机械波实用教案

机械振动和机械波

?波的形成和传播

波的形成-------------------------------------------------------------------------------------->分解传播过程

波的形成过程：（图演示）波源的振动带动周围质点做受迫振动。

波的形成条件：波源+介质

波的传播

各质点振动的T、f、A与波源相同，起振时状态相同；

离开波源越远，起振越慢开始，相位落后越多（下表）；----------------------->相位即“弧度”

机械波传递波源的振动形式、能量和信息，不传播质点；

每个质点在各自的平衡位置附近振动

波形向传播方向“平移”

起振时间相差T的整数倍的质点，运动状态总相同。

波的分类

横波：质点的振动方向与波的传播方向垂直

特征：波形具有波峰和波谷相间

实例：绳波，水波

纵波：质点的振动方向雨波的传播方向相同

特征：波形具有密部和疏部相间

实例：声波，弹簧波动

<练习>

1．下列关于振动和波的关系，正确的是（）

A、有机械波必有机械振动

B、有机械振动必有波

C、离波源越远的质点振动周期越长

D、波源停止振动时，介质中的波动立即停止

2．下列关于机械波的说法正确的是（）

A、相邻的质点要互相做功

B 、纵波的质点可以随波迁移

C 、振源开始时怎样振动，其它质点开始时就怎样振动

D 、波中各质点的振动频率是相同的

3．如图所示，是一列沿绳子向右传播的横波，除去第1点，在途中速度最大的点是第（ ）点，加速度最大的点是第（ ）点。

4．一列横波某时刻的波形如图所示，经过途中P 点第一次到达波峰，此后在经过，P 点的位移和速度可能是（ ）

A 、位移是2cm ，速度为零

B 、位移是零，速度方向沿+y 方向

C 、位移是-2cm ，速度为零

D 、位移是零，速度方向沿-y 方向

5．如图为波沿一条固定的绳子向右刚传播到B 点时的情形，

由图可判别A 点刚开始振动时的振动方向是（ ）

A 、向左

B 、向右

C 、向上

D 、向下

答案：A ；ACD ；3，5；BD ；D ；

?

波的图像

图象的建立

画出波在某时刻的波形

将波形置于x y

-坐标系中

意义：描述某时刻

．．．介质中各个质点的分布情况

纵波和横波图象

纵波的图象

密部和疏部

波长λ：相邻

．．两个运动状态总相同的点间的距离

．．。（例如：相邻的两个疏部或密部）

横波的图象

波峰和波谷

波长λ：相邻

．．两个运动状态总相同的点间的距离

．．。（例如：相邻两个波峰或波谷）图象中的物理量

读取：振幅A、波长λ

波速v：单位时间内机械波向前传播的位移。

x

v

t T

λ

∆

==

∆

意义：描述波传播的快慢

周期、频率和波速：v f T

λ

λ=

=∴v vT f

λ==

周期和频率：由振源决定； 波速：由介质决定；

波长：由周期（频率）和波速共同决定 常用推论：

由x v t ∆=∆得：波源振动t kT ∆=，波向前传播()x v kT k vT k λ∆==⋅=。

相隔n λ⋅的质点，运动状态总相同

<练习>

1、关于波的周期，下列说法正确的是（ ABD ）

A 、质点的振动周期就是波源的周期

B 、波的周期是由博源驱动力的频率决定的

C 、波的周期与形成波的介质密度有关

D 、经历整数个周期波形图重复出现

2、关于波速，下列说法正确的是（ ABD ）

A 、波速表示振动在介质中传播的快慢

B 、波速跟波元振动的快慢无关

C 、波速表示介质质点振动的快慢

D 、波速表示波形图向前平

移的快慢

3、（画图）教材.如图横波正沿x轴正方向传播，波速为s，试画出经过1s后和4s后的波形曲线。

4、（计算）一艘渔船停泊在岸边，如果海浪的两个相邻的波峰距

波速方向与振动方向的判别

平移法：

已知波速方向：向波速方向微平移，得到下一时刻的波形图；

已知某质点振动方向：画出该质点下一时刻位置，将波形图补齐；

同侧法：波速的矢量箭头与质点瞬时速度的矢量箭头居于波形图的同一侧。

<例题>

1、一列横波某时刻的波形图如图，质点A的平衡位置与坐标原点O相距，此时质点A沿y 轴正方向运动，经过第一次到达最大位移。由此可见（ D ）

A、这列波波长为2m

B、这列波频率为50Hz

C、这列波的波速为25m/s

D、这列波沿x轴正方向传播

2、一列波在介质中向某一方向传播，如图所示时刻该振动还只发生在M、N之间，已知此

波的周期为T ，Q 点速度方向向下，则（ C ） A 、波源是M ，由波源起振开始计时，P 点已经振动时间T

B 、波源是N ，由波源起振开始计时，P 点已经振动时间3

4T

C 、波源是N ，由波源起振开始计时，P 点已经振动时间1

4T

D 、波源是M ，由波源起振开始计时，P 点已经振动时间1

4

T

波的图象和振动图象

波的图象x y -：⎧⎨

⎩

某时刻各个质点的位移；

传播时图象平移；

振动图象x t -：⎧⎨

⎩

某质点各个时刻的位移；

传播时图象延伸；

<练习>

1、平静的水面上，某一时刻，一个浮标开始做竖直方向上的简谐运动，运动规律为

2sin()x t ππ=+，水波波长为。以浮标为原点建立平面直角坐标系，则

（1）画出t=2s 时刻水波传播范围内某一切面的波形图，并说明浮标起振时的运动方

向；

（2）画出1~4t s =时间内，0.1x m =位置，质点的x t -图象。

2、《全解》P87.例4：一列简谐波在t=0时刻的波形图如左图，右图表示该波传播的介质

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