机械波----45半波损失75页PPT
合集下载
机械波精品PPT课件
震源：是地球内发生地震的地方。
震源深度：震源垂直向上到地表 的距离是震源深度。我们把地震 发生在60公里以内的称为浅源地 震；60－300公里为中源地震； 300公里以上为深源地震。目前有 记录的最深震源达720公里。
地震波主要包含纵波和横波。来自地下的纵波引起地面上下颠簸振动。 来自地下的横波能引起地面的水平晃动。横波是地震时造成建筑物破坏的 主要原因。
(3) 波动曲线与振动曲线不同。
y
yu
o t
振动曲线
o
x
波动曲线
振动的图像
波的图象
研究对象 研究内容
一个振动质点
质点在振动过程中，位移随时间 而变化的规律
波的传播方向上所有的振动质 点
某一时刻连续介质中各质点相 对于平衡位置的位移规律
图象
坐标含义 物理意义
图线的 变化
（t、x）表示t时刻的位移是x
(3) 横波使介质产生切变，只有能承受切变的物体（固体）才能传 递横波。横波仅在固体中传播！
它既不是纵波，也不是横波。
水
它是因重力以及表面张力的作用， 面
在水表面上传播的波。
波
(4) 纵波在介质中引起长变或体变，所有物质都能承受长变和体变 （固、液、气体）。在固体中纵波、横波均可传递，但两种波 速各不相同。
｛ 条件
波源：作机械振动的物体 弹性介质：承担传播振动的物质
二、横波和纵波
横波： 介质质点的振动方向与波传播方向相互垂直的波；如 柔绳上传播的波。
纵波：介质质点的振动方向和波传播方向相互平行的波；如空 气中传播的声波。
横波 (transverse wave) 波的传播方向
特点：具有波峰和波谷 ⊥ 质点的振动方向
机械波----45半波损失
第13章 机械波
战机突破音障的瞬间
§13.1
波的分类
主要内容：
1. 什么是波？ 2. 波的特点？
3. 机械波、电磁波、物质波
什么是波？ 振动状态以一定速度在空间的传播就形成了波。
波的分类
1. 机械波 机械振动以一定速度在弹性介质中由 近及远地传播出去，就形成机械波。
产生条件
｛
波源：作机械振动的物体 弹性介质：承担传播振动的物质
π(50t 0.10 x1 ) π(50t 0.10 x2 ) 2π
x2 x1 20 m
周期
π(50t2 0.10 x) π(50t1 0.10 x) 2π
T t2 t1 0.04 s
T (2) 质点振动的最大速度。 y v 0.04 50π sin π(50t 0.10 x) t v max 0.04 50 6.28 m/s u
1 T 平均能量密度 w wdt 1 A2 2 T 0 2 讨论 (1) 在波的传播过程中，媒质中任一质元的动能和势能是同 步变化的，即Wk=Wp，与简谐弹簧振子的振动能量变化 规律是不同的.
波前 在某一时刻，传播到最前面的波面。
波面
u
z
(波线)
波面
波线
x
球面波
y
波线
柱面波
说明: （1）球面波 平面波。 （2）在各向同性均匀媒质中，波线⊥波面。
13.5.2 惠更斯原理 惠更斯原理：行进中的波面上任意一 点都 可看作是新的子波源；所有子波 源各自向外发出许多子波；各个子波 所形成的包络面，就是原波面在一定 时间内所传播到的新波面。 应用 (1)已知某一时刻的波前， 可用几何方法决定下 一时刻波面；
战机突破音障的瞬间
§13.1
波的分类
主要内容：
1. 什么是波？ 2. 波的特点？
3. 机械波、电磁波、物质波
什么是波？ 振动状态以一定速度在空间的传播就形成了波。
波的分类
1. 机械波 机械振动以一定速度在弹性介质中由 近及远地传播出去，就形成机械波。
产生条件
｛
波源：作机械振动的物体 弹性介质：承担传播振动的物质
π(50t 0.10 x1 ) π(50t 0.10 x2 ) 2π
x2 x1 20 m
周期
π(50t2 0.10 x) π(50t1 0.10 x) 2π
T t2 t1 0.04 s
T (2) 质点振动的最大速度。 y v 0.04 50π sin π(50t 0.10 x) t v max 0.04 50 6.28 m/s u
1 T 平均能量密度 w wdt 1 A2 2 T 0 2 讨论 (1) 在波的传播过程中，媒质中任一质元的动能和势能是同 步变化的，即Wk=Wp，与简谐弹簧振子的振动能量变化 规律是不同的.
波前 在某一时刻，传播到最前面的波面。
波面
u
z
(波线)
波面
波线
x
球面波
y
波线
柱面波
说明: （1）球面波 平面波。 （2）在各向同性均匀媒质中，波线⊥波面。
13.5.2 惠更斯原理 惠更斯原理：行进中的波面上任意一 点都 可看作是新的子波源；所有子波 源各自向外发出许多子波；各个子波 所形成的包络面，就是原波面在一定 时间内所传播到的新波面。 应用 (1)已知某一时刻的波前， 可用几何方法决定下 一时刻波面；
机械波及其图像完美版PPT
机械涉及其图像
根底知识梳理
一、机械波 1．定义：机械振动在介质中传 播，形成了机械波． 2．产生条件：一是要有做机械振 动的物体作为波源 ；二是要有能够传 播机械振动的介质．
根底知识梳理
3．机械波的分类 横波：振动方向与传播方向 垂直 .
机械波纵波：振动方向与传播方向在同一直线上.
根底知识梳理
但已有形状不变
沿传播方向平移
一个完整曲
线对应横
一个周期
一个波长
坐标
课堂互动讲练
即时应用
2.(2021年高考江苏卷)一列沿着x 轴正方向传播的横波，在t＝0时刻的波 形如图7－2－1甲所示．图甲中某质点 的振动图象如图乙所示．质点N的振幅 是________m，振动周期为 ________s，图乙表示质点________(从 质点K、L、M、N中选填)的振动图 象．该波的波速为________m/s.
A．弹簧振子的周期与振幅有关 B．横波在介质中的传播速度由介质 本身的性质决定 C．在波传播方向上的某个质点的振 动速度就是波的传播速度 D．单位时间内经过媒质中一点的完 全波的个数就是这列简谐波的频率
课堂互动讲练
解析：选BD.弹簧振子周期由振子 质量和弹簧劲度系数决定与振幅无 关，A项错误；波的传播速度由介质决 定与波源无关，B项正确；质点的振动 速度与波速无关，C项错误；波传播时 每振动一次向前传播一个完整的波 形，D项正确．
课堂互动讲练
(3)在横波中两个相邻的波峰(或两 个相邻的波谷)之间的距离；在纵波中 两个相邻的密部(或两个相邻的疏部)之 间的距离．
(4)在简谐横波的波形图线中，一 个完整的正(余)弦曲线在横轴所截取的 距离．
课堂互动讲练
2．对波速的理解 (1)波在均匀介质中匀速传播，波 速就是指波在介质中的传播速度．电 磁波可以不依靠介质在真空中传播． (2)波速的大小完全由介质决定， 与波的频率无关． (3)在同种介质中，纵波和横波的 传播速度是不同的．
根底知识梳理
一、机械波 1．定义：机械振动在介质中传 播，形成了机械波． 2．产生条件：一是要有做机械振 动的物体作为波源 ；二是要有能够传 播机械振动的介质．
根底知识梳理
3．机械波的分类 横波：振动方向与传播方向 垂直 .
机械波纵波：振动方向与传播方向在同一直线上.
根底知识梳理
但已有形状不变
沿传播方向平移
一个完整曲
线对应横
一个周期
一个波长
坐标
课堂互动讲练
即时应用
2.(2021年高考江苏卷)一列沿着x 轴正方向传播的横波，在t＝0时刻的波 形如图7－2－1甲所示．图甲中某质点 的振动图象如图乙所示．质点N的振幅 是________m，振动周期为 ________s，图乙表示质点________(从 质点K、L、M、N中选填)的振动图 象．该波的波速为________m/s.
A．弹簧振子的周期与振幅有关 B．横波在介质中的传播速度由介质 本身的性质决定 C．在波传播方向上的某个质点的振 动速度就是波的传播速度 D．单位时间内经过媒质中一点的完 全波的个数就是这列简谐波的频率
课堂互动讲练
解析：选BD.弹簧振子周期由振子 质量和弹簧劲度系数决定与振幅无 关，A项错误；波的传播速度由介质决 定与波源无关，B项正确；质点的振动 速度与波速无关，C项错误；波传播时 每振动一次向前传播一个完整的波 形，D项正确．
课堂互动讲练
(3)在横波中两个相邻的波峰(或两 个相邻的波谷)之间的距离；在纵波中 两个相邻的密部(或两个相邻的疏部)之 间的距离．
(4)在简谐横波的波形图线中，一 个完整的正(余)弦曲线在横轴所截取的 距离．
课堂互动讲练
2．对波速的理解 (1)波在均匀介质中匀速传播，波 速就是指波在介质中的传播速度．电 磁波可以不依靠介质在真空中传播． (2)波速的大小完全由介质决定， 与波的频率无关． (3)在同种介质中，纵波和横波的 传播速度是不同的．
机械波ppt课件
3. 体积元的总机械能随位置作周期性变化,说明任一体 积元在不断放出和接受能量,故波动传播能量.
4.能量密度: 单位体积媒质中的波动能量.
w
平均能量密度:
dE dV
A2
2
sin2
t
x u
w
1 T
T
0
wdt
1 T
T
0
A2 2 sin2 t
x u
dt
1
2
A2 2
平均能量密度与物质的密度,振幅平方,频率平方成正比 18
在t－x /u 时刻的振动
P处质元的振动方程为
yP
Acos (t
x) u
由于P点的任意性,上式即沿正方向传播的平面简
谐波的波动方程 y( x, t ) Acos (t x )
u7
波动方程的另外两种常见形式
上页 下页 返回 结束
由 ω = 2π /T ，u = ν λ = λ /T
有
y( x, t) Acos 2 ( t x ) 或
解:(1)比较法,将波动方程改写为
y
0.1cos
25 10
t
x 25
对比
y
Acos
t
x u
得 2.5 ,T 0.8s, u 25m/s uT 20m
(2) 位相差 2 x 2 2
20
5
(3) 位相差 t 2.5 0.2 0.5 14
例5.2P174
上页 下页 返回 结束
不同于波传播的速度u t
u
x0处质元振动的加速度
2 y t2
A
2
cos
(t
x0 u10
)
上页 下页 返回 结束
第2讲 机械波.pptx
13
知识梳理·双基过关
课堂互动·研透考点
@《创新设计》
【例1】 (多选)[2018·全国卷Ⅲ，34(1)]一列简谐横波沿x轴正
方向传播，在t＝0和t＝0.20 s时的波形分别如图4中实线和虚
线所示。已知该波的周期T>0.20 s。下列说法正确的是( )
A.波速为0.40 m/s
图4
B.波长为0.08 m
15
知识梳理·双基过关
课堂互动·研透考点
波的传播方向与质点振动方向的互判方法
内容
“上下坡” 沿波的传播方向，“上坡”时质点向
法
下振动，“下坡”时质点向上振动
波形图上某点表示传播方向和振动方 “同侧”法
向的箭头在图线同侧
将波形沿传播方向进行微小的平移， “微平移”
再由对应同一x坐标的两波形曲线上的 法
11
知识梳理·双基过关
课堂互动·研透考点
@《创新设计》
波的传播与图象
1.波动图象的信息(如图3所示) (1)直接读取振幅A和波长λ，以及该时刻各质点的位移。 (2)确定某时刻各质点加速度的方向，并能比较其大小。 (3)结合波的传播方向可确定各质点的振动方向或由各 质点的振动方向确定波的传播方向。
图3
答案
365
245 17
17
知识梳理·双基过关
课堂互动·研透考点
@《创新设计》
2.(多选)在某一均匀介质中由波源O发出的简谐横波在x轴上传播，某时刻的波形如图5， 其波速为5 m/s，则下列说法正确的是( )
图5 A.此时P(－2 m，0)、Q(2 m，0)两点运动方向相同 B.再经过0.5 s质点N刚好在(－5 m，20 cm)位置 C.能与该波发生干涉的横波的频率一定为3 Hz D.波的频率与波源的振动频率无关 E.从图示时刻开始，Q点的振动方程可以表示为y＝－20sin(5πt) cm
课件[新版本]《机械波》ppt优秀课件
![课件[新版本]《机械波》ppt优秀课件](https://img.taocdn.com/s3/m/c2407df5f78a6529657d53bc.png)
讨论一下： 如果把浮标换成一个足球， 我们在岸边，可以用什么 方法将球从水里取回来？
二、横波和纵波
像这种在绳上传播的波 质点的振动方向和波的传播方向垂直，我们称之 为横波.
波的传播方向
波峰
振 动 方 向
波谷
演示 推拉弹簧
质点的振动方向和波的传播方向在同一直线上，这种
(1)原子核放出α粒子或β粒子，变成另一种原子核的变化称为原子核的衰变．
《1．眼滑睛块和与眼小镜车》的是临人界教问版题新课标教材八年级物理上册第三章第四节的内容，主要包括眼睛的构造、成像原理，眼睛的调节作用、近视 眼远视眼的成因及其矫正等内容。它是第三章“透镜及其应用”中的重要组成部分，不仅涉及透镜的初步知识、照相机成像原理、凸透镜 成猜像想规 A：律在等同物一理深知度识，，液还体涉内及部生向物各学个科方知向识都。有压强，且向各个方向的压强相等；
光的干涉和衍射都属于光的叠加，从本质上看，干涉条纹和衍射条纹的形成有相似的原理，都可认为是从单缝通过两列或多列频率相
感谢指导 (同3)的“动光钟波变，慢在”是屏两上个叠不加同形惯成性的系．进行时间比较的结果，也是相对的，即两个惯性系中的观察者都发现对方的钟变慢了．
2百．米跃冠迁军：：原=子8．从3一3种m定／态s 跃迁到另一种定态时，它辐射或吸收一定频率的光子，光子的能量由这两个定态的能量差决定．即hν＝Em －En.(h是普朗克常量，h＝6.626×10－34 J·s) 熟练运用类比法 [生]根据速度的公式可以看出速度等于路程除以时间，所以速度的单位是、由路程的单位除以时间的单位组成．如果路程的单位用米 (（m3)，）时实间验的结单束位后用，秒让(每s)组，学速生度代的表单展位示就本是组米实(m验)除结以果秒，(s进)．行评估交流，并引导学生进行总结，得出液体压强的特点。 [(生2)安]刚装才：计正算确的安是装1 好s内气运垫动导员轨跑．的路程，所以说速度等于1 s内的路程．
第七章 机械波new34583127页PPT
y
x
u
¤ 波线上各质点依次重复波源的振动，各质
点振动相位沿传播方向依次滞后（落后）
波动方程描写波线上所有质点的振动方程
y 源
p0
x
x0
u
波 源 点：波源所在位置（有时不重要） 原 点： 坐标选择，坐标轴一定要与波线方向一致或反向） 参考点x0: 已知振动方式的点
(u方向x轴 与正方向 ) 一致
平面简谐波：在均匀无吸收介质中传播的平面波，波源作谐振动。
➢ 特征：具有交替出现的波峰和波谷.
纵波：质点振动方向与波的传播方向互相平行的波. （可在固体、液体和气体中传播）
➢ 特征：具有交替出现的密部和疏部.
7-1-3 波面与波线
波阵面：在波动过程中，把振动相位相同的点连成 的面(简称波面)。 波前：在任何时刻，波面有无数多个，最前方的波 面即是波前。波前只有一个。
2.对于平面波来说，只要给出其中一条波线上各质元的振动规律， 也就确定了空间中各质元的振动规律
3.因此可以将平面波简化为一条直线上的波动来研究
7-2 平面简谐波——波动方程
在波线上任取一点为坐标原点，沿（逆）波线方向建 立坐标轴
x: 表示波线上各质点的平衡位置
y： 表示各质点离开平衡位置的位移 对于某一时刻 t, 各质点位移情况由y-x曲线表示 ，我们称之为波形曲线
x2,则 O 点相位 t
所以P点振P 动点 方程为相 ： 位 t x2
yAco st( x2)
已O 知 点的振动 y0方 Aco 程 st为 ：
P 点振 O 点 幅 相 P 与 点 同 相 ， O 位 点滞 的 x 后 2 相 ,则 于 位
O 点相位 t
P 点相位 t x2
所以P点振动方程为：
x
u
¤ 波线上各质点依次重复波源的振动，各质
点振动相位沿传播方向依次滞后（落后）
波动方程描写波线上所有质点的振动方程
y 源
p0
x
x0
u
波 源 点：波源所在位置（有时不重要） 原 点： 坐标选择，坐标轴一定要与波线方向一致或反向） 参考点x0: 已知振动方式的点
(u方向x轴 与正方向 ) 一致
平面简谐波：在均匀无吸收介质中传播的平面波，波源作谐振动。
➢ 特征：具有交替出现的波峰和波谷.
纵波：质点振动方向与波的传播方向互相平行的波. （可在固体、液体和气体中传播）
➢ 特征：具有交替出现的密部和疏部.
7-1-3 波面与波线
波阵面：在波动过程中，把振动相位相同的点连成 的面(简称波面)。 波前：在任何时刻，波面有无数多个，最前方的波 面即是波前。波前只有一个。
2.对于平面波来说，只要给出其中一条波线上各质元的振动规律， 也就确定了空间中各质元的振动规律
3.因此可以将平面波简化为一条直线上的波动来研究
7-2 平面简谐波——波动方程
在波线上任取一点为坐标原点，沿（逆）波线方向建 立坐标轴
x: 表示波线上各质点的平衡位置
y： 表示各质点离开平衡位置的位移 对于某一时刻 t, 各质点位移情况由y-x曲线表示 ，我们称之为波形曲线
x2,则 O 点相位 t
所以P点振P 动点 方程为相 ： 位 t x2
yAco st( x2)
已O 知 点的振动 y0方 Aco 程 st为 ：
P 点振 O 点 幅 相 P 与 点 同 相 ， O 位 点滞 的 x 后 2 相 ,则 于 位
O 点相位 t
P 点相位 t x2
所以P点振动方程为：
高中物理机械波PPT课件
X
1
2
3
4
试画出该时刻前T/4、3T/4和5T/4时刻的波形图
-
18
例.一列横波沿绳子向右传播，某时刻绳子形成 如图所示的形状，对此时绳上A、B、C、D、E、 F六个质点（ AD ）
• A．它们的振幅相同 • B．质点D和F的速度方向相同 • C．质点A和C的速度方向相同 • D．从此时算起，质点B比C先回到平衡位置
v f
T
1)波速取决于介质的性质；
2)波从一种介质传播到另一种介质时，频率f不 变，波速v变化，因而波长λ也变
例如：某声音f＝100HZ， 在空气中传播v1＝340m/s,其波长λ1＝3.4m； 在钢管中传播v2＝1500m/s,其波长λ2＝15m
-
23
例1、一个周期为0.1s的波源，在甲介质中形
A.该波的传播方向是沿x轴的负方向. B.该波在2s时间内传播的距离是2cm. C.在t=1.5s时P点的速度最大 D.在0到1.5s时间内质点P通过的路程是12cm
t/s
甲
-
乙
27
例5.一列简谐横波沿x轴正方向传播，传播速
度为10m/s。当波传到x=5m处的质点P时，波
形如图所示。则以下判断正确的是
33
例9.一列横波在x 上传播，t 时刻与t +0.4s
时刻在x 轴上0--6m区间内的波形图如图中同
一条图线所示，由图可知 ( B C )
A. 该波最大波速为10m/s
B. 质点振动周期的最大值为0.4s
C. 在t +0.2s时，x =6m的质点位移为零
D. 若波沿x 轴正方向传播，各质点刚开
始振动时的方向向上
B．0.3m D．0.12m