2.1机械波的产生.ppt
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2013年物理选修3-4册课件：第2章2.1
【答案】
AD 解决这类问题要关注波源的位置，
【方法总结】
确定介质质点的振动是由哪个质点带动的，然后 即可判断出该质点的速度方向．
对纵波和横波的理解
下列有关纵波和横波的说法中，正确的是 ( ) A．振源上下振动形成的波是横波 B．振源水平振动形成的波是纵波 C．波沿水平方向传播，质点上下振动，这类波 是横波 D．质点沿水平方向振动，波沿水平方向传播， 这类波是纵波
【方法总结】
横波是质点的振动方向与波的传
播方向相互垂直的波；纵波是质点的振动方向与 波的传播方向在同一直线上的波．区分横波和纵 波的依据是看波的传播方向与质点的振动方向之 间的关系．
变式训练 下列关于横波和纵波的说法中正确的 是( ) A．沿水平方向传播的叫横波 B．纵波在介质中可以沿任意方向传播 C．纵波和横波不可以同时在同一种介质中传播 D．凡是振动方向和波的传播方向在同一直线上 的波叫做纵波 解析：选BD.由横波和纵波的概念可以判断A错， D对；纵波可沿任意方向传播，如声波是纵波， 可以由波源向四周传播，故B对．在地震波中， 横波和纵波同时在地壳中传播，故C错.
(3)机械波传播的是波源的运动形式和波源提供的 能量，介质中各质点并不随波迁移，而是在自己 的平衡位置附近振动．在横波中，波动方向与振 动方向垂直，在均匀介质中，波是匀速传播的， 振动是变速运动． (4)介质中各质点靠弹力相互作用，前一质点带动 后一质点振动，后一质点跟着前一质点振动，故 可以看到前一质点的位置确定后一质点的运动方 向．此外，若不计能量损失，在均匀介质中各质 点振动的振幅应相同．
2．1 机械波的产生
课标定位
课前自主学案
2．1
核心要点突破
课堂互动讲练
知能优化训练
大学物理(机械波篇)ppt课件
液晶显示
利用偏振光的特性，实现液晶 屏幕对图像的显示和控制。
科学研究
在物理学、化学、生物学等领 域中，利用偏振光研究物质的 光学性质和结构特征。
06
总结回顾与拓展延伸
机械波篇重点知识点总结
机械波的基本概念
机械波是介质中质点间相互作用力引起的振动在介质中的传播。机械波的产生条件、传播方 式、波动方程等基本概念是学习的重点。
驻波形成条件 两列波的频率相同、振幅相等、相位差恒定。
3
驻波特点
波形固定不动，节点和腹点位置固定；相邻节点 间距离等于半波长；能量在节点和腹点之间来回 传递。
03
非线性振动和孤立子简介
非线性振动概念及特点
非线性振动定义
指振动系统恢复力与位移之间不满足线 性关系的振动现象。
振幅依赖性
振动频率和波形随振幅变化而变化。
当障碍物尺寸远大于波长时，衍射现象不 明显。
衍射规律
衍射角与波长成正比，与障碍物尺寸成反 比。
双缝干涉实验原理及结果分析
实验原理：通过双缝让 单色光发生干涉，形成 明暗相间的干涉条纹。
01
干涉条纹间距与光源波 长、双缝间距及屏幕到
双缝的距离有关。
03
05 通过测量干涉条纹间距，
可以计算出光源的波长。
天文学领域
通过测量恒星光谱中谱线的多普勒频移，可以推断出恒星相对于观察 者的径向速度，进而研究恒星的运动和宇宙的结构。
05
光的衍射、干涉和偏振现 象
光的衍射现象及规律总结
衍射现象：光在传播过程中遇到障碍物或 小孔时，会偏离直线传播路径，绕到障碍 物后面继续传播的现象。
当障碍物尺寸与波长相当或更小时，衍射 现象显著。
多个孤立子相互作用后，各自保持 原有形状和速度继续传播。
物理 机械波
【方法与知识感悟】 正确理解波的形成，应抓住以下 几点： (1)机械波传播的是机械振动这一运动形式和能量； (2)所有的质点都在其平衡位置附近振动，并不随波迁 移； (3)所有质点都在其前一个质点的驱动下做受迫振动， 故在无能量损失的情况下，各质点的周期、频率、振 幅都与波源的周期、频率、振幅相同，起振方向也与 波源的起振方向相同； (4)相距波长整数倍的两质点的振动情况完全相同，相 距半个波长的奇数倍的两质点的振动情况完全相反．
物理 机械波
一、机械波
1．形成和产生条件 (1)机械振动在介质中的传播，叫机械波．简谐运 动在 介质 中的传播叫简谐波． (2) 形成：介质可以看成是由大量质点构成，相邻 质点间有相互作用力，当介质中的某一质点发生 振动时，就会带动它周围的质点振动起来，形成 机械波． (3)产生的条件：①有波源，②有介质．
一完整曲 线在横轴 上跨越的 距离
2.振动图象与波动图象的联系
(1)由振动图象可确定波的传播周期，结合波动图象获 取的波长信息，可求波的传播速度；
(2)由振动图象确定质点的振动方向，从而联系波动图 象可确定波的传播方向； (3)由两个质点的振动图象可画出某时刻两质点间的波 动图象；
(4)由某时刻的波动图象可确定某质点的振动图象．
题型五：波的叠加问题 例5 两列简谐波沿x轴相向而行，波速均为v＝0.4m/s， 两波源分别位于A、B处，t＝0时的波形如图所 示．当t＝2.5 s时，M点的位移为 ________cm，N点 的位移为________cm.
【思路点拨】根据波的传播规律，先确定两列波分别 引起该质点振动的位移情况，再求合位移．
波动图象 (1)波长、振幅 (2)任意一质点此刻的 位移 (3)任意一质点在该时 刻的加速度的方向 (4)传播方向、振动方 向的互判
机械波的产生
密部 疏部
横波和纵波的比较
横波
质点振动方向与波的传 播方向垂直 举例： 举例：绳波等
纵波
质点振动方向与波的传 播方向在同一直线上 举例：声波、 举例：声波、弹簧波等
横波和纵波可以同时存在， 横波和纵波可以同时存在，例如地震波既 有横波又有纵波。 有横波又有纵波。
巩固练习：
1、下列说件： 形成机械波的条件：
(1)波源(产生机械振动的物体） (1)波源(产生机械振动的物体） 波源 (2)介质 传播机械振动的物质） 介质（ (2)介质（传播机械振动的物质）
问题与思考？ 1.有了振动就一定会形成波吗？ 2.观察绳波实验，波的传播方向和绳 上各点的运动方向有什么关系？绳 上各点会随波向前运动吗？ 3.每个起振点运动方向一样吗？ 运动周期一样吗？
一、机械波的产生： 机械波的产生：
当介质中某一质点发生振动时， 当介质中某一质点发生振动时，就会带动它周围的 质点振动起来， 质点振动起来，这些质点又会带动各自周围的质点发生 振动，这样，振动就在介质中逐渐传播开来。 振动，这样，振动就在介质中逐渐传播开来。
机械振动在介质中传播，形成机械波。 机械振动在介质中传播，形成机械波。
三、横波与纵波 横波：质点振动方向与波的传播方向垂直。 横波：质点振动方向与波的传播方向垂直。
在横波中，突起部分的最高点叫做波峰，凹下部 在横波中，突起部分的最高点叫做波峰， 分的最低点叫做波谷。 分的最低点叫做波谷。 波 峰
波 谷
纵波
纵波：质点振动方向与波的传播方向在同一直线上。 纵波：质点振动方向与波的传播方向在同一直线上。 在纵波中，质点分布最密的部分叫密部，质点分 在纵波中，质点分布最密的部分叫密部， 布最疏的部分叫疏部。 布最疏的部分叫疏部。
横波和纵波的比较
横波
质点振动方向与波的传 播方向垂直 举例： 举例：绳波等
纵波
质点振动方向与波的传 播方向在同一直线上 举例：声波、 举例：声波、弹簧波等
横波和纵波可以同时存在， 横波和纵波可以同时存在，例如地震波既 有横波又有纵波。 有横波又有纵波。
巩固练习：
1、下列说件： 形成机械波的条件：
(1)波源(产生机械振动的物体） (1)波源(产生机械振动的物体） 波源 (2)介质 传播机械振动的物质） 介质（ (2)介质（传播机械振动的物质）
问题与思考？ 1.有了振动就一定会形成波吗？ 2.观察绳波实验，波的传播方向和绳 上各点的运动方向有什么关系？绳 上各点会随波向前运动吗？ 3.每个起振点运动方向一样吗？ 运动周期一样吗？
一、机械波的产生： 机械波的产生：
当介质中某一质点发生振动时， 当介质中某一质点发生振动时，就会带动它周围的 质点振动起来， 质点振动起来，这些质点又会带动各自周围的质点发生 振动，这样，振动就在介质中逐渐传播开来。 振动，这样，振动就在介质中逐渐传播开来。
机械振动在介质中传播，形成机械波。 机械振动在介质中传播，形成机械波。
三、横波与纵波 横波：质点振动方向与波的传播方向垂直。 横波：质点振动方向与波的传播方向垂直。
在横波中，突起部分的最高点叫做波峰，凹下部 在横波中，突起部分的最高点叫做波峰， 分的最低点叫做波谷。 分的最低点叫做波谷。 波 峰
波 谷
纵波
纵波：质点振动方向与波的传播方向在同一直线上。 纵波：质点振动方向与波的传播方向在同一直线上。 在纵波中，质点分布最密的部分叫密部，质点分 在纵波中，质点分布最密的部分叫密部， 布最疏的部分叫疏部。 布最疏的部分叫疏部。
机械波形成和传播
课本27页 “做一做”：
纸屑会“随波逐流”吗？
4、下图是一列向右传播的简谐波，在波 中标出了ABCDE五个质点，下列说法正确 的是（ ） B A C A、五个质点的振幅相同 D E B、此时刻D和E的速度方向相同
C、此时刻A和C的加速度方向相同
D、从此时刻算起，B比C早回到平衡位置
课堂练习：
）
B.波源的振动能量随波传递
C.振动质点的频率随波的传播而减小
D.波源的能量靠振动质点的迁移随波传递
3.沿绳传播的一列机械波，当波源突然停止 振动时，有（ ） A.绳上各质点同时停止振动，横波立即消失
B.绳上各质点同时停止振动，纵波立即消失
C.离波源较近的质点先停止振动，较远的质 点稍后停止振动 D.离波源较远的质点先停止振动，较近的质 点稍后停止振动
A.树叶会飘移到池边,因为水波向池边传播 B.树叶不会飘移,因为树叶所处的水不能随 波移动 C.树叶不会飘移,因为树叶的运动方向与水 波的传播方向垂直 D.树叶可能飘移到池边
2．关于横波与纵波的说法正确的是（ D ）
A ．质点上下振动形成的波就是横波
B ．质点水平振动的波就是纵波
C ．质点沿水平方向振动，波沿水平方向传播，这 类波就是纵波 E ．声波是纵波，地震波既有横波又有纵波
3．关于机械波下列说法中正确的是（ABC）
A ．介质中各质点都做受迫振动，频率都相同
B ．波在传播过程中，频率保持不变
C ．波是传递能量的一种方式
D ．横波和纵波不可以同时在同一介质中传播
4．关于机械波下列说法正确的是（ BCD ）
A．介质中的各质点由近及远地传播
B．介质中质点的振动形式由近及远地传播
C、此时刻A和C的加速度方向相同
第2讲机械波
第2讲机械波机械波、横波和纵波1．机械波的形成和传播(1)产生条件①有波源。
②有能传播振动的介质，如空气、水、绳子等。
(2)传播特点①传播振动形式、能量和信息。
②质点不随波迁移。
③介质中各质点振动频率、振幅、起振方向等都与波源相同。
2．机械波的分类分类质点振动方向和波的传播方向的关系形状举例横波垂直凹凸相间；有波峰、波谷绳波等纵波在同一条直线上疏密相间；有密部、疏部弹簧波、声波等3.波速、波长和频率(周期)的关系(1)波长λ：在波动中振动情况总是相同的两个相邻质点间的距离。
(2)频率f：在波动中，介质中各质点的振动频率都是相同的，都等于波源的振动频率。
(3)波速v、波长λ和频率f、周期T的关系：公式：v＝λT＝λf。
机械波的波速大小由介质本身的性质决定，与机械波的频率无关。
横波的图像1.坐标轴：横轴表示各质点的平衡位置，纵轴表示该时刻各质点的位移。
如图。
2．物理意义：表示在波的传播方向上，某时刻各质点离开平衡位置的位移。
波的特有现象1．波的叠加观察两列波的叠加过程可知：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，只是在重叠的区域里，质点同时参与这几列波引起的振动，质点的位移等于这几列波单独传播时引起的位移的矢量和。
2．波的干涉和衍射波的干涉波的衍射条件两列波的频率必须相同明显条件：障碍物或孔的尺寸比波长小或相差不多现象形成加强区和减弱区相互隔开的稳定的干涉图样波能够绕过障碍物或孔继续向前传播多普勒效应1．定义：由于波源和观察者之间有相对运动，使观察者感受到波的频率发生变化的现象。
2．实质：波源频率不变，观察者接收到的频率发生变化。
3．规律(1)波源与观察者如果相互靠近，观察者接收到的频率增大；(2)波源与观察者如果相互远离，观察者接收到的频率减小。
(3)波源和观察者如果相对静止，观察者接收到的频率等于波源的频率。
考点一波的传播与图像1．波的传播过程中的特点(1)振源经过一个周期T完成一次全振动，波恰好向前传播一个波长的距离，所以有v＝λT ＝λf。
机械波的产生和传播PPT课件
应变应力机械波的产生和传播2体变模量b或容变模量容变模量描述了材料抵抗体积形变的能力大小机械波的产生和传播3切变模量g这种只改变形状不改变体积的形变称为切变切变模量描述了材料抵抗切变能力的大小addd传播横波和纵波的介质横波在介质中传播时介质发生切变所以横波只能在固体中传纵波在介质中传播时介质发生的拉伸和压缩形变所以纵波可以在固体液体气体中传播第16页共21页机械波的产生和传播固体的杨氏模量大于切变模量所以在固体中纵波的传播速度大于横波的传播速度对于大多数金属材料来说可认为近似相等机械波的产生和传播五波动的几个概念波射线
7.1 机械波的产生和传播
y
1 3 2 4
7
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10
13
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t T 4
3 2
t 2T 4
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t 3T 4
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t T
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t 5T 4
第5页/共21页
7.1 机械波的产生和传播
注意
波是运动状态的传播,介质 的质点并不随波传播.
第6页/共21页
7.1 机械波的产生和传播
三 波速、波长、频率(或周期) 波的特征:具有空间和时间上的周期性
7.1 机械波的产生和传播
2 波长
在波的传播方向上相邻的两个振动状态
相同(相位差为2 )的质点间的距离(一个完
整波的长度)
Ay
o
x
-A
第9页/共21页
7.1 机械波的产生和传播
横波：相邻 波峰——波峰 波谷—— 波谷 纵波：相邻 波疏——波疏 波密——波密
波长与介质有关
第10页/共21页
7.1 机械波的产生和传播
1 波速 v
在单位时间内振动状态(或相位)传播的 距离称为波的传播速度,也称为相速
7.1 机械波的产生和传播
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7.1 机械波的产生和传播
注意
波是运动状态的传播,介质 的质点并不随波传播.
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7.1 机械波的产生和传播
三 波速、波长、频率(或周期) 波的特征:具有空间和时间上的周期性
7.1 机械波的产生和传播
2 波长
在波的传播方向上相邻的两个振动状态
相同(相位差为2 )的质点间的距离(一个完
整波的长度)
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7.1 机械波的产生和传播
横波：相邻 波峰——波峰 波谷—— 波谷 纵波：相邻 波疏——波疏 波密——波密
波长与介质有关
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7.1 机械波的产生和传播
1 波速 v
在单位时间内振动状态(或相位)传播的 距离称为波的传播速度,也称为相速
弹性介质和波源(机械波产生的条件).ppt
机械振动在弹性介质中的传播称为机械波。下面 以机械波为例介绍波的一些物理概念。
第二章 波 动 2-1 机械波的产生和传播
• 弹性介质和波源——（机械波产生的条件）
弹性介质是指由弹性力组合的连续介质。
弹性力： 有正弹性力（压、张弹性力）和 切弹性力；液体和气体弹性介质中只有正 弹性力而没有切弹性力。
在一个周期中传播的距离，称为波长，
用 表示。
波速—单位时间某种一定 的振动状态(或振动相位) 所传播的距离称为波速 u ，也称之相速 。
频率—单位时间内质点振动的次数 1
T
u1 T
波动的频率，等于介质中质点的振动频率。
——表示波在空间的周期性
——表示波在时间上的周期性
通过波速 u 联系起来
0
]
t
v ***y******y**(*xt*,*t*)******A*****s*in**[***(*t****ux**)*****0*]****
a
y
2 y(x, t)
t 2
A 2
co s[ (t
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0]
动 力
波
2y x2
2
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0
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1 u2
2y t 2
学动 方的 程
u
A cos[ (t
A cos[( t
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0
0] ) 2
x
]
2 / T u /T
也即p点的相位落后于O点相位：2x 。
y 这就是右行波的波方程。
u
pX
定义 k 为角波数
Ox
k 2 T 2
2 2； T u u
T
第二章 波 动 2-1 机械波的产生和传播
• 弹性介质和波源——（机械波产生的条件）
弹性介质是指由弹性力组合的连续介质。
弹性力： 有正弹性力（压、张弹性力）和 切弹性力；液体和气体弹性介质中只有正 弹性力而没有切弹性力。
在一个周期中传播的距离，称为波长，
用 表示。
波速—单位时间某种一定 的振动状态(或振动相位) 所传播的距离称为波速 u ，也称之相速 。
频率—单位时间内质点振动的次数 1
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波动的频率，等于介质中质点的振动频率。
——表示波在空间的周期性
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也即p点的相位落后于O点相位：2x 。
y 这就是右行波的波方程。
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定义 k 为角波数
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2.1 机械波的产生
一、机械波是怎样形成的
1、机械波：机械振动在弹性介质中的传播过程.
2、机械波产生的条件：
（1）波源——被传播的是机械振动. （2）介质——能够传播机械振动的介质.
第6章 机械波
3、机械波的特点
A. 所有质点的起振方向都相同
B. 近点先振动,远点后振动,近点振动超前于远点 C. 质点只在自己的平衡位置附近振动,并不随波 迁移 D.波传播的是能量和振动这种运动形式
P.3/44
二、 横波与纵波
质点振动方向 软绳
波的传播方向
1.横波：质点的振动方向与波的传播纵波：质点的振动方向与波的传播方向平行.
软弹簧
质点振动方向
波的传播方向
纵波存在相间的稀疏和稠密区域
小结
一、机械波是怎样形成的
1、机械波：机械振动在弹性介质中的传播过程.
2、机械波产生的条件：
（1）波源——被传播的是机械振动. （2）介质——能够传播机械振动的介质.
第6章 机械波
3、机械波的特点
A. 所有质点的起振方向都相同
B. 近点先振动,远点后振动,近点振动超前于远点 C. 质点只在自己的平衡位置附近振动,并不随波 迁移 D.波传播的是能量和振动这种运动形式
P.3/44
二、 横波与纵波
质点振动方向 软绳
波的传播方向
1.横波：质点的振动方向与波的传播纵波：质点的振动方向与波的传播方向平行.
软弹簧
质点振动方向
波的传播方向
纵波存在相间的稀疏和稠密区域
小结