教程1高中物理选修34课件：第十二章 机械波 3
常州市西夏墅中学高中物理选修3-4《第十二章 机械波》课件
而在 t t，A3点到达B3
点。
i I i A1 d i A B1 B2 B3
时刻 t
做出此时刻界面
上各点发出的子 波的包迹。因为 波在同一介质中 传播，速度不变，
N L N
所以在 t t 时
刻，从A、B1、B2、 发出的子波的半 径分别是d， 2d/3，d/3。其
I
i
A
d
2d 3
B1
11.2
波的图像
• 教学重点、难点 1、知道波的图象的物理意义。 2、能运用简谐横波（正弦波）的图象描述 横波，解决简单的实际问题。 3、通过对波的图象和振动图象的比较，知 道波的图象与质点振动图象的区别。 （不要求讨论纵波的波形图。）
11.2
波的图像
• 教学建议
• 1、教材内容基本没有改变，删除了纵波的 图像 • 2、教学中注意波动图像和振动图像的区别 • 3、习题辅助学生记忆
11.7
多普勒效应
• 教学重点、难点 1、通过实验感受多普勒效应。 2、解释多普勒效应产生的原因。 3、通过列举多普勒效应的应用实例，了解 多普勒效应的应用。
11.7
• 教学建议
多普勒效应
1、本节主要以声波为例介绍多普勒效应．它比较常见，易于为学 生接受，而且只对多普勒效应做定性的分析说明，使学生对多 普勒效应有初步的了解，教学中要注意不宜引伸． 2、多普勒效应是在波源与观察者之间有相对运动时产生的现象， 这比波动现象又复杂了一些．要理解多普勒效应，学生必须先 知道波源的频率与观察者接收到的频率的区别，这是学习本节 的关键． 3、相比老教材课本用“模拟实验排队过人”的方法，帮助学生想 象观察者远离波源时，接收到的频率减小的道理，以理解多普 勒效应，教学中可引导学生思考． 4、多普勒效应在现代生产和生活中有广泛的应用，除了课本中 提到的，还可根据实际情况补充介绍一些应用实例，以开阔眼 界和引起兴趣。
高中物理第12章机械波12.2波的图象课件新人教版选修3_4-推荐ppt版本
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【解析】选B。因波沿x轴正方向传播,由乙图可得在 t=1s时刻,质点在平衡位置,以后质点向y轴负方向运动, 由图甲波动图线向x轴正方向传播可判断x=2m处的质点 在平衡位置,正沿y轴负方向运动,故B对,A、C、D错。
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【解析】选C、D。由“上下坡法”确定,D点的速度方 向向上,E点速度方向向下,A点速度方向向下,C点速度 方向向上,故A、B错误;而质点B、C都向上振,都要先到 最大位移处再回到平衡位置,但C落后于B,则B比C先回 到平衡位置,故C项正确;质点的加速度方向与位移方向 相反,与传播方向无关,故D正确。
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4.(多选)一简谐横波在x轴上传播,在 某一时刻的波形图如图所示,已知此时 质点F的运动方向向下,则 ( ) A.此波沿x轴负方向传播 B.质点D此时向下运动 C.质点B将比质点C先回到平衡位置 D.质点E的振幅为零
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【解析】选A、B。F点向下振动,应处于上坡,故波向左 传播,得B位于下坡,D处于上坡,则B先向上运动,D先向 下运动,E点此时刻位移为零,但振幅不能为零,综合可 知A、B正确。
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【典题过关】 【典例】(2018·杭州高二检测)一列沿x轴正方向传播 的横波在某一时刻的波形图象如图所示,已知波的传播 速率是16m/s。 (1)指出这列波中质点振动的振幅是多少。 (2)画出再经过0.125s时的波形图象。
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【正确解答】(1)由图象可以看出,质点振动的最大位 移大小是10cm,因此振幅是10cm。(2)再经0.125s波形 沿x轴正方向移动的距离为Δ x=vΔ t=16×0.125m=2 m, 所以再经过0.125 s后的波形图象如图中的虚线所示。
高中物理第十二章机械波第3节波长、频率和波速解析版新人教版选修3_4
波长、频率和波速1．波长(1)定义：在波动中，振动相位总是相同的两个相邻质点间的距离。
通常用λ表示。
(2)特征：在横波中，两个相邻波峰或两个相邻波谷之间的距离等于波长。
在纵波中，两个相邻密部或两个相邻疏部之间的距离等于波长。
2．周期和频率(1)定义：波上各质点的振动周期(或频率)。
(2)规律：在波动中，各个质点的振动周期(或频率)是相同的，它们都等于波源的振动周期(或频率)。
(3)关系：周期T 和频率f 互为倒数，即f ＝1T。
[辨是非](对的划“√”，错的划“×”)1．机械波在一个周期内传播的距离就是振幅的4倍。
(×)2．波速表示介质中质点振动的快慢。
(×)3．在波形图上速度相同的相邻两质点间的距离等于一个波长。
(×)[释疑难·对点练]波长的确定(1)根据定义确定：①在波动中，振动相位总是相同的两个相邻质点间的距离等于一个波长；②波在一个周期内传播的距离等于一个波长。
(2)根据波的图象确定：①在波的图象上，振动位移总是相同的两个相邻质点间的距离为一个波长；②在波的图象上，运动状态(速度)总是相同的两个相邻质点间的距离为一个波长； ③在波的图象上，两个相邻波峰(或波谷)间的距离为一个波长。
[试身手]1．关于波长，下列说法正确的是( )A ．机械振动在一个周期内传播的距离就是一个波长B ．在波形图上位移相同的相邻两质点间的距离等于一个波长C ．在波形图上速度总是相同的两质点间的距离等于一个波长D ．在波形图上振动情况总是相同的两质点间的距离等于一个波长解析：选A 机械振动的质点在一个周期内向远处传播一个完整的波形，故A 正确；在一个完整波形上，只有位移总是相同的相邻两质点间的距离才等于一个波长，故B 错误；速度总是相同的两质点之间距离是波长λ的整数倍，所以C 错误；振动情况总是相同的两质点间的距离是波长λ的整数倍，故D 错误。
1．波速定义机械波在介质中传播的速度。
高中物理人教选修34课件：第十二章 5 多普勒效应
解析:(1)巡警车接收到的超声波频率比发出时低,此现象为多普 勒效应,选项 C 正确。
(2)因巡警车接收到的频率低,由多普勒效应知巡警车与轿车在 相互远离,而巡警车车速恒定且在后面,可判断轿车车速比巡警车车 速大,即大于 100 km/h,故该轿车超速。
(3)若该轿车以 20 m/s 的速度行驶,由 20 m/s<100 km/h 知,此时 巡警车与轿车在相互靠近,由多普勒效应知反射回的频率应偏高。
C.铁路工人用耳贴在铁轨上可判断火车的运动情况 D.有经验的战士从炮弹飞行的尖叫声判断飞行炮弹是接近还 是远去
解析:凡是波都具有多普勒效应,因此利用光波的多普勒效应便 可以测定遥远天体相对于地球的运动速度,A 选项正确。被反射的电 磁波,相当于一个运动的物体发出的电磁波,其频率发生变化,由多普 勒效应可求出运动物体的速度,B 选项正确。铁路工人根据振动的强 弱而对列车的运动作出判断,C 选项错误。炮弹飞行,与空气摩擦产 生声波,人耳接收到的频率与炮弹运动方向有关,D 选项正确。选 A、 B、D。
答案:AD
思悟升华 1.多普勒效应是接收到的波的频率与波源频率不同的现象,并 不是接收到波的强度发生变化的现象,要正确理解频率和强度这两 个描述波的不同的物理量。 2.多普勒效应的产生不是取决于波源距观察者多远,而是取决 于波源相对于观察者是靠近还是远离。
1.(多选)关于多普勒效应,下列说法中正确的是
典题例解
【例 2】 公路巡警开车在高速公路上以 100 km/h 的恒定速度
巡查,在同一车道上巡警车向前方的一辆轿车发出一个已知频率的
超声波,结果该超声波被那辆轿车反射回来时,巡警车接收到的超声
波频率比发出时低。
(1)此现象属于( )
A.波的衍射 B.波的干涉
高中物理选修3-4-波的形成和传播
波的形成和传播知识集结知识元波的形成和传播知识讲解波的形成与传播1．机械波的产生（1）定义：机械振动在介质中的传播过程，叫做机械波。
（2）产生条件：波源和介质。
（3）产生过程：沿波的传播方向上各质点的振动都受它前一个质点的带动而做受迫振动，对简谐波而言各质点振动的振幅和周期都相同，各质点只在自己的平衡位置附近振动。
2．机械波的特点（1）介质依存性：机械波离不开介质，真空中不能传播机械波。
（2）能量信息性：机械波传播的是振动的形式，因此机械波可以传递能量、传递信息。
（3）传播不移性：在波的传播方向上，各质点只在各自的平衡位置附近振动，并不随波定向迁移。
（4）时空重复性：机械波传播时，介质中的质点不断地重复着振源的振动形式。
（5）周期、频率同源性：介质（包括在不同介质）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，而且在传播过程中保持稳定。
（6）起振同向性：各质点开始振动的方向与振源开始振动的方向相同。
机械波的分类1．横波：质点的振动方向与波的传播方向垂直的波叫横波，凸起的最高处叫波峰，凹下的最低处叫波谷．2．纵波：质点的振动方向与波的传播方向在同一直线上的波叫纵波．质点分布密的部分叫密部，分布疏的部分叫疏部．3．横波和纵波的区别横波纵波概念在波动中，质点的振动方向和波的传播方向相互垂直，这种波叫横波在波动中，质点的振动方向和波的传播方向在同一直线上，这种波叫纵波介质只能在固体中传播在固体、液体和气体中均能传播．声波是纵波特征在波动中交替、间隔出现波峰和波谷在波动中交替、间隔出现密部和疏部．振动与波动的关系类别振动波动运动现象振动是单个质点所表现出的周而复始的运动现象波动是质点群联合起来表现出的周而复始的运动现象运动成因质点由于某种原因离开平衡位置，同时受到指向平衡位置的力——回复力的作用介质中质点受到相邻质点的扰动而随着运动，并将振动形式由近及远的传播开，各质点间存在相互作用的弹力联系（1）振动是波动的起因，波动是振动的传播（2）有波动一定有振动，有振动不一定有波动（3）波动的周期等于质点振动的周期5．振动与波动的区别（1）从运动对象看：①振动是一个质点或物体以平衡位置为中心的往复运动．②波动是在波源的带动下，介质中大量质点依次发生振动而形成的集体运动．（2）从运动原因看：①振动是由于质点受回复力作用的结果．②波动是由于介质中相邻质点的带动的结果．（3）从能量变化看：①振动系统的动能和势能相互转化，对简谐运动来说，转化过程中总机械能保持不变．②波传播过程中，介质里每一振动质点的动能和势能同时达到最大，同时达到最小，质点的机械能在最大与最小值之间变化，而每个质点在不断地吸收和放出能量，因而波的传播过程也是能量的传播过程．例题精讲波的形成和传播例1.北京时间2013年4月20日8时02分四川省雅安市芦山县（北纬30.3°，东经103.0°）发生7.0级地震受灾人口152万，受灾面积12500平方公里。
高中物理 第十二章 机械波 第1节 波的形成和传播讲义(含解析)新人教版选修3-4-新人教版高二选修
第1节波的形成和传播1.波的传播过程中，各质点的周期均与波源的振动周期相同。
2．波在传播时，是前一质点带动后一质点振动，离波源越远，质点振动越滞后。
3．各质点只在各自的平衡位置附近振动，并不随波迁移。
4．质点的振动方向与波的传播方向相互垂直的波，叫横波，质点的振动方向与波的传播方向在同一直线上的波，叫纵波。
一、波的形成和传播1．形成原因：以绳波为例(如图所示)(1)可以将绳分成许多小部分，将每一部分看做质点。
(2)在无外来扰动之前，各个质点排列在同一直线上，各个质点所在的位置称为各自的平衡位置。
(3)由于外来的扰动，会引起绳中的某一质点振动，首先振动的这个质点称为波源。
(4)由于绳中各质点之间存在着相互作用力，作为波源的质点就带动周围质点振动，并依次带动邻近质点振动，于是振动就在绳中由近及远地向外传播。
2．介质(1)定义：波借以传播的物质。
(2)特点：组成介质的质点之间有相互作用，一个质点的振动会引起相邻质点的振动。
二、横波和纵波定义标识性物理量实物波形横波质点的振动方向与波的传播方向互相垂直的波(1)波峰：凸起的最高处(2)波谷：凹下的最低处纵波质点的振动方向与波的传播方向在同一直线上的波(1)密部：质点分布最密的位置(2)疏部：质点分布最疏的位置三、机械波1．定义机械振动在介质中传播，形成机械波。
2．产生条件(1)要有机械振动。
(2)要有传播振动的介质。
3．机械波的实质(1)传播振动这种运动形式。
(2)传递能量的一种方式。
依靠介质中各个质点间的相互作用力而使各相邻质点依次做机械振动来传递波源的能量。
1．自主思考——判一判(1)质点振动的平衡位置不断转换即形成波。
(×)(2)在绳波的形成和传播中，所有质点同时运动，同时停止运动。
(×)(3)在绳波的形成和传播中，所有质点的运动是近似的匀速直线运动。
(×)(4)机械波传播的是能量和振动形式，机械波不能在真空中传播。
(√)(5)横波在固体、液体、气体中都能传播，纵波只能在气体中传播。
高中物理人教选修34课件：12.3 波长、频率和波速
全
天
下
所
有
父
母
21-
就等于质点的振动速度说法错误。比如在同一均匀介质中传播的
简谐波波速大小保持不变,而介质中的质点在各自的平衡位置附近
做简谐运动,速度变化。
一
二
三
一、波长、波速、频率的决定因素
1.周期和频率:只取决于波源,波的周期和频率就是指波源的周期
和频率,与v、λ无任何关系。当波从一种介质进入另一种介质时,波
源没变,波的周期和频率不会发生变化。所以说周期和频率由波源
空间周期性:沿波的传播方向上,相隔n(n为自然数)个波长的质点
振动的步调是完全相同的。
时间周期性:机械波在一个周期内不同时刻图象的形状是不同的,
但在相隔时间为周期的整数倍的不同时刻,波形图线是完全相同的。
波的空间周期性与时间周期性统称为波的周期性。
当题目中没有给定波传播的时间t与周期T的关系或没有给定波
3.波长、频率和波速
1.知道波长、频率和波速的概念,了解它们的决定因素,能在波的
图象中求出波长。
2.理解波源振动周期、各质点振动周期与波的周期(频率)的关系。
3.知道波速的物理意义,理解波长、周期(频率)和波速之间的关
系,能初步利用这一关系进行有关分析与计算。
1.波长λ
在波动中,振动相位总是相同的两个相邻质点间的距离,叫作波
I的速度方向是向下的,而质点C、G的速度方向是向上的,因而这五
个点的位移不总是相同,A项错误;质点B、F是同处在波峰的两个
点,它们的振动步调完全相同,在振动过程中位移总是相等,B项正确;
质点D、H是处在相邻的两个波谷的点,它们的平衡位置之间的距
离等于一个波长,C项正确;虽然质点A、I在振动过程中位移总是相
高中物理选修3---4第十二章《机械波》全章新课教学课件
思考：
简谐运动的研究对象有什么特点？
※单个质点或能 够看为质点的 单个物体。
思考：
如果做机械振动的质点与它周围空间的其他质点间有力的 作用，它的振动对周围质点会不会有影响？
※引起其他质点 的振动。
思考：
周围空间的其他质点的振动究竟是一种什么运动？
※其他质点发生 的是受迫振动。
一、机械波： 1.定义:机械振动在介质中的传播形成机械波. 2.产生条件: ①波源: 保持持续振动并引起其他质点振动的物体. 可以认为是第一个开始振动的质点. ②介质: 指传播机械波的物质。
选修3—4 第十二章《机械波》
第一节： 第二节： 第三节： 第四节： 第五节： 第六节：
全章新课教学课件
《波的形成和传播》 《波的图象》 《波长、频率和波速》 《波的衍射和干涉》 《多普勒效应》 《惠更斯原理》
选修3—4 第十二章 机械波
§12.1 波的形成和传播
复习回忆
自运动学角度看简谐运动：
§12.2 波的图象
复习回忆
问题1：机械波是怎样形成的？
介质可以看成是由大量的质点构成的，两相 邻的质点之间都有相互的作用力，介质上的某一 质点在波源的作用下发生振动时，就会带动与它 相邻的质点振动，这些质点的振动又会带动各自 周围的质点发生振动，这样振动就在介质中由近 及远的传播形成机械波。
复习回忆
2.沿波传播的方向，介质中 各质点由波源开始由近及远 振动；
3.介质中各质点只在各自的平衡位置附近振 动，质点并不会随波迁移；
4.介质中各质点的起振方向均相同，均与波 源的起振方向一致，且振动的T与f也与波源 一致。
【例题】日常生活中,发现皮球掉入池塘 中,能否通过往池塘丢入石块,借助石块激 起的水波将球冲到岸边吗?
人教版高二物理选修3-4第12章 机械波基础知识梳理
第十二章机械波12.1 波的形成和传播一、机械波的形成1．机械波的定义机械振动在介质中传播，形成机械波。
即波源和介质是波的形成条件2．介质（1）定义：波借以传播的物质。
（2）特点：组成介质的质点之间有相互作用，一个质点的振动会引起相邻质点的振动。
说明：介质是能够传播机械振动的物质，其状态可以是固、液、气三态中的任意一种。
3．机械波的形成（1）动力学观点：介质质点间存在相互作用力，介质中前面的质点带动后面的质点振动，将波源的振动形式向外传播。
（2）能量观点：介质中前后质点间存在相互作用力，因而相互做功，从而将波源能量向外传播。
特别提醒（1）机械波的形成是介质中各质点集体运动的结果，个别质点振动不能形成波。
（2）单个质点是在平衡位置附近往复运动，并不随波迁移。
（3）所有质点前面带后面，后面学前面。
4．波的特点(1)振幅：像绳波这种一维(只在某个方向上传播)机械波，若不计能量损失，各质点的振幅相同。
(2)周期：各质点振动的周期均与波源的振动周期相同。
(3)步调：离波源越远，质点振动越滞后。
(4)运动：各质点只在各自的平衡位置附近做往复振动，并不随波迁移。
(5)实质：机械波向前传播的是振动这种运动形式，同时也传递能量和信息。
二、机械波的传播1．机械波传播的是波源的振动形式介质中各质点并不随波迁移，而是在自己的平衡位置附近振动，各质点都做受迫振动，其振幅和频率（或周期）都与波源的相同，各质点的起振方向也与波源的相同，但振动并不同步，离波源越远的质点振动越滞后。
2．机械波传播的是波源的提供的能量介质中各质点靠弹力相互作用，前一质点带动后一质点振动，后一质点跟着前一质点振动，故可根据前一质点的位置来确定后一质点的运动方向。
若不计能量损失，在均匀介质中各质点振动的振幅应相同。
3．机械波传播的是波源的信息我们用语言进行交流就是利用声波传递信息的。
4．机械波的传播特点（1）波的传播可以脱离波源的振动而独立存在，也就是说机械波一旦形成，运动形式和能量就会向外传播，即使波源的振动停止波也不会停止传播。
高中人教版物理选修3-4课件：第十二章 1 波的形成和传播
-19-
1 波的形成和传播
课前篇自主预习 课课堂堂篇篇探探究究学学习习
探究一
探究二
当堂检测
【思考问题】 如何判断一列波是横波还是纵波? 提示:有的介质既可以传播横波,也可以传播纵波,具体是哪一种 波,要根据振动方向与波传播方向间的关系判定。 解析:同一波源产生的波中可同时具有横波、纵波,如地震波,故 选项A正确;虽然传播这两种波的介质质点振动方向与波传播方向 的关系不同,但并不妨碍两者沿同一方向传播,故选项B错误;在同 一介质中,横波和纵波传播速度一般不同,如地震波中纵波比横波 传播得快,故选项C错误;横波可以在固体内传播,不可以在液体、 气体中传播,而纵波可在固体、液体和气体中传播,故选项D错误。 答案:A 归纳总结横波与纵波 横波和纵波是机械波的两种类型,是按波的传播方向与质点的振 动方向的关系来分类的。
1 波的形成和传VIP播用户有效期内可使用VIP专享文档下载特权下载或阅读完成VIP专享课文档前（篇部自分V主IP专预享习文档由于课上传堂者篇设探置不究可学下载习只能 阅读全文），每下载/读完一篇VIP专享文档消耗一个VIP专享文档下载特权。
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答案:×
(3)物体只要做机械振动,就一定会产生机械波。 ( ) 解析:机械波的形成必须具备的两个条件是振源和介质。只有物 体做机械振动,而其周围没有介质,远处的质点不可能振动起来形 成机械波。
答案:×
-7-
1 波的形成和传播
课前篇自主预习 课堂篇探究学习
读一读·思一思 辨一辨·议一议
2.探究讨论。 (1)艺术体操的“带操”表演中,彩带上的波形是怎样形成的? 答案:细棒振动带动与它相邻的质点发生振动,并依次带动离细 棒更远的质点振动,细棒的振动逐渐传播出去,形成了波。 (2)观察沿绳传播的横波和在弹簧上传播的纵波,思考问题: ①从整体感观上说,你看到的情景分别是怎样的? ②如果你的关注点只放在介质的一个点上,你观察到的情况分别 又是怎样的? 答案:①波峰和波谷都在水平方向匀速移动;密部和疏部都在水 平方向匀速移动。 ②如果我们盯着绳子上某一个点(可以做个标记)看,它就是在上 下往复运动,并没有移动它的平衡位置;如果我们盯着弹簧上某一 个圈或点(可以做个标记)看,它就是在左右往复运动,也没有移动它 的平衡位置。
人教版 物理选修3-4第十二章 机械波
2. 波的叠加
1）波的独立传播：两列波相遇后彼此穿过，仍然 保持各自的运动状态，继续传播。 2）波的叠加：在波的重叠的区域里，介质的质点 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。
3. 波的干涉
1）干涉现象：频率相同的两列波叠加时，某些区 域的振幅加大，某些区域的振幅减小的现象。
四. 多普勒效应和惠更斯原理
1. 多普勒效应
1）现象(1842年发现)：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。
2）音调：由频率决定，频率越高音 调越高，频率越低音调越低。
3）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。
注意：频率由声源决定，实际频率并没有变化。
2. 惠更斯原理
1）几个基本概念 波面：同一时刻，介质中处于波峰 或波谷的质点所构成的面。 波线：用来表示波的传播方向，跟 各个波面垂直的线。
平面波：平面波的波面为平面；球面波：球面波的 波面为球面。
2）惠更斯原理的内容 介质中任一波面上的各点，都可以看做发射子波的 波源，其后任意时刻，这些子波在波前进方向的包 络面就是新的波面。
y
A
v
p
o
在波动中，振动相位总是相 同的两个相邻质点间的距离。 A
x
2. 频率 f
波的传播周期或频率与各个质点的振动周期或频率 是相同的，等于波源的振动周期或频率。
3. 波速 v
经过一个周期T，振动在介质中传播的距离等于一个 波长 。 v f T
4. 注意事项
1）机械波在介质中的传播速度由介质本身的性质 决定，在不同的介质中，波速是不同的。
(人教版选修3-4课件)高中物理选修：12.1波的形成和传播课件
一级达标重点名校中学课件
CD • 〔对点训练2〕 (多选)下列关于横波与纵 波的说法中，正确的是( ) • A．声波一定是纵波 • B．水波一定是横波 • C．地震波既有横波，也有纵波 • D．横波只能在固体中传播，纵波既可以 在固体中传播，也可以在液体、气体中传 播 • 解析：声波可以在空气中传播也可以在液 体和固体中传播，空气中的声波一定是纵 波，而液体、固体中的声波既可能是纵波，
在波动中，质点 的振动方向和波 的传播方向在一 条直线上 在固体、液体和 只能在固体介质 介质 气体介质中均能 中传播
一级达标重点名校中学课件
• 特别提醒：(1)绳波和声波分别是典型的横 波和纵波，水波是比较复杂的机械波，不 是横波。 • (2)在纵波中各质点的振动方向与波的传播 方向在同一直线上，而不是方向相同。
一级达标重点名校中学课件
•探究二 横波与纵波
• (1)图甲是绳波，其中质点的振动方向与传 播方向是什么关系？ • (2)图乙是声波，其中质点的振动方向与传 播方向是什么关系？ • 提示：(1)相互垂直 (2)在一条直线上
一级达标重点名校中学课件
• 横波与纵波的比较
名称 项目
横波
纵波
在波动中，质点 的振动方向和波 概念 的传播方向相互 垂直
• 解题指导：由于近波源的质点对相近质点 有力的作用，使得远波源点要重复近波源 质点的振动；同时参与波动的每个质点都 在各自的平衡位置两侧往复运动，其振动 具有周期性、对称性的特点。
一级达标重点名校中学课件
• 解析：由于质点间的相互作用，前面的质 点总是带动后面的质点振动，所以后面的 质点总是滞后于前面的质点。 • 各质点在各时刻的运动情况，如图所示。
一级达标重点名校中学课件
教科版 高中物理选修3-4 机械振动+机械波
（1）振幅：振动物体离开平衡位置的最大距离叫做振动的振幅。
①振幅是标量。
②振幅是反映振动强弱的物理量。
（2）周期和频率：①振动物体完成一次全振动所用的时间叫做振动的周期。
②单位时间内完成全振动的次数叫做全振动的频率。
它们的关系是T=1/f 。
在一个周期内振动物体通过的路程为振幅的4倍；在半个周期内振动物体通过的路程为振幅2倍；在1/4个周期内物体通过的路程不一定等于振幅 3）简谐运动的表达式：)sin(ϕω+=t A x 4）简谐运动的图像：振动图像表示了振动物体的位移随时间变化的规律。
反映了振动质点在所有时刻的位移。
从图像中可得到的信息： ①某时刻的位置、振幅、周期②速度：方向→顺时而去；大小比较→看位移大小 ③加速度：方向→与位移方向相反；大小→与位移成正比 3、简谐运动的能量转化过程：1）简谐运动的能量：简谐运动的能量就是振动系统的总机械能。
①振动系统的机械能与振幅有关，振幅越大，则系统机械能越大。
②阻尼振动的振幅越来越小。
2）简谐运动过程中能量的转化：系统的动能和势能相互转化，转化过程中机械能的总量保持不变。
在平衡位置处，动能最大势能最小，在最大位移处，势能最大，动能为零。
（二）简谐运动的一个典型例子→单摆： 1、单摆振动的回复力：摆球重力的切向分力。
①简谐振动物体的周期和频率是由振动系统本身的条件决定的。
②单摆周期公式中的L是指摆动圆弧的圆心到摆球重心的距离，一般也叫等效摆长。
4、利用单摆测重力加速度：（三）受迫振动：1、受迫振动的含义：物体在外界驱动力的作用下的运动叫做受迫振动。
2、受迫振动的规律：物体做受迫振动的频率等于策动力的频率，而跟物体固有频率无关。
1）受迫振动的频率：物体做稳定的受迫振动时振动频率等于驱动力的频率，与物体的固有频率无关。
2）受迫振动的振幅：与振动物体的固有频率和驱动力频率差有关3、共振：当策动力的频率跟物体固有频率相等时，受迫振动的振幅最大，这种现象叫共振。
高中物理选修3-4波的衍射和干涉课件
振动加强的区域总是加强，振 动减弱的区域总是减弱。
小组讨论
1.为什么两列波相遇时能出现振动始终加强的区域呢？
如果在某一时刻，在水面上的某一点是两列 波的波峰和波峰相遇，经过半个周期，就变 成波谷和波谷相遇。波峰和波峰、波谷和波 谷相遇时，质点的位移都是最大，等于这两 列波的振幅之和，因此在这一点，始终是两 列波干涉的加强点，质点的振动最激烈。
小组讨论
2.为什么两列波相遇时能出现振动始终减弱的区域呢？
如果在某一时刻，在水面上的某一点是两列波 的波峰和波谷相遇，经过半个周期，就变成波 谷和波峰相遇，在这一点两列波引起的振动始 终是减弱的，质点振动的振幅等于两列波的振 幅之差，如果两列波的振幅相同，质点振动的 振幅就等于零，水面保持平静。
小组讨论
二、波的叠加
波的叠加原理
在几列波重叠的区域里，介质的质点同时参与这几列波所引起的振动，质点振动的位移等于这几 列波单独传播时引起的位移的矢量和。
三、波的干涉
频率相同的两列波叠加，使某些区域的振幅加大，某些区域的振幅减小，这种现 象叫做波的干涉。
干涉图样：由波的干涉所形成的图样
三、波的干涉
三、波的干涉
一、波的衍射现象
【思考与讨论】
“闻其声而不见其人”为什么?
“ 一叶障目不见泰山 ”为什么?
声波和光波都可以发生衍射现象。声波的波长范围是1.7cm到17m，而光的波 长范围在0.4μm到0.8μm之间，因此，自然界中障碍物的尺寸远于光的波长， 光波的衍射现象不明显，而声波易发生衍射现象，所以闻其声不见其人。
选修34第二讲机械波课件
解析：由A、B两质点的的振动图象及传播可画出t＝0时刻的
波动图象如图所示，由此可得λ＝ m，A正确；由振动图
象得周期T＝4 s，故
B错误；由
振动图象知3 s末A质点位移为－2 cm，B质点位移为0，故C错
误；由振动图象知1 s末A质点处于波峰，振动速度为零，B质
点处于平衡位置，振动速度最大，故D错误．
图12－2－1
选修34 第二讲 机械波
⑤若知道波的传播方向，可知该时刻各质点的运动方向．如 图12－2－1所示，设波向右传播，则此时A、D质点沿y轴负方 向运动，B、C质点沿y轴正方向运动． ⑥若知道某时刻某质点的运动方向，可判断波的传播方 向．如图12－2－1所示，若D点向上运动，则该波向左传播．
所以波速v＝ ＝4 m/s.
(4)Δx＝vΔt＝14 m＝3×4＋ λ， 所以只需将波形向x轴负方向平移λ
图12－2－5 ＝2 m即可，如图
12－2－5所示．
选修34 第二讲 机械波
(5)求路程，因为n＝ 所以路程s＝4nA＝4×0.2×3.5 m＝2.8 m. P点经3.5个周期后仍在平衡位置处，所以位移为零． [答案] 见解析
选修34 第二讲 机械波
2.某同学用一根弹性绳进行机械波的实验．用手握住绳 的一端做周期为1 s的简谐运动，在绳上形成一列简谐 波．以弹性绳为x轴，手握住的一端为坐标原点O，且 从波传到x＝1 m处的M点开始计时，如图12－2－6所 示，求：
选修34 第二讲 机械波
图12－2－6 (1)当时间t为多少时，平衡位置在x＝4.5 m处的N质点恰好第 一次从平衡位置向y轴正方向运动？ (2)画出上问中t时刻弹性绳上的波形图．
2．机械波传播过程中，在固体和液体中的传播速度比在空气 中的传播速度大．
【成才之路】2014-2015学年高中物理 第12章 第3节波长、频率和波速课件 新人教版选修3-4
(2)当波速为 280m/s 时，则有：280＝40＋80k 解得：k＝3 故波沿－x 方向传播。 λ λ 1 由 v＝T，得 T＝v＝ s 35 P 质点第一次达到波谷经历时间 3 t＝ T＝2.1×10－2s 4
答案：(1)v＝(40＋80k)m/s 当k＝0、2、4„时，波沿x轴正向传播。 当k＝1、3、5„时，波沿x轴负向传播。
A．A＝1 m C．A＝1 m
f＝5 Hz f＝2.5 Hz
D．A＝0.5 m D．A＝0.5 m
f＝5 Hz f＝2.5 Hz
解析：由图象可以直接读出该波的振幅 A＝0.5m；经 0.6s， N 点开始振动，说明波在 0.6s 内向前传播了 6m，所以波的传 播速度为 s 6m v＝ t ＝ ＝10m/s， 0.6s 由图象知波长为 4m，所以周期为
(1)时间周期性：时间间隔Δt与周期T的关系不明确。
(2)空间周期性：波传播距离Δx与波长λ的关系不明确。
2．双向性
(1)传播方向双向性：波的传播方向不确定。 (2)振动方向双向性：质点振动方向不确定 由于波动问题的多解性，在解题时一定要考虑其所有的可 能性：
①质点达到最大位移处，则有正向和负向最大位移两种可
二、对波速的理解 1．波速的实质 波的传播速度即波形的平移速度。 2．波速的物理意义 波速是表示振动在介质中传播快慢的物理量，它等于单位 Δx 时间内振动向外传播的距离，即 v＝ 。 Δt
3．波长、频率、波速的决定因素 (1)周期和频率：只取决于波源，波的周期和频率就是指波 源的周期和频率，与 v、λ 无任何关系。 (2)速度 v：决定于介质的物理性质，同一种均匀介质，物 理性质相同，波在其中传播的速度恒定。 (3)波长 λ：对于一列波，其波长、波速、周期的关系不会 λ 变化，始终是 v＝T＝λf，既然 v、T 都由相关因素决定，所以 这些因素同时又共同决定了波长 λ，即波长 λ 由波源和介质共 同决定。
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第十二章 第3节 第5页
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二、周期和频率 1．概念：波的周期(频率)等于波上各质点的 波动周期 (振
动频率)，周期用符号 T 表示，频率用符号 f 表示。
2．规律：在波动中，各个质点的振动周期(或频率)均由波 源决定，并且均相同，它们都等于波源的振动周期(或频率)。
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1．两个波峰(或波谷)之间的距离是一个波长吗？ 提示：两个波峰(或波谷)之间的距离为一个波长的整数倍， 只有相邻的两个波峰(或波谷)之间的距离为一个波长。
第十二章 第3节 第8页
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2．v＝Tλ与v＝xt 有何区别和联系？
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例1 如图所示，图(甲)为某一波动在t＝1.0 s时的图象，图 (乙)为参与该波动的质点P的振动图象。
(1)判断波的传播方向； (2)求该波波速。
第十二章 第3节 第21页
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解析：(1)由(乙)图知t＝1.0 s时，P质点向负y轴方向运动，
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(2)特殊点法 ①原理：参与波动的介质质点都在各自的平衡位置附近振
动，并不随波迁移。
②方法与步骤
a．取平衡位置相距为
λ 4
的两个特殊点(最大位移处与平衡位
置处)为研究对象。
第十二章 第3节 第32页
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a．算出波在Δt时间内传播的距离：Δx＝vΔt＝Tλ ·Δt。
b．把波形沿波的传播方向平移Δx，如图所示的②图象。 c．然后将图线向左顺沿即可，如图中虚线部分。
第十二章 第3节 第31页
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三、波速(v)
1．定义
单位时间内振动所传播的距离叫做波速，即v＝ΔΔxt 。
第十二章 第3节 第17页
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2．物理意义
波速描述的是机械波在介质中传播的快慢程度，它不表示
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3．波长的确定
(1)根据定义确定
①在波动中，振动相位总是相同的两个相邻质点间的距离
等于一个波长。
②波在一个周期内传播的距离等于一个波长。
第十二章 第3节 第13页
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四、波长、周期(或频率)和波速的关系
1．由于每经过一个周期T的时间振动传播的距离等于一个
波长λ，所以波速v＝Tλ 。
2．由于周期和频率互为倒数，所以v＝λf。
第十二章 第3节 第19页
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1．某时刻两质点的振动情况相同，两质点间的距离一定等 于波长吗？
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b．根据图示时刻质点的振动方向，判定出Δt(通常要算出
ΔTt＝n的值)时间后两质点的位置。
c．过这两位置画出正弦图象即可，如图所示，假设Δt＝
3 4
T。Δt后波形如图中②所示。
第十二章 第3节 第33页
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期性、双向性的应用。
第十二章 第3节 第3页
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第十二章 第3节 第4页
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一、波长 1．定义：在波动中， 振动相位 总是相同的两个相邻 质点 间的距离，用物理符号 λ 表示。 2．特征：在横波中，两个相邻 波峰 或两个相邻波谷之间 的距离等于波长。在纵波中，两个相邻密部 或两个相邻 疏部之 间的距离等于波长。
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①波的周期由波源决定，与传播介质无关。同一列波在不
同介质中传播时能够保持不变的是周期(或频率)。
②每经历一个周期，各振动质点完成一次全振动，波形图
将恢复原状。
第十二章 第3节 第16页
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位移都是零，由于波的传播方向是向右的，容易质点C、G的速度方向是向上
的，因而这五个点的位移不总是相同，A项错误；质点B、F是
同处在波峰的两个点，它们的振动步调完全相同，在振动过程
中位移总是相等，B项正确；质点D、H是处在相邻的两个波谷
的点，它们的平衡位置之间的距离等于一个波长，C项正确；
提示：不一定。只有振动情况总相同的两相邻质点间的距 离才等于波长。
2．决定波速、波长、频率的因素是什么？ 提示：波速由介质决定，频率等于波源的频率，与介质无 关，波长由波速和频率共同决定。
第十二章 第3节 第20页
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[学习目标] 1.知道什么是波长、频率和波速。
2．理解波长、频率和波速的关系。
3．了解决定波长、频率和波速的因素。
[知识定位] 重点：1.知道波长的定义。2.理解波长、波速
和周期(频率)之间的关系。
难点：1.波长、波速和周期(频率)关系的应用。2.波传播周
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1．由波形图和振动图象可读出哪些信息？ 提示：由波形图可读出振幅、波长等；由振动图象可读出 振幅、周期等。 2．如何计算波速？ 提示：①计算波速既可以用v＝Tλ ，也可以用v＝λf。 ②利用v＝ΔΔxt ，Δx、Δt分别为波传播的距离和时间。
第十二章 第3节 第23页
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第十二章 第3节 第29页
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要点二 时间Δt前后波形图的确定方法
1.Δt后波形图的画法 (1)平移法 ①原理：波传播的是运动形式，即波形的传播。 ②方法与步骤
第十二章 第3节 第30页
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(2)根据波动图象确定
①在波动图象上，振动位移总是相同的两个相邻质点间的
距离为一个波长。
②在波动图象上，运动状态(速度)总是相同的两个相邻质
点间的距离为一个波长。
③在波动图象上，两个相邻波峰(或波谷)间的距离为一个
波长。
(3)根据公式λ＝vT来确定。
第十二章 第3节 第14页
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二、周期(T)与频率(f)
1．波的周期(或频率)就等于波源质点振动的周期(或频
率)。
2．物理意义
波的周期(或频率)是反映波变化快慢的物理量，它不能反
映波传播的快慢。
第十二章 第3节 第15页
3．关系：周期T和频率f互为倒数 ，即T＝1f 。
4．时空关系：在一个周期内，振动在介质中传播的距离等
于 一个波长 。
第十二章 第3节 第6页
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三、波速 1．定义：机械波在介质中传播的速度。波速等于 波长 和 周期 的比值。
虽然质点A、I在振动过程中位移总是相同，振动步调也完全相
第十二章 第3节 第26页
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同，但由于它们不是相邻的振动步调完全相同的两个点，它们 的平衡位置之间的距离不是一个波长(应为两个波长)，D项错 误。
答案：BC
第十二章 第3节 第27页
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“一分、一看、二找”巧解波动图象与振动图象综合类问 题
(1)分清振动图象与波动图象，此问题最简单，只要看清横 坐标即可，横坐标为x则为波动图象，横坐标为t则为振动图 象。
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要点一 理解波长、频率、周期和波速
一、波长 1．定义：在波动中，振动相位总是相同的两个相邻质点间 的距离。 2．特征：在横波中，两个相邻波峰或两个相邻波谷之间的 距离等于波长。在纵波中，两个相邻密部或两个相邻疏部之间 的距离等于波长。