波的图象练习.docVIP

【教学目标和重点】 1、知道机械波是机械振动在介质中的传播过程。 2、知道横波和纵波的区别。 3、知道简谐波的图像形状。、图象的物理意义 4、知道波长、频率的含义。掌握波长、频率和波速的关系式，并能应用。 【重点知识】 一、波的形式与传播 1、波的形成需要两个因素 波源 （2）介质——传播振动的媒介物 波源振动后，它由于介质中各部分之间的相互作用力。波源处的质点会带动邻近质点跟着振动，从而将波源的振动传播出去。 2、波的传播特点。 （1）波传播的只是运动形式，介质中的每个质点只在自己的平衡位置附近振动，并不随波迁移。 （2）波动是大量质点的集体振动行为，但介质中各质点的振动步调各不相同。 （3）波传播时，介质中的质点跟着波源作受迫振动，每个质点的振动频率都与波源的振动频率相同，其能量都从波源获得。因此，波也是能量传递的一种方式。 3、横波与纵波 横波：质点振动方向与波的传播方向垂直。 纵波：质点振动方向与波的传播方向在同一直线上。 二、波的图象 波动图象中，x为各质点的平衡位置到波源的距离，y为各质点偏离平衡位置的位移。 1、波动图象与振动图象的区别： 项目 振动图象 波动图象 研究对象 某一个振动质点 连续介质中的各个质点 研究内容 质点的位移随时间变化的规律 某一时刻连续介质中的各质点的空间分布 图线的变化 随着时间的推移，图线不断变化 随着时间的推移、图线来断延伸（原来部分不变） 物理意义 某一质点在各个时刻的位移 某一时刻各个质点的位移 共同点 图线的形状都是正弦或余弦曲线 2、已知波的传播方向确定质点的振动方向 微漂法：如图1所示的横波向右传播，则其上A、B、C、D、E五质点的振动方向可用以下方法判定： 将上图的波形沿传播方向漂移一小段之后： 虚线为漂移后的波形图，从图中可以看出A、B、C、D、E，此后的振动方向是A向下、B向下、C向上、D向上、E向下。 三、波长、频率和波速 1、波长：对于平衡位置的位移总是相等的两个相邻质点间的距离。 符号： 2、频率：波传播的频率等于波源振动的频率。 波的频率仅由振源决定，与介质无关。 3、波速：波的传播速度，波速仅由介质决定，与波的频率，振幅无关。 波源振动一个周期，波所传播的距离就是一个波长。 【典型例题】 例1、下列关于机械波的概念，下列说法正确的是（ ） A、有机械振动必有机械波 B、有机械波必有机械振动 C、机械波的频率等于波动中各质点上振动的频率。 D、机械波的速度等于波动中各质点上振动的速度。 分析：机械振动在介质中的传播就形成机械波，因此波的条件包括振动和介介两个，所以A错B对。 波形成的原因在于各质点间的相互作用力，介质中各质点的振动都是受迫振动，因此各质点的频率都等于振动波源的频率，所以C对。 机械波的波速由介质决定，波向前传播，而质点在平衡位置附近振动。所以D错。 答：B、C。 例2、一列横波沿绳子向右传播，某时刻形成如图2的形状，则此时绳上的A、B、C、D、E五个质点（ ） 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 分析：波源振动时，绳子各质点通过相互间的弹力跟着作受迫振动，如果不考虑传播中的能量损耗，各质点振幅相同。 波传播时，其微漂图如图2中虚线所示，所以质点D向上运动，F向下运动，A向下运动，C向上运动。 此后，B先向上到最大位移处再返回到平衡位置，C也是先向上再返回，因为C的起始位置低，所以B先回到平衡位置。 答：A、D 例3、一列横波沿直线向右传播，某时刻在介质中形成的波动图像如图3所示。 （1）指出此时质点a、b、c、d、e、f、g、h、i分别正在向何方运动。 （2）画出当质点a第一次回到负向最大位移时在介质中形成的波动图像。 解：画出下一刻波形的微漂图，如图3中虚线所示，从图上可以看出a、b、c、h、i五点接下来会向下运动，d、e、f、g会向上运动，但是因为c、g两点此时分别位于波峰与波谷，因此速度为零，所以： 正在向上运动的有：d、e、f 正在向上运动的有：a、b、h、i 因为a此时向下，所以再过，它会运动到负向最大位移处，此时图像如下图： 例4、如图4所示，一列横波沿直线传播，从波形a变成波形b用了0.1s，求这列波的波长、波速频率。 分析：该横波可以向左、右两个方向，并且，在0.1s内波形从a到b可能传播了不止一个波长。 解：（1）当波向右传播时，从a到b， n=0,1,2，…… n=0,1,2,3,…… （2）当波向左传播时，从a到b，