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1、机械波复习机械波复习 机机械械波波定义定义形成条件形成条件类型类型描述描述波的图象波的图象公式法公式法现现象象波的衍射波的衍射波的干涉波的干涉多普勒效应多普勒效应波的叠加波的叠加惠惠更更斯斯原原理理波线波线波面波面 机械波机械波v机械波机械波2 2、产生条件：产生条件：振源振源 介质介质 （二者缺一不可）（二者缺一不可）3 3、分类：分类：横波：波的传播方向与质点振动方向垂直。横波：波的传播方向与质点振动方向垂直。纵波：波的传播方向与质点振动方向共线。纵波：波的传播方向与质点振动方向共线。1 1、机械振动在介质中的传播形成机械波。机械振动在介质中的传播形成机械波。4 4、机械波的特点：机械波的

2、特点：机械波传播的是振动形式和能量，质点只在各自的平机械波传播的是振动形式和能量，质点只在各自的平 衡位置附近振动，并不随波迁移。衡位置附近振动，并不随波迁移。介质中各质点均做受迫振动，各质点的振动周期、频率介质中各质点均做受迫振动，各质点的振动周期、频率 和起振方向都与波源的振动周期和频率相同。和起振方向都与波源的振动周期和频率相同。离波源近的质点带动离波源远的质点依次振动。离波源近的质点带动离波源远的质点依次振动。时间上和空间上具有周期性，并且时间上一个周期对应时间上和空间上具有周期性，并且时间上一个周期对应 空间上一个周期。空间上一个周期。5 5、描述机械波的物理量（波的三要素）：描述机

3、械波的物理量（波的三要素）：波长波长：两个相邻的且在振动过程中对平衡位置的位两个相邻的且在振动过程中对平衡位置的位 移总是相等的质点间的距离。移总是相等的质点间的距离。波速波速v v：波在介质中的传播速度。由介质决定。波在介质中的传播速度。由介质决定。频率频率f f：波源的振动频率即为波的频率。由波源决定。波源的振动频率即为波的频率。由波源决定。1 12 27 73 34 45 56 69 98 8注：注：a a、波的三要素的关系：波的三要素的关系：v=s/t=/T=fv=s/t=/T=fb b、波长由介质和波源共同决定。波长由介质和波源共同决定。1)波源开始振动的方向波源开始振动的方向_。2

4、)A质点经质点经0.7S，第二次到达波峰位置，则波速，第二次到达波峰位置，则波速V=_。3)波谷传到波谷传到x=10m时，需经时，需经t=_；B质点位移质点位移_，振动方向振动方向_；C质点位移质点位移_，振动方向，振动方向_。4)从从t=0到波传到到波传到x=10m时间内，时间内，A质点运动的路程质点运动的路程_。5)画出画出A、B、C从此时刻开始的振动图像。从此时刻开始的振动图像。Y/cmY/cmX/m-6-4-202468105-5BAC波传播方向波传播方向在在t=0时刻波形如图时刻波形如图向上向上10m/s1.3 S0向上向上0向下向下50cm考点一：考点一：波的图象波的图象-5Y/c

5、mY/cmt/s00.20.40.60.85A质质点点振振动动图图象象Y/cmY/cmt/s00.20.40.60.85-5B质质点点振振动动图图象象Y/cmY/cmt/s00.20.40.60.85-5C质质点点振振动动图图象象例例1 1、在均匀媒质中，各点的平衡位置在同一直线上，相在均匀媒质中，各点的平衡位置在同一直线上，相邻两质点间的距离均为邻两质点间的距离均为a a，如图（，如图（a a）所示，振动由质点）所示，振动由质点1 1向右传播向右传播,质点质点1 1开始振动的速度方向竖直向上，经过时间开始振动的速度方向竖直向上，经过时间t t，前，前1313个质点第一次形成如图（个质点第一次

6、形成如图（b b）所示的波形，则该波）所示的波形，则该波的周期是的周期是_,_,波速是波速是_。1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14图（图（a）图（图（b）y/cmx/m1234056 5 -5v波动图象波动图象1 1、物理意义：物理意义：描述参与波动的所有质点在某时刻的位移。描述参与波动的所有质点在某时刻的位移。2 2、简谐波的波动图象特点：简谐波的波动图象特点：是一条正弦（或余弦）函数图象是一条正弦（或余弦）函数图象v3 3、从图象中可获取的信息从图象中可获取的信息 读：读：5 5vy/cmx/m123405A A、该时刻各质点的位移、该时刻各质点的位移判：判：

7、a a、该时刻各质点回复力，加速度的方向。该时刻各质点回复力，加速度的方向。vy/cmx/m123405 5 5b b、波的传播方向波的传播方向质点振动方向质点振动方向vy/cmx/m123405 5 5求：求：波速波速v v、质点在某段时间内路程、质点在某段时间内路程S S。y/cmx/m1234056 5 5y/cmt/s1234056 5 5画：画：平移法平移法tt时间前或时间前或tt时间后的波形图时间后的波形图y/cmx/m123405655 特殊点法特殊点法y/cmx/m1234056554 4、波动图象与振动图象的比较波动图象与振动图象的比较y/cmy/cmt/st/s0 0y/c

8、my/cmx/mx/m0 0振动图象振动图象波动图象波动图象图象图象研究对象研究对象研究内容研究内容物理意义物理意义图象获取的图象获取的信息信息图象变化图象变化一个振动质点一个振动质点没波传播方向上所有质点没波传播方向上所有质点一个质点位移随时一个质点位移随时间变化规律间变化规律某时刻所有质点的某时刻所有质点的空间分布规律空间分布规律表示一个质点各时刻表示一个质点各时刻的位移的位移表示某时刻各质点的位移表示某时刻各质点的位移读：读：A A、T T、x x。判：判：、a a、v v的方向的方向x x、a a、v v、E Ek k、E Ep p、的变化情况的变化情况。求：。求：路路程程S S。画：

9、。画：画出画出tt时间后的振时间后的振动图象动图象读：读：A A、x x。判。判：该时该时刻刻F F、a a 的方向。的方向。波的传播波的传播方向或质点振动方向方向或质点振动方向。求：。求：v v、S S。画：画：tt时间前或时间前或tt时间时间后的波形图后的波形图 随时间图象延续已有图象不变随时间图象延续已有图象不变随时间图象沿波传播方向平移随时间图象沿波传播方向平移T T y/cmx/m12340560.50.5t=2st=2s，T=4sT=4s。波动图象波动图象5 5、波动图象与振动图象的相互转化波动图象与振动图象的相互转化P PQ QP PQ Qy/cmt/s12340560.50.5

10、振动图象振动图象P P振动图象振动图象y/cmt/s1200.50.5P P点离波源点离波源50 m50 m，波速，波速v=10 m/sv=10 m/s，作出，作出2s2s末时的波形图。末时的波形图。20400.5波动图象波动图象y/cmx/m00.5P Pv波动图象中的多解问题波动图象中的多解问题 多解的原因多解的原因波传播的空间周期性导致多解。波传播的空间周期性导致多解。例例2 2、如图，波向右传播，如图，波向右传播，ab=sab=s，当，当a a点位于波峰时，点位于波峰时，b b点点恰好位于平衡位置，且向下运动，则该列波所有波长的可恰好位于平衡位置，且向下运动，则该列波所有波长的可能值是

11、多少？能值是多少？a ab b波振动的时间周期性导致多解。波振动的时间周期性导致多解。a ab b例例3 3、如图，波向右传播，当如图，波向右传播，当a a点位于波峰时，点位于波峰时，b b点恰好位点恰好位于平衡位置且向下运动，经过时间于平衡位置且向下运动，经过时间t t，a a点回到平衡位置且点回到平衡位置且向下运动，向下运动，b b点恰好达到波谷，则该列波的周期可能值是点恰好达到波谷，则该列波的周期可能值是多少？多少？波传播方向的双向性导致多解。波传播方向的双向性导致多解。例例4 4、如图，如图，ab=sab=s，且小于一个波长，且小于一个波长，当当a a点位于波峰时，点位于波峰时，b b

12、点恰好位于平衡位置，且向下运动，则该波波长的可能点恰好位于平衡位置，且向下运动，则该波波长的可能值是多少？值是多少？a ab b 常见题型常见题型由两个时刻的波形图求有关参量。由两个时刻的波形图求有关参量。根据传播方向上两质点的振动情况求有关物理量。根据传播方向上两质点的振动情况求有关物理量。例例5 5、如图，如图，ab=sab=s，当，当a a点位于波峰时，点位于波峰时，b b点恰好位于平衡点恰好位于平衡位置且向下运动，经过时间位置且向下运动，经过时间t t后，后，a a点回到平衡位置且向下点回到平衡位置且向下运动，运动，b b点恰好到达波谷，则这列波的波速可能值是多少？点恰好到达波谷，则这

13、列波的波速可能值是多少？a ab b例例6 6、如图所示，一列横波沿直线如图所示，一列横波沿直线abab传播，某时刻相距为传播，某时刻相距为s s的的a a、b b间只有一个波峰，且间只有一个波峰，且a a、b b处两质点此时刻都过平衡处两质点此时刻都过平衡位置，从此时刻开始经过时间位置，从此时刻开始经过时间t t，b b处质点第一次到达波峰处质点第一次到达波峰位置，若波向左传播，则这列波的波速大小可能为（位置，若波向左传播，则这列波的波速大小可能为（）A A、3s/2t B3s/2t B、s/4t Cs/4t C、3s/4t D3s/4t D、s/6ts/6ta ab bABCDABCD例例

14、7 7、在介质中波的传播方向上有个两个质点在介质中波的传播方向上有个两个质点P P、Q Q，它们，它们的平衡位置间的距离为的平衡位置间的距离为1.2m1.2m，且大于，且大于1 1个波长，已知介质个波长，已知介质中波速为中波速为2m/s2m/s，P P和和Q Q的振动图象如图所示，求振动周期的振动图象如图所示，求振动周期的可能值。的可能值。y/cmt/sPQ例例8 8、如图所示的实线和虚线分别表示如图所示的实线和虚线分别表示t t1 1=0=0和和t t2 2=0.5=0.5时的时的波形图象。波形图象。波速的所有可能值及最小波速？波速的所有可能值及最小波速？如果波沿如果波沿x x轴正方向传播且

15、轴正方向传播且3Tt3Tt2 2t t1 1 4T,4T,则波的传播速则波的传播速 度为多大？度为多大？如果波沿如果波沿x x轴负方向传播，且轴负方向传播，且2Tt2Tt2 2t t1 1 4T,4T,则波速为多则波速为多 大？大？如果如果波传播速度是波传播速度是84m/s84m/s，则该波的传播方向如何？，则该波的传播方向如何？y/cmx/m482610121416例例9 9、一列简谐横波在某时刻的波动图象如图所示，质点一列简谐横波在某时刻的波动图象如图所示，质点M M在该时刻的振动速度为在该时刻的振动速度为v v，经过，经过0.2s0.2s，M M质点的速度仍为质点的速度仍为v v，再经过

16、，再经过0.2s0.2s，M M质点的速度大小为质点的速度大小为v v，而方向改变，则，而方向改变，则该简谐波（该简谐波（）A A、向左传播，波速、向左传播，波速v=10m/sv=10m/sB B、向左传播，波速、向左传播，波速v=5m/sv=5m/sC C、向右传播，波速、向右传播，波速v=10m/sv=10m/sD D、向右传播，波速、向右传播，波速v=15m/sv=15m/sy/cmx/m24MBDBDv波的叠加原理波的叠加原理 几列波相遇时能够保持各自的状态而不互相干扰，在几列波相遇时能够保持各自的状态而不互相干扰，在几列波重叠的区域里，任何一个质点的总位移，都等于这几列波重叠的区域里

17、，任何一个质点的总位移，都等于这几列波分别引起的位移的矢量和。几列波分别引起的位移的矢量和。v波的特性波的特性1 1、波的衍射、波的衍射产生明显衍射现象的条件：产生明显衍射现象的条件：波绕过障碍物继续传播的现象。波绕过障碍物继续传播的现象。障碍物或孔的尺寸比波长小或与波长相差不多障碍物或孔的尺寸比波长小或与波长相差不多2 2、波的干涉、波的干涉频率相同的两列波叠加，使某些区域的振动加强，某些频率相同的两列波叠加，使某些区域的振动加强，某些区域的振动减弱，并且振动加强和振动减弱的区域相互间区域的振动减弱，并且振动加强和振动减弱的区域相互间隔的现象。隔的现象。s s1 1s s2 2强强弱弱弱弱

18、强强强强弱弱弱弱s s1 1s s2 2eabcdfg振动加强区振动加强区振幅大于一列波时的振幅振幅大于一列波时的振幅 振动减弱区振动减弱区振幅小于一列波时的振幅振幅小于一列波时的振幅加强区永远是加强区；减弱区永远是减弱区。加强区永远是加强区；减弱区永远是减弱区。产生稳定干涉的条件：产生稳定干涉的条件：两列波频率相同、振动方向相同、相位差稳定两列波频率相同、振动方向相同、相位差稳定相干波源。相干波源。加强区的振动位移不一定都比减弱区内各点的振动位移大。加强区的振动位移不一定都比减弱区内各点的振动位移大。判断某点振动加强或减弱的方法判断某点振动加强或减弱的方法:两波源振动情况完全相同：两波源振动

19、情况完全相同：ss =s=s1 1P-sP-s2 2P=N P=N 振动加强点振动加强点 ss =s=s1 1P-sP-s2 2P P =（2N+1)/2 2N+1)/2 振动减弱点振动减弱点 S1S2Pssv多普勒效应多普勒效应2、观察者与波源接近观察者与波源接近观察者接收到的频率增大观察者接收到的频率增大3、观察者与波源远离观察者与波源远离观察者接收到的频率减小观察者接收到的频率减小sABCD1、由于波源与观察者之间的相对运动，使观察者感到由于波源与观察者之间的相对运动，使观察者感到 频率发生变化的现象。频率发生变化的现象。sABCD例例1111、如图所示，在直线如图所示，在直线PQPQ垂

20、直线垂直线OMOM上有上有A A、B B两个声源，两个声源，A A、B B分别距分别距o o点点6m6m和和1m1m，两个声源同时不断向外发出长都，两个声源同时不断向外发出长都为为2m2m的完全相同的声波，在直线的完全相同的声波，在直线PQPQ上从上从到到+的范围内的范围内听不到声音的小区域共有（听不到声音的小区域共有（）A A、无穷多个、无穷多个B B、5 5个个C C、4 4个个D D、3 3个个 PQABMOB B例例1212、如图所示，波源在如图所示，波源在S S点，点，M M、N N是两块挡板，其中是两块挡板，其中M M板定，板定，N N板可以左右移动，两板间有一条狭缝，此时测板可以

21、左右移动，两板间有一条狭缝，此时测得得A A点处质点没有振动，若要使点处质点没有振动，若要使A A点处质点也振动起来，点处质点也振动起来，可采用的方法的是（可采用的方法的是（）A A、增大波源的频率、增大波源的频率B B、减小波源的频率、减小波源的频率C C、将、将N N板向右移板向右移D D、将、将N N板向左移板向左移MNASBDBD训练训练在均匀介质中选取平衡位置在同一直线上的在均匀介质中选取平衡位置在同一直线上的9个个质点，相邻两质点的距离均为质点，相邻两质点的距离均为L，如图，如图(a）所示一列）所示一列横波沿该直线向右传播，横波沿该直线向右传播，t=0时到达质点时到达质点1，质点，质点1开始开始向下运动，经过时间向下运动，经过时间t第一次出现如图（第一次出现如图（b）所示的波）所示的波形则该波的形则该波的 （A）周期为）周期为t，波长为，波长为8L （B）周期为）周期为 t，波长为，波长为8L（C）周期为）周期为 t，波速为，波速为12L/t （D）周期为）周期为t，波速为，波速为8L/t