該波的振幅可能是20cmB．該波的波長可能是8.4mC．該波的波速可能是10.5m/sD．該波由a傳播到b可能歷時7s第48頁，課件共67頁，創(chuàng)作于2023年2月[思路點撥]

第49頁，課件共67頁，創(chuàng)作于2023年2月[課堂筆記]

由振動圖象知該波的振幅應(yīng)為10cm，A錯誤；a、b之間的距離滿足10.5m＝kλ＋λ(k＝0,1,2，…)，則λ＝m(k＝0,1,2，…)，根據(jù)k的取值，波長不能為8.4m，B錯誤；由振動圖象知周期T＝4s，波速v＝(k＝0,1,2，…)，根據(jù)k的取值，波速不能為10.5m/s，C錯誤；該波由a傳播到b用時t＝＝4k＋3(k＝0,1,2，…)，根據(jù)k的取值知，選項D正確．[答案]

D第50頁，課件共67頁，創(chuàng)作于2023年2月(1)波的多解問題是高考中的熱點，分析多解問題的關(guān)鍵是明確形成多解的可能情況．(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．①波傳播的距離和波長關(guān)系；②傳播時間與周期關(guān)系；③波傳播的方向．第51頁，課件共67頁，創(chuàng)作于2023年2月第52頁，課件共67頁，創(chuàng)作于2023年2月1．(2009·重慶高考)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7－2－5所示．以下說法正確的是 (

)第53頁，課件共67頁，創(chuàng)作于2023年2月A．聲波在水中波長較大，b是水中聲波的波形曲線B．聲波在空氣中波長較大，b是空氣中聲波的波形曲線C．水中質(zhì)點振動頻率較高，a是水中聲波的波形曲線D．空氣中質(zhì)點振動頻率較高，a是空氣中聲波的波形曲線第54頁，課件共67頁，創(chuàng)作于2023年2月解析：波的頻率取決于波源的振動頻率，與介質(zhì)無關(guān)，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．但機(jī)械波在介質(zhì)中傳播的速度只取決于介質(zhì)性質(zhì)，與波的頻率無關(guān)．聲波在水中傳播的速度大于在空氣中傳播的速度，再由v＝λf知，聲波應(yīng)在水中的波長較大，對應(yīng)于題圖中波形曲線b，故只有A正確．答案：A第55頁，課件共67頁，創(chuàng)作于2023年2月2．(2010·石家莊模擬)汶川地震主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釋放而引起的強(qiáng)烈振動．地震波分三種：縱波(P波)，vP＝9.9km/s；橫波(S波)，vS＝4.5km/s；面波(L波)，vL＝1.4km/s.若某地震觀測臺T記錄到的地震曲線如圖7－2－6所示，在曲線上測得P波與S波的時間差為8s．下列說法正確的是 (

)第56頁，課件共67頁，創(chuàng)作于2023年2月A．a(chǎn)處的波形是P波，c處的波形是L波B．a(chǎn)處的波形是L波，c處的波形是P波C．觀測臺T到震源的距離約是43.2kmD．觀測臺T到震源的距離約是66km第57頁，課件共67頁，創(chuàng)作于2023年2月解析：考查機(jī)械振動與機(jī)械波．從地震波的三種波速可看出P波速度最大，最先到達(dá)地震觀測臺，L波速度最小，最后到達(dá)觀測臺，故A對B錯；地震震源到觀測臺的距離s＝vPt＝vS(t＋8)，解得s＝66km，C錯D對．答案：AD第58頁，課件共67頁，創(chuàng)作于2023年2月3．(2010·鎮(zhèn)海模擬)一列簡諧波某時刻的波形如圖7－2－7甲所示，圖乙為該波在傳播的介質(zhì)中某質(zhì)點此后一段時間內(nèi)的振動圖象，則 (

)第59頁，課件共67頁，創(chuàng)作于2023年2月A．若波沿x軸正方向傳播，圖乙為a質(zhì)點的振動圖象B．若波沿x軸正方向傳播，圖乙為b質(zhì)點的振動圖象C．若波沿x軸負(fù)方向傳播，圖乙為c質(zhì)點的振動圖象D．若波沿x軸負(fù)方向傳播，圖乙為d質(zhì)點的振動圖象第60頁，課件共67頁，創(chuàng)作于2023年2月解析：由圖乙知，開始時質(zhì)點位于平衡位置，故A、C錯；質(zhì)點開始時向y軸正方向運動．若波沿x軸正方向傳播，b沿y軸正方向運動，d沿y軸負(fù)方向運動，故B正確；若波沿x軸負(fù)方向傳播，b沿y軸負(fù)方向運動，d沿y軸正方向運動，故D正確，所以選B、D.答案：B