E机械波的描述.ppt

上节回顾 机械振动在介质中由近及远的传播形成了机械波，简称波。 机械波的产生条件：①波源；②介质。（两者缺一不可！） 机械波传播的只是一种运动形式和能量。介质中质点本身并不随波传播而迁移。 按质点振动方向与波的传播方向的关系，机械波分为横波和纵波。 横波：各个质点的振动方向与波的传播方向互相垂直。例如：绳子波，水波； 纵波：各个质点的振动方向与波的传播方向在一直线上。例如：声波。 第四章 周期运动 E 机械波的描述 波的图像 y/(m) （某一时刻各质点偏离平衡位置的位移） x/(m) （平衡位置） 注意：波的图像表示的是机械波在某一时刻各质点所在的位置。（即各质点偏离平衡位置的位移） 波峰 波谷 s s s -s -s -s 波的描述 波长； 波速； 周期； 频率。 波的描述——波长 在一列波中，偏离平衡位置的位移和速度总是相同的两个相邻质点间的距离，叫做波长。 波长用符号λ表示，单位是m，是标量。 λ λ λ y/m x/m 小结：相邻波峰（或波谷）间的距离就是波的波长！ 波的描述——波速 单位时间内波在介质中传播的距离，也就是波在介质中传播的速度叫做波速。 波速用符号v表示，波速的单位是m/s。 波速的大小由传播波的介质的性质决定。 通常情况下，波在固体中的传播速度比在液体中大，在液体中的传播速度又比气体中大。声波在钢铁中的传播速度约为5000m/s，在水中约为1500m/s，而空气中约为340m/s。 波的描述——周期 波的周期是介质中任一质点完成一次全振动需要的时间。用符号T表示，单位是s。 波的频率是介质中任一质点在单位时间内完成的全振动次数。用符号f表示，单位是Hz。 y/m x/m 波的描述——频率 波的频率是介质中任一质点在单位时间内完成的全振动次数。用符号f表示，单位是Hz。 注意点： ①波的频率与波源的振动频率相同。对一列波而言，各质点的振动频率等于波源的振动频率。 ②波的频率与波源振动频率有关，与传播的介质无关！同一波源发出的波在不同介质中频率保持不变。 ③当波由一种介质进入另一种介质时，波的频率是不变的。 波长、频率、周期和波速的关系 波长、波速和周期的关系： 波长、波速和频率的关系： 小结：波从一介质向另一介质传播时，不发生变化的物理量是振幅、周期、频率；变化的物理量是波速和波长！ 课堂例题1 关于波的频率，下列说法中正确的是（ ） A.波的频率由波源决定，与介质无关； B.波的频率与波速没有必然关系； C.波由一种介质传到另一种介质时，频率会变大； D.以上说法均不正确。 AB 分析：波的频率与波源振动频率有关，与传播的介质无关！当波由一种介质进入另一种介质时，波的频率是不变的。 课堂例题2 设空气中某列声波的周期是1ms，求： （1）它的频率是多少？ （2）它的波长是多少？ （3）如果这个声波在水中传播，它的波长是变长还是变短？（设空气的声波是340m/s，水中的声速是1500m/s） 如果这个声波在水中传播，它的波长变长. 课堂例题3 已知一列波在某时刻的波形如图所示，波的传播方向水平向左，求： （1）波的波长； （2）波的振幅； （3）如果该波的波速v=20m/s，那么介质质点的振动频率是多少？ （4）质点A在0.25s通过的路程？ 课堂例题4 在波的传播方向上有相距2m的A、B两个质点，当A处于波峰位置时，B也刚好处于波峰位置，则这列波的波长可能值为（ ） A. 1m； B. 2m； C. 2.5m； D. 4m。 AB A B A B A B 思考：波的图像与振动图像的比较 课堂小结1 波的图像表示的是机械波在某一时刻各质点所在的位置。（即各质点偏离平衡位置的距离） x轴表示各质点的平衡位置。 y轴表示各质点偏离平衡位置的位移。 课堂小结2 在一列波中，偏离平衡位置的位移和速度总是相同的两个相邻质点间的距离，叫做波长。波长是标量，符号λ，单位米； 单位时间内波在介质中传播的距离，也就是波在介质中传播的速度叫做波速。波速是矢量。波速的大小由传播波的介质的性质决定。 波的周期是介质中任一质点完成一次全振动需要的时间。用符号T表示，单位是s。波的频率是介质中任一质点在单位时间内完成的全振动次数。用符号f表示，单位是Hz。频率和周期的大小与波源振动频率有关，与传播的介质无关！ 课堂小结3 波长、波速和周期的关系： 波长、波速和频率的关系：