3.2波的描述 课件-2023-2024学年高二上学期物理人教版（2019）选择性必修第一册

3.2 波的描述 波长、频率和波速 波的图象的基本应用 波的图像 目录 CONTENTS 1 2 3 知识回顾： 一、机械波 1．介质(1)定义：绳、弹簧、水、空气等__波__借以传播的物质。(2)特点：组成介质的质点之间有__相互作用__，一个质点的振动会引起相邻质点的振动。2．形成：机械振动在__介质__中传播，形成机械波。3．两个产生条件：(1)要有__振源__。(2)要有传播振动的__介质__。4．传递的三个特点(1)介质中的机械波传播时，介质本身并不随波一起传播，它传播的只有__振动__这种运动形式。(2)波是传递__能量__的一种方式。(3)波可以传递__信息__。 3 观察水波，可以看出波在空间、时间上具有周期性，我们能否用图像的方法来描述一列波呢？如果能，坐标轴表示的是什么物理量？ 4 一、波的图像 1.定义：用横坐标x表示在波传播方向上各个质点的平衡位置，用纵坐标y表示某一时刻各个质点偏离平衡位置的位移。波的图象也称波形图或波形曲线。 y ｏ Ａ －Ａ 5 2.图象的特点：横坐标：在波的传播方向上各个质点的平衡位置 纵坐标：某一时刻各个质点偏离平衡位置的位移 y ｏ Ａ －Ａ 3.简谐波：机械波的振源叫波源。当波源做简谐振动时，介质中其它质点也随振源作简谐振动，所形成的波的图象是正弦曲线。这是一种最基本、最简单的波，称为简谐波。 （1）波形图描述的是在某一时刻介质中各振动质点离开平衡位置的位移（集体照）． （2）振动图描述的是一个质点在一段时间内位移随时间的变化（单人录像） 4.波的图象与振动图象的区别： 7 二、波长、频率和波速 1.振幅A：图像的峰值。 2.波长：振动相位总是相同的相邻质点间的距离，相邻两个波峰或波谷之间的距离。 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。 8 二、波长、频率和波速 3.周期和频率：波源质点振动的周期（或频率）就是波的周期（或频率） 几点说明： a.波的周期（或频率）应由波源决定，与传播波的介质无关。 b.每经过一个周期的时间波就沿传播方向传播一个波长的距离。 c.波速由介质决定，同性质、不同频率的机械波在同种介质中的波速相同。 4.波速：机械波在介质中传播的速度。 9 练一练： 10 练一练： 1.图 3.2-6 为一列沿 x 轴正方向传播的简谐波在初始时刻的波形，试画出该简谐波经过极短一段时间后的波形图，并确定初始时刻图中 A、B、C、D 四个质点的振动方向及这段时间内质点速度大小的变化情况。 11 练一练： 2.简谐横波某时刻的波形如图3.2-7所示，P为介质中的一个质点，波沿x轴的正方向传播。 （1）此时刻与 0.25T时刻，质点 P 的速度与加速度的方向各是怎样的？ （2）经过一个周期，质点 P 通过的路程为多少？ （3）有同学说由此时刻起经过0.25T后，质点 P 通过的路程为 A0，你认为这种说法对吗？ 12 练一练： 3. 图 3.2-8 是一列波的图像。 （1）如果波沿着 x 轴的正方向传播，K、L、M 三个质点，哪一个最先回到平衡位置？ （2）如果波沿着 x 轴的负方向传播，K、L、M 三个质点，哪一个最先回到平衡位置？ 13 练一练： 4．一列横波某时刻的波形如图甲所示，图乙表示介质中某质点此后一段时间内的振动图像。 （1）若波沿x轴的正方向传播，图乙为K、L、M、N四点中哪点的振动图像？ （2）若波沿x轴的负方向传播，图乙为K、L、M、N四点中哪点的振动图像？ 14 练一练： 5．在空气中波长为1m的声波，由空气传入水中，声波在水中的频率和波长各是多少？（此时温度为0℃） 15 练一练： 6．湖面上停着A、B两条小船，它们相距20m。一列水波正在湖面上沿AB连线的方向传播，每条小船每分钟上下浮动20次。当A船位于波峰时，B船在波谷，两船之间还有一个波峰。求水波的波速。 16 感谢倾听 17 $$