3-4-2机械波
83、机械波 横波和纵波 横波的图象 84、波长、频率（周期）和波速的关系 1．波可以传播能量，也可以传播信息,(振动形式的传播) 2．横波图象：表示某一时刻各个质点离开平衡位置位移情况。后一质点的振动总是重复前一质点的振动；特别要能判断质点振动方向或波的传播方向。 Ⅰ 注意：（1）周期性、方向性上引起的多解可能性； （2）波传播的距离与质点的路程是不同的。 3．波动图象表示 “各个质点”在“某一时刻”的位移，振动图象则表示介质中“某个质点”在“各个时刻”的位移。 ??Ⅰ ?f（?由介质决定，f由波源决定） 课本P30例2 1．波可以传播能量，也可以传播信息,(振动形式的传播) 85、机2．横波图象：表示某一时刻各个质点离开平衡位置位移情况。后一质点械波 的振动总是重复前一质点的振动；特别要能判断质点振动方向或波的传播横波和方向。 Ⅰ 纵波 注意：（1）周期性、方向性上引起的多解可能性； 横波的（2）波传播的距离与质点的路程是不同的。 图象 3．波动图象表示 “各个质点”在“某一时刻”的位移，振动图象则表示介质中“某个质点”在“各个时刻”的位移。 一.考试说明与并记住下列内容:
二．教学重点：振动图象和波的图象 三．教学难点：机械波及其图象 四．教学过程： 1．机械波的产生条件：①波源（机械振动）②传播振动的介质（相邻质点间存在相互作用力）。 2．机械波的分类
机械波可分为横波和纵波两种。
（1）质点振动方向和波的传播方向垂直的叫横波。 （2）质点振动方向和波的传播方向平行的叫纵波。 质点的振动方向和波的传播方向关 形状 举例 系 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．机械波的传播 （1）在同一种均匀介质中机械波的传播是匀速的。波速、波长和频率之间满足公式：v=λ?f。
（2）介质质点的运动是在各自的平衡位置附近的简谐运动，是变加速运动，介质质点并不随波迁移。
（3）机械波转播的是振动形式、能量和信息。
（4）起振方向：介质中每个质点开始振动的方向都和振源开始振动的方向相同。
【例1】如图，沿波的传播方向上有间距为2m的五个质点a、b、c、d、e，均静止在各自的平衡位置。一列简谐横波以2m/s的速度水平向右传播，t=0时刻波到达质点a，质点a开始平衡位置向下运动，t=3s时质点a第一次到达最高点，则下列说法中不正确的是（ ） A、质点d开始振动后的振动周期为4s B、t=4s时刻波恰好传到质点e C、t=5s时质点b到达最高点
D、在3s 【例2】关于振动和波的关系，下列说法中正确的是 （ ） A、如果波源停止振动，在介质中传播的波动也立即停止 B、物体作机械振动，一定产生机械波 C、波的速度即波源的振动速度 D、波在介质中的传播频率，与介质性质无关，仅由波源的振动频率决定 4．振动图象和波的图象 振动图象和波的图象从图形上看好象没有什么区别，但实际上它们有本质的区别。 （1）物理意义不同：振动图象表示同一质点在不同时刻的位移；波的图象表示介质中的各个质点在同一时刻的位移。 （2）图象的横坐标的单位不同：振动图象的横坐标表示时间；波的图象的横坐标表示距离。 （3）从振动图象上可以读出振幅和周期；从波的图象上可以读出振幅和波长。 （4）波的图象中，波的图形、波的传播方向、某一介质质点的瞬时速度方向，这三者中已知任意两者，可以判定另一个。（口诀为“上坡下，下坡上” ；或者“右上右、左上左） 图 象 坐 标 横坐标 纵坐标 研究对象 物理意义 随时间的变化 时间 质点的振动位移 一个质点 一个质点在不同时刻的振动位移 ．．．．原有图形不变，图线随时间而延伸 介质中各质点的平衡位置 各质点在同一时刻的振动位移 介质中的大量质点 介质中各质点在同一时刻的振动位移 ．．．原有波形沿波的传播方向平移 简谐振动 简谐横波 运动情况 质点做简谐运动 波在介质中匀速传播；介质中各质点做简谐振动 简谐振动图象与简谐横波图象的列表比较： 5．描述波的物理量——波速、周期、波长： （1）波速v：运动状态或波形在介质中传播的速率；同一种波的波速由介质决定。 注：在横波中，某一波峰（波谷）在单位时间内传播的距离等于波速。 （2）周期T：即质点的振动周期；由波源决定。 （3）波长λ：在波动中，振动位移总是相同的两个相邻质点间的距离。 注：在横波中，两个相邻波峰（波谷）之间的距离为一个波长。 结论：（1）波在一个周期内传播的距离恰好为波长。 由此：①v=λ/T=λf；λ=vT. ②机械波的频率由波源决定，而传播速度由介质决定，波长由波源和介质决定。 （2）质点振动nT（波传播nλ）时，波形不变。 （3）相隔波长整数倍两质点，振动状态总相同；相隔半波长奇数倍的两质点，振动状态总相反。 6．波的传播是匀速的，介质质点的运动是简谐运动（是一种变加速运动） 在一个周期内，波形匀速向前推进一个波长。n个周期波形向前推进n个波长（n可以是任意正数）。因此在计算中既可以使用v=λ?f，也可以使用v=s/t，后者往往更方便。 任何一个介质质点在一个周期内经过的路程都是4A，在半个周期内经过的路程都是2A，但在四分之一个周期内经过的路程就不一定是A了。 【例3】如图所示为波源开始振动一个周期的波形图，设介质中质点振动的周期为T，下面说法正确的是 （ ） A、若M点为波源，则M点开始振动的方向向下 B、若N点为波源，则P质点振动了3T／4的时间 C、若M为波源，则P质点振动了3T／4的时间 D、若N为波源，则该时刻P质点的动能最小 【例4】已知一列在弹性绳上传播的简谐横波在某一时刻的波形，则下列说法正确的是（ ） A、只要绳上一点（速度不为零的点）的振动速度方向已知，就可确定波的传播方向 B、只要波的传播方向已知，就可确定此时绳子上任一点（速度不为零的点）振动的速度方向 C、波的周期等于绳上每一点的振动周期 D、波在传播过程中，绳子上的各质点将以波的传播速度沿着波形运动 【例5】呈水平状态的弹性绳，左端在竖直方向做周期为0.4ｓ的简谐振动，在ｔ＝0时左端开始向上振动，则在ｔ＝0.5ｓ时，绳上的波可能是图中的 （ ） 【例6】如图实线是某时刻的波形图象，虚线是经过0.2s时的向右传播的波形图象。求： y ①波传播的可能距离 ②可能的周期（频率） ③可能的波速 ④若0.2s小于一个周期时，传播的距离、周期（频率）、波速。 0 4 x/m 课后作业： 1．下列关于简谐振动和简谐波的说法，正确的是 （ ） A．媒质中质点振动的周期一定和相应的波的周期相等 B．媒质中质点振动的速度一定和相应的波的波速相等 C．波的传播方向一定和媒质中质点振动的方向一致
高中物理：《机械波》教案(新人教选修3-4)
