机械波演示动画
第三章机械波(单元解读课件)-高二物理同步备课系列(人教版2019选择性必修第一册)
内容分析
第1节 波动是一种特殊的运动，通过对波的学习可以深化学生的运动观念，
但学生对波的认识和理解需要一个过程，教学中不可急于求成，应该注 意选择恰当的教学方式。教师可通过播放录像，动画，组织小组实验或 体验活动等方法为学生提供丰富的感性材料。然后重点分析波的形成过 程，在学生亲身体验和实验观察的基础上对波动现象进行分析和推理， 从而建立对机械波的认识。注意运用学生已有的运动学和动力学知识来 分析和研究波的基本特征和规律。
教 学
的形成过程。
重 2.能用描点法作横波的图像，理解波的图像的物理意义，理解波长
点 ，频率和波速的意义及其关系，能判断波的传播方向和质点的振动
方向。
1. 认识波的形成过程。
教 2. 能用描点法作横波的图像，理解波的图像的物理意义，理解波长，
学 频率和波速的意义及其关系，能判断波的传播方向和质点的振动方
教学策略
2.适当降低学习难度 本章教材的编写，根据课程标准的要求，在介绍波的反射、折射、干涉和衍 射的时候，一改以往教材对本章内容的安排方法，叙述的逻辑是从实验到结论， 不再介绍惠更斯原理，也不用惠更斯原理去分析各种现象，降低学生学习难度。 3.重视物理实验与学生实践活动 本章教材共采用了7个演示实验，它们分别涉及沿绳传播的波、弹簧形成的 波、水波的反射、水波的衍射、波的叠加、水波的干涉、蜂鸣器音调的变化， 充分说明物理学科要以实验为基础，也表明教学中要重视物理实验的作用，要 真做实验，通过实验来引导学生认识物理现象，通过实验得出物理规律。教材 还安排了观察水波的传播、声音的干涉两个“做一做”，以及关于不同时刻波 形图和水波多普勒效应两个“思考与讨论”，强调学生的实践活动在物理学习 中的重要性。
教学策略
4.重视与生产生活及现代技术的联系 教材在选取素材时重视与生产生活及现代技术相联系。从运动场上波 浪翻滚的彩带、变化起伏的团体操，到降噪技术、超声波测速仪、医用 “彩超”，再到多普勒效应在天文学上的应用，教材从多个方面说明机 械波知识是生产生活与现代技术的重要基础，也反映出物理学是有用的， 需要学生认真学习。
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。
波长频率
•
五十七、一个人的理想越崇高，生活越纯洁。——伏尼契
•
五十八、梦想一旦被付诸行动，就会变得神圣。——阿·安·普罗克特
•
五十九、一个人追求的目标越高，他的才力就发展得越快，对社会就越有益。——高尔基
•
六十、青春是人生最快乐的时光，但这种快乐往往完全是因为它充满着希望，而不是因为得到了什么或逃避了什么。——佚名
•
二十九、梦想家命长，实干家寿短。——约·奥赖利
•
三十、青年时准备好材料，想造一座通向月亮的桥，或者在地上造二所宫殿或庙宇。活到中年，终于决定搭一个棚。——佚名
•
三十一、在这个并非尽善尽美的世界上，勤奋会得到报偿，而游手好闲则要受到惩罚。——毛姆
•
三十二、在科学上没有平坦的大道，只有不畏劳苦，沿着陡峭山路攀登的人，才有希望达到光辉的顶点。——马克思
•
二十五、梦是心灵的思想，是我们的秘密真情。——杜鲁门·卡波特
•
二十六、坚强的信念能赢得强者的心，并使他们变得更坚强。——白哲特
•
二十七、既然我已经踏上这条道路，那么，任何东西都不应妨碍我沿着这条路走下去。——康德
•
二十八、青少年是一个美好而又是一去不可再得的时期，是将来一切光明和幸福的开端。——加里宁
•
七十六、看见一个年轻人丧失了美好的希望和理想，看见那块他透过它来观察人们行为和感情的粉红色轻纱在他面前撕掉，那真是伤心啊！——莱蒙托夫
•
七十七、努力向上吧，星星就躲藏在你的灵魂深处；做一个悠远的梦吧，每个梦想都会超越你的目标。——佚名
•
七十八、正如心愿能够激发梦想，梦想也能够激发心愿。——佚名
•
七十九、梦想一旦被付诸行动，就会变得神圣。——阿·安·普罗克特
机 械 波-多普勒效应
八、多普勒效应
• 点击下图观看视频，留意听到的汽车声调的变化
一、多普勒效应
• 现象：当汽车向你驶来时，感觉音调变 高；当汽车离你远去时，感觉音调变低 （音调由频率决定，频率高音调高；频 率低音调低）． • 多普勒效应：由于波源和观察者之间有 相对运动，使观察者感到频率变化的现 象叫做多普勒效应．
结束
• 观察者在单位 时间内接收到 的完全波的个 数减少，即接 收到的频率减 小．
• 总之：当波源与观 察者有相对运动时， 如果二者相互接近， 观察者接收到的频 率增大；如果二者 远离，观察者接收 到的中，波源的频率是不改变 的，只是由于波源和观察者之间有相对 运动，观察者感到频率发生了变化． 2. 多普勒效应是波动过程共有的特征，不 仅机械波，电磁波和光波也会发生多普 勒效应．
多普勒效应是指由于波源和观察者之间有相对 运动，使观察者感到频率发生变化的现象，它 是奥地利物理学家多普勒在1842年发现的．
三、多普勒效应的应用
1. 有经验的铁路工人可以从火车的汽笛声判断 火车的运动方向和快慢. 2. 有经验的战士可以从炮弹飞行时的尖叫声判 断飞行的炮弹是接近还是远去. 3. 交通警察向行进中的汽车发射一个已知频率 的电磁波，波被运动的汽车反射回来时，接 收到的频率发生变化，由此可指示汽车的速 度. 4. 由地球上接收到遥远天体发出的光波的频率 可以判断遥远天体相对于地球的运动速度.
二、多普勒效应的成因
• 声源完成一次全振动，向外发出一个 波长的波，频率表示单位时间内完成 的全振动的次数，因此波源的频率等 于单位时间内波源发出的完全波的个 数，而观察者听到的声音的音调，是 由观察者接收到的频率，即单位时间 接收到的完全波的个数决定的．
1、当波源和观察者相对介质都静止不 动． 即二者没有相对运动时
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。
第72讲机械振动机械波——yt图和yx图
第72讲机械振动、机械波——y-t图和y-x图一、知识提要1.简谐运动（1）定义:物体在跟偏离平衡位置的位移大小成正比，并且总是指向平衡位置的回复力的作用下的振动，叫做简谐运动.（2）简谐运动的特征:回复力F=-kx，方向与位移方向相反，总指向平衡位置.简谐运动是一种变加速运动，在平衡位置时，速度最大，加速度为零;在最大位移处，速度为零，加速度最大.（3）描述简谐运动的物理量①位移x:由平衡位置指向振动质点所在位置的有向线段，是矢量，其最大值等于振幅.②振幅A:振动物体离开平衡位置的最大距离，是标量，表示振动的强弱.③周期T和频率f:表示振动快慢的物理量，二者互为倒数关系，即T=1/f.（4）简谐运动的图像①意义:表示振动物体位移随时间变化的规律，注意振动图像不是质点的运动轨迹.②特点:简谐运动的图像是正弦（或余弦）曲线.③应用:可直观地读取振幅A、周期T以及各时刻的位移x，判定回复力、加速度方向，判定某段时间内位移、回复力、加速度、速度、动能、势能的变化情况.2.波长、波速和频率及其关系（1）波长:两个相邻的且在振动过程中对平衡位置的位移总是相等的质点间的距离叫波长.振动在一个周期里在介质中传播的距离等于一个波长.（2）波速:波的传播速率.机械波的传播速率由介质决定，与波源无关.（3）频率:波的频率始终等于波源的振动频率，与介质无关.（4）三者关系:v=λf3. 波动图像:表示波的传播方向上，介质中的各个质点在同一时刻相对平衡位置的位移.当波源作简谐运动时，它在介质中形成简谐波，其波动图像为正弦或余弦曲线.（1）由波的图像可获取的信息①从图像可以直接读出振幅（注意单位）.②从图像可以直接读出波长（注意单位）.③可求任一点在该时刻相对平衡位置的位移（包括大小和方向）④在波速方向已知（或已知波源方位）时可确定各质点在该时刻的振动方向.⑤可以确定各质点振动的加速度方向（加速度总是指向平衡位置）（2）波动图像与振动图像的比较：振动图象波动图象研究对象一个振动质点沿波传播方向所有的质点研究内容一个质点的位移随时间变化规律某时刻所有质点的空间分布规律图象物理意义表示一质点在各时刻的位移表示某时刻各质点的位移图象变化随时间推移图象延续，但已有形状不变随时间推移，图象沿传播方向平移表示一个周期表示一个波长一个完整曲线占横坐标距离二、例题解析【例1】一质点做简谐运动，其位移x与时间t关系曲线如图所示，由图可知（）A．质点振动的频率是4HzB ．质点振动的振幅是2cmC ．在t=3s 时，质点的速度为最大D ．在t=4s 时，质点所受的合外力为零【例2】（2016，四川卷）简谐横波在均匀介质中沿直线传播，P 、Q 是传播方向上相距10 m 的两质点，波先传到P ，当波传到Q 开始计时，P 、Q 两质点的振动图像如图所示。
高考一轮复习：12.2《机械波》ppt课件
解析 考点一 考点二 考点三
关闭
答案
第十二章
第二节
机械波 21 -21-
考点三 机械波的多解问题
求解波速问题的一般步骤 1.根据初末两时刻的波形确定传播距离与波长的关系通式。 2.根据题设条件判断是唯一解还是多解。 3.根据波速公式 v= ������t 或 v=T=λf 求波速。
点的位移等于这几列波单独传播时引起的位移的矢量和。
第十二章
第二节
机械波 7 -7-
一
二 三
3.干涉 (1)定义:频率相同的两列波叠加,使某些区域的振动加强,某些区域的 振动减弱,这种现象叫作波的干涉。 (2)产生稳定的干涉现象的两个必要条件:两列波的频率相同,两个
波源的相位差保持不变。
4.多普勒效应 由于波源和观察者之间有相对运动,使观察者感到波的频率发生变化 的现象,叫作多普勒效应。 当波源与观察者有相对运动时,如果二者相互靠近,观察者接收到的频 率增大;如果二者远离,观察者接收到的频率减小。多普勒效应是所有波动 过程共有的特征。 根据声波的多普勒效应可以测定车辆行驶的速度;根据光 波的多普勒效应可以判断遥远天体相对地球的运行速度。
关闭
根据题意可知,波沿 x 轴正、负两方向传播,波形关于 y 轴对称,A、B 两项错误;在 关闭 t=0.6s=1.5T 时,波沿 x 轴正、 负方向传播了 1.5λ,由波源的起振方向沿 y 轴正方向 C ,此时离坐标原点 1.5λ 处的质点的振动方向也为沿 y 轴正方向,C 项正确。 可知
解析 考点一 考点二 考点三 答案
第十二章
大学物理机械波PPT课件
dWp
1 2
k (dy) 2
k F ES u2S
dx dx dx
1 u2S (dy)2 1 u2Sdx( dy )2
2 dx
2
dx
y A sin[(t x )]
x u
u
dWp
1 2
A2 2
sin2 (t
x u
)dV
dWk
第22页/共58页
3) 介质元的总能量：
dW
dWk
dWp
A2 2
(3) 波形图的分析： a. 可表示振幅A，
波长λ；
u
y
A
λ
O
x1
x2
x
2021/5/27
b. 波形图中 x1 和 x2 两质点的相位差:
y1
A cost
(
x1 u
)
1
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱx1 u
y2
A cost
(
x2 u
)
2
x2 u
相位差：
Δ
2
1
u
( x1
x2
)
2π
( x1
x2
)
Δ x2>x1, <0，说明 x2 处质点振动的相位总落后于
波动表达式： 1. 介质元的能量
y Acos (t x )
u
1) 介质元的振动动能：
2021/5/27
dV Sdx dm dV Sdx
dWk
1 dm v2 2
第21页/共58页
2021/5/27
v y A sin (t x )
t
u
dWk
1 2
A2 2
sin2
(t
5.波的干涉、衍射
节
（2）衍射是波特有的现象
2、产生明显的衍射现象的条件
波 阅读观察思考：观察动画
的
干
涉
、
衍
射
西昌市川兴中学
廖彩根
高中物理
观察实验动画
第 五 节 波 的 干 涉 、 衍 射
西昌市川兴中学
3——4 第二章 机械波
廖彩根
高中物理
3——4 第二章 机械波
首先请同学们回答P38——39页实验问题？
第
结论： 1.窄缝或障碍物宽度跟
到明显的衍射现象
射
D．如果孔的大小不变，使波源频率 增大，能更明显地观察衍射现象
西昌市川兴中学
廖彩根
五
上（S1、S2两点除外）共 A
节 有几个振动加强点。
波 的 干
解：设A点为振动加强 点，则有
S1
涉 、
|S1A－S2A|＝nλ
衍
射 由图中可知：n＝0或n＝1
α
B
S2
答案 6个
西昌市川兴中学
廖彩根
高中物理
随堂练习
3——4 第二章 机械波
第 五
1、下列两列波相遇时叠加的说法正确的是（ B C D）
高中物理
3——4 第二章 机械波
一、波的叠加原理
在介质中常常有几列波同时传播，例如把两块石子在
第 不同的地方投入池塘，就有两列波在水面传播。两列波相 五 遇时，会不会像两个球相遇那样改变原来的运动特征呢？ 节 波的独立传播与叠加
波 的 干
教 材
实验现象告诉我们： 由水滴激起的两列水
波相遇后相互穿过，
五 节
注意： （1）振动加强的区域
波 的
振动始终加强，振动
高二物理波的干涉
微信看网络碎片聊明星八卦，根本没有注意到桌上少了什么。那本曾被她扫过灰尘垫过杯子的书，好像从来都不曾出现过。 我的心里蓦地跳出了一条鱼，在夏日的岸上左冲右突地扑棱。这份不安的心绪让我彻夜难眠。这个忙碌的时代，真的没人会停下来好好地看书了吗？当初，我壮着
胆子把书偷回来，只是想给书找一个懂它的人啊。 某天，我终于点开一位微友问道：“你说大家喜欢读什么书啊？”“什么？书？”微友抛出两个问号，继续道，“谁还看书啊？” 我仿佛听见了她在手机前的笑声。 （选自《小小说大世界》2016年第8期，有改动） 7．“我”为什么要
一遍又一遍，踩泥人把健壮的牛从牛圈里拉出来，和它说着亲热的话，喂上整畚斗的米糠，然后把它的眼睛蒙起来，牵进泥池踩泥。踩了半日，直到胶泥如蒸熟的糯米浆，黏，糯，柔。制陶师用一把弓状的钢丝锯，把池泥切割成一块块，抱进茅棚里开始制陶。在青石案桌上，师傅狠狠地
摔打，反复地摔打，打得胶泥瘫软便开始揉，揉出泥皮片。师傅托着泥皮片，裹在陶模上。一只手转动模具，一只手给胶泥刮浆，浆水咕咕地淌下来，浓浓的。 ⑤做好的土陶坯，在地垄里暴晒。陶坯暴晒之后一日比一日白，亮出泥质浑厚的色泽，花纹一圈圈地吐出来，有荷花，有丁香，
偷漂亮女同事的书？(4分) 8．联系上下文，回答括号中的问题。（6分） (1)【A】处：我感觉有目光像舞台上的追光灯一样向我聚拢过来，我低下头试图躲开它。 （本句运用了什幺修辞？有什么表达效果？） (2)【B】处：我的心里，涌上了酸酸甜甜的味道。（“酸酸甜甜”一词写出
了“我”怎样的 心理？） 9．第⑩段运用了哪种表达方式？有什么作用？（3分） 10.第段说“我的心里蓦地跳出了一条鱼，在夏日的岸上左冲右突地扑棱。这份不安的心绪 让我彻夜难眠”，“我”为什么会感到不安？（2分） 11.这篇小说反映了怎样的社会现象？你怎么看这种现象？
波的图象(波长、频率和波速)课件
4、波的图象（随时间）的变化情况：
确定波的图象变化的情况有两种方法：
⑴、描特殊点作图法：找出特殊点，并根 据各特殊点的振动方向确定出下一个时刻 各特殊点所在位置，然后连线。 ⑵、图象平移作图法：将波的图象沿波 的传播方向平移。
四、波速
• 波以一定的速度（波速Ｖ）向前传播。在单位时间内某一 波峰或波谷（疏部和密部）向前移动的距离，等于波速
八、振动图象与波的图象的比较
振动图象 单一振动质点 研究对象 研究内容 一质点的位移随时间的 变化规律 x/m 0 图线 t/s 波动图象 沿波传播方向的所有质点 某时刻所有质点的空间 分布规律 y/m
0
x/m
物理意义 表示一个质点在各时刻的 表示各质点在某时刻的位移 位移 随时间推移图象延伸， 随时间推移图象沿传播 图线变化 但已有的图象形状不变 方向平移
Y
波的传播方向
T/4
O X
3T/4 试画出该时刻前T/4、3T/4和5T/4时刻的波形图
ｙ
△ｘ
ｏ
ｘ
Ｖ＝
△ｘ △ｔ ｔ时刻的 波形
ｔ＋△ｔ时刻 的波形
思考与讨论２
• 下图中是曲线经过一个很短的△ｔ后的波形，请 你判断Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ四点在ｔ时刻的振动方向
ｙ
Ａ △ｘ Ｂ ‘ Ｂ Ｃ ‘
ｏ
Ａ ‘
Ｄ
ｘ
Ｃ Ｄ ‘
答案 Ａ向下 Ｃ向上 Ｂ向上 Ｄ向下 ｔ时刻的 波形
ｔ＋△ｔ时刻 的波形
横波
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31
Y 波的传播方向 C B D X V V
机械波ppt课件
机械波ppt课件•机械波基本概念与分类•机械波产生与传播条件•机械波在各向同性介质中传播特性•机械波在各向异性介质中传播特性目•机械波检测技术应用领域及发展趋势•总结回顾与拓展延伸录机械振动在介质中的传播称为机械波。
机械波定义依赖于介质传播传播的是振动形式和能量周期、频率与振源相同机械波的传播需要介质，真空不能传声。
质点只在平衡位置附近振动，并不随波迁移。
波传播过程中，各质点的振动周期和频率都等于振源的振动周期和频率。
机械波定义及特点根据质点振动方向与波传播方向的关系，机械波可分为横波和纵波。
横波与纵波机械波分类与性质质点振动方向与波传播方向垂直的波。
横波质点振动方向与波传播方向在同一直线上的波。
纵波单位时间内波形传播的距离，反映了振动的传播快慢。
波速沿波的传播方向，两个相邻的、相位差为2π的质点间的距离。
波长单位时间内质点振动的次数，反映了振动的快慢。
频率通过演示绳波的形成过程，分析横波的特点和传播规律。
绳波的形成与传播通过演示声波的形成过程，分析纵波的特点和传播规律。
声波的形成与传播通过演示水波的形成过程，分析水波的波动性质和传播规律。
水波的形成与传播通过演示地震波的形成过程，分析地震波的波动性质和传播规律，以及地震波对地球结构和人类活动的影响。
地震波的形成与传播波动现象实例分析产生机械振动的物体或系统，为机械波提供能量。
振源介质作用关系传播机械振动的物质，如固体、液体或气体。
振源的振动通过介质中的质点间相互作用力传递，形成机械波。
030201振源与介质作用关系描述机械波传播规律的数学方程，通常为一阶或二阶偏微分方程。
波动方程根据机械波的传播规律，结合牛顿第二定律和介质本构关系，推导出波动方程。
建立方法采用分离变量法、行波法、驻波法等方法求解波动方程，得到波的传播速度、振幅、相位等参量。
求解方法波动方程建立与求解方法波动能量传递过程探讨波动能量01机械波传播过程中携带的能量，表现为质点振动的动能和势能之和。