2024届高三物理一轮复习课件：第二节 机械波的描述

第二节 机械波的描述 第三章 机械波 1.机械波的图像 波动图像(y-x图) 某一时刻各个质点的位移 x 轴:在波传播方向上各质点的平衡位置 y 轴:某时刻各质点偏离平衡位置的位移 正方向 负方向 1.机械波的图像 波动图像(y-x图) 某一时刻各个质点的位移 x 轴:在波传播方向上各质点的平衡位置 y 轴:某时刻各质点偏离平衡位置的位移 振动图像(x-t图) 某个质点在各个时刻的位移 t 轴:时间 x 轴:质点偏离平衡位置的位移 2.描述机械波的物理量 （1）波长λ：对平衡位置的位移总是相同的两个相邻质点之间的距离. ①横波的相邻波峰或者波谷的距离等于横波波长； ②纵波的相邻最密部或者最疏部的距离等于纵波波长。 ③相距λ整数倍（λ/2奇数倍）的质点振动步调总是相同（相反）的 2.描述机械波的物理量 （2）周期T：机械波传播一个波长的时间正好等于波源的振动周期 质点每振动1/4周期，波向传播1/4波长 2.描述机械波的物理量 （3）波速v：振动状态在介质中传播的速度（只与介质和温度有关） 波速、波长和周期（频率）的关系 介质决定 波源决定 2.描述机械波的物理量 【例1—三维设计P80】如图所示，停在水面上的两艘船相距24 m。一列水波在湖面上传播开来，使船每分钟上下振动20次。当甲船位于波峰时，乙船位于波谷，这时两船之间还有另一个波峰。将水波视为横波， （1）求这列水波的波长和波速。 （2）拓展：若中间有n个波峰，这列水波的波速。 3.波的图像的理解与应用 【三维设计P77】主要题型之一： （1）带动法：先振动的质点带动邻近的后振动的质点。 （2）上下坡法：沿波的传播方向看，“上坡”的点向下运动，“下坡”的点向上运动，简称“上坡下，下坡上”。 波的传播方向 质点的振动方向 3.波的图像的理解与应用 【例2】一列简谐横波在t=0时的波形图如图所示。介质中 x=2ｍ的质点P沿y轴方向做简谐运动的表达式为 （1）由图确定这列波的波长与振幅。 （2）求出这列波的波速。 （3）试判定这列波的传播方向。 3.波的图像的理解与应用 【例3—课本P89】一列横波的波长是80 cm，波幅是 20 cm.它从左向右传播，在某一刻，原点O处的质点正向上运动. 请在图中画出此时刻这一列波的图像. 3.波的图像的理解与应用 主要题型之二：求波在任意时刻的波形图 描点法：先找出两点（平衡位置、波峰或波谷）并确定其运动方向；然后确定经Δt时间内这两点所达到位置；最后按正弦规律画出新的波形。 3.波的图像的理解与应用 【例4—课本P90】如图（a）所示是某一列机械波在t=1.0s时的图像，如图（b）所示是这一列波上点 P的振动图像. （1）求这一列波的波速. （2）在图（a）中画出经过3.5s时的波形 （3）求再经过3.5s时点P的路程和位移. 3.波的图像的理解与应用 【问题】图中实线为t＝0时刻的波形图，虚线为t＝0.1s时刻的波形图。据此能否判定波的传播方向？ 3.波的图像的理解与应用 【三维设计P94】主要题型之三： (1)传播方向的不确定性。 周期性：波每传播nλ( 即经过nT，n=1、2、3...)，波图像图像复原一次 (2)某过程时间间隔对应周期个数的不确定性。 (3)沿传播方向某两点间距对应波长个数的不确定性。 波的多解性 3.波的图像的理解与应用 【例5—三维设计P94】一列简谐横波图像如图所示，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＝0.5 s，问： （1）①如果波是向右传播的，波速的表达式？ ②如果波是向左传播的，波速的表达式？ （2）若波向左传播，且3T＜Δt＜4T，波速为多大？ （3）若波速v＝68 m/s，则波向哪个方向传播？ 3.波的图像的理解与应用 【例6—课本P89，多选】有一列沿水平绳传播的简谐横波，其频率为 10 Hz，振动方向沿竖直方向. 当绳上的质点P向下经过平衡位置时，其右方0.6 m 处的质点 Q 刚好到达最高点，则波速和波的传播方向为 A.8m/s，向右传播 B.8m/s，向左传播 D.24 m/s，向左传播 C. 24 m/s，向右传播 3.波的图像的理解与应用 【例7—课本P89，多选】一列简谐横波沿x轴正方向传播，轴上x=0处的质点振动图像如图（a）所示，x2=1m处的质点的振动图像如图（b）所示，则此列波的波速可能等于 A.1000m/s B.333m/s C.143m/s D.11m/s $$