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机械波
认识机械波,了解横波和
纵波
横波的图象
了解横波的图象
理解横波的图象特征
会解决横波图象
与简谐运动图象
的综合问题
波速、波长和频率
(周期)的关系
掌握波速、波长和频率(周
期)的关系
运用该关系进行计算
波的现象
认识波的干涉和衍射现
象、多普勒效应
知识点1机械波
1.机械波的产生
机械振动在介质中的传播形成机械波.
机械波的产生条件:必须要有波源和介质.
2?机械波的分类
横波:质点的振动方向与传播方向垂直,凸起的最高处叫波峰,凹下的最低处叫波谷.
纵波:质点的振动方向与传播方向在同一条直线上,质点分布最密的地方叫密部,质点分布最疏 的地方叫疏部.
特点
机械波在传播运动形式的同时,也将波源的能量传递出去.
机械波的传播过程中,质点在各自平衡位置附近振动,不随波迁移.
介质中各个质点的振动周期和频率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,各质点的起振方向相同.
波动图象
表示波的传播方向上,介质中的各个质点在同一时刻相对平衡位置的位移?简谐波的图象为正弦 或余弦曲线.
区分波动图象和振动图象
波动图象描述各个质点在某一时刻离开平衡位置的位移,振动图象描述一个质点在各个时刻离 开平衡位置的位移.
波动图象的横轴是各个质点的平衡位置,振动图象的横轴是时间轴.
具体对比如下表:
简谐振动的振动图像
机械波的波动图像
图像
v/m
函数
关系
一个质点做简谐运动时,它的位移 x随
时间t变化的关系
它在某一时刻某一直线上各个质点的位 置所形成的图线(横波)
坐
标
横
轴
一个质点振动的时间
各质点的平衡位置(距离)
纵
轴
一个质点不冋时刻相对平衡位置位移
冋一时刻,各质点相对各自平衡位置的位 移
形状
正弦函数或余弦函数的图像
由图像 可直观 得到的 数据
周期T
振幅A
波长
振幅A
波峰及波谷的位置
图像上
某一点
的意义
在某时刻(横轴坐标)做简谐运动的物
体相对平衡位置的位移(纵轴坐标)
在某时刻,距坐标原点的距离一定(横轴
坐标)的该质点的位移(纵坐标)
(3)横波的传播方向与质点振动方向的判断
微平移法:沿波的传播方向将波的图象做一个微小平移,然后由两条波形曲线来判断?如图甲
所示,虚线表示沿波的传播方向微平移波动图象后的图形,由图中可以看出, A质点运动方向向
上,B质点运动方向向下.
上下坡法:沿波的传播方向看,上坡的点向下振动,下坡的点向上振动,即 上坡下、下坡上”.如
图乙所示,将波动曲线看作人行走的路径,波的传播方向看作人行走的方向,则在 A点处,人正
在下坡,该处质点的振动方向向上; B点处,人正在上坡,该处质点的振动方向向下.
同侧法:质点的振动方向与波的传播方向在波的图象的同一侧. 如图丙所示,在波动图象上的 A
点沿水平方向作一个箭头表示波的传播方向,再在竖直方向作一个箭头表示质点振动方向,则这
两个箭头总是在波动曲线的同一侧.屮
两个箭头总是在波动曲线的同一侧.
屮
在波的图象上各质点振动方向的规律
质点的起振方向与波源开始振动的方向一定相同.
处于最大位移处(波峰或波谷)的质点一定将向平衡位置运动.
处于相邻的波峰和波谷之间的质点的振动方向一定相同;处于波峰(或波谷)两侧位移都为正 值(或都为负值)的质点的振动方向一定相反.
对于横波在最大位移两侧,哪侧附近的质点正向最大位移运动,波就向哪侧方向运动.
已知某时刻的波形图和波速可以画出在时间 A t前(或后)的波形图,具体方法是:
平移法:先算出经时间A t波传播的距离A x= vA t,再把波形逆着(若顺着)波的传播方向平移 Ax 即可,因为波动图像的重复性,若知波长 ,则波形平移n时波形不变,当Ax n x时,可采 取去整n留零x的方法,只需平移 x即可.
特殊点法:(若知周期T则更简单)
在波形上找两个特殊点,如过平衡位置的点和它相邻的峰(谷)点,先确定这两点的振动方向, 再看At=nT t,由于经nT波形不变,所以可采取去整nT留零t的方法,分别作出两特殊点经t后 的位置,然后按正弦规律画出新波形.
描述机械波的物理量
波长:两个相邻的、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叫波长?在横波中, 两个相邻波峰(或波谷)间的距离等于波长;在纵波中,两个相邻密部(或疏部)间的距离等于 波长.
频率:波的频率由波源决定,无论在什么介质中传播,波的频率都不变.
波速:单位时间内振动向外传播的距离.波速的大小由介质决定.
波速与波长和频率的关系: v f -.
T
波的现象
衍射
波绕过障碍物继续传播的现象叫做衍射.
产生明显衍射现象的条件:障碍物或孔的尺寸比波长小或与波长相差不多.
波的叠加:几列波相遇时,每列波都能够保持各自的状态继续传播而不互相干扰,只是在重
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