高中物理第一轮总复习 第11章 第3讲 机械波的图象学案（教师版）新人教版.doc

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1、一、机械波1．机械波的产生：　机械振动　在介质中的传播过程形成机械波．机械波产生的条件有两个：一是要有做机械振动的物体即波源，二是要有能够传播机械振动的　介质　.2．横波和纵波：质点的振动方向与波的传播方向　垂直　的波叫横波．凸起最高处叫波峰，凹下最低处叫波谷．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．质点分布最密集的部分叫密部，质点分布最稀疏的部分叫疏部． 3．描述机械波的物理量(1)波长λ：两个　相邻　的、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．在横波中，两个相邻

2、波峰(或波谷)间的距离等于波长．在纵波中，两个相邻密部(或疏部)间的距离等于波长．在一个周期内机械波传播的距离等于波长．(2)频率f：波的频率由　波源　决定，当波由一种介质进入另一种介质时，其频率　不变　. (3)波速v：单位时间内振动向外传播的距离．波速与波长和频率的关系：　v＝λf　，波速大小由　介质　决定．4．机械波的特点(1)每一质点都以它的平衡位置为中心做简谐运动；后一质点的振动总是　落后　于带动它的前一质点的振动．(2)波传播的只是运动形式(振动)和　振动能量　，介质中的质点并不随波迁移．

3、图12－3－1二、波的图象1．简谐波的图象如图12－3－1，为一条正弦曲线或余弦曲线，它反映了在波传播的过程中，某一时刻介质中　各质点　相对平衡位置的位移． 2．由波的图象可知：(1)该时刻各质点的位移和加速度的方向以及该波的振幅A和波长λ.　　(2)若知道波速的方向，可知各质点的　振动　方向．(3)已知该时刻各质点的运动方向，可判断波的　传播　方向．(4)已知波速v的大小可求周期(或频率)．(5)已知波速v的大小和方向，可画前后某一时刻的波的图象． (2)计算的关键是确定波传播的距离Δx与λ的关系，

4、Δt与T的关系．求Δx方法之一是在图象中用平移波形来表示．若知道t1、t2两时刻的波形，将t1时刻的波形沿传播方向平移．直到与t2时刻的波形重合，设平移的距离最少为ΔL，则Δx＝nλ＋ΔL(注意：当不知传播方向时，t1时的波形可能向两个方向移动，Δx有二解)． (3)双向性与重复性是波的两个基本特征，这两个特征决定了波问题通常具有多解性．为了准确地表达波的多解性，通常先写出含有“n”或“k”的通式，再结合所需要的特解，这样可有效地防止漏解． 2．由波的图象判定质点振动方向或波的传播方向有哪些方法？解答：

5、(1)“带动”法如果已知某质点的振动方向，在波的图象中找一个与它紧邻的另一质点，分析这两个质点哪一个先振，先振的质点靠近振源，从而判断出波的传播方向．反之，如果知道了波的传播方向，也就知道了振源在哪一侧，再找一个与所研究的质点紧邻且靠近振源的质点，这个质点先振，由此判断所研究质点的振动方向． (2)微平移法(3)同侧法质点的振动方向和波的传播方向垂直且在波形图象的同一侧，用这一方法能快速的判断波的传播方向． 1．波的传播方向和质点振动方向的关系例1：(2010·全国Ⅱ)一简谐横波以4m/s的波速沿x轴正

6、方向传播．已知t＝0时的波形如图11－3－2所示，则(　　)A．波的周期为1sB．x＝0处的质点在t＝0时向y轴负向运动C．x＝0处的质点在t＝s时速度为0D．x＝0处的质点在t＝s时速度值最大图11－3－2 方法点拨：每一质点都以它的平衡位置为中心做简谐振动；后一质点的振动总是落后于带动它的前一质点的振动．振动是单个质点的个体行为，波动是大量质点的群体行为． 变式训练1：一列横波在某时刻的波形图如图1133所示．若质点a此时向上运动，则波向_____方向传播，若波向左传播，则此时振动方向向下的质

7、点有_____和______.1133bc－x 2．由t时刻的波形图(或图象)确定t＋Δt时刻的波形图(或图象)例2：某一简谐波在t＝0时刻的波形图如图1134中的实线所示．若波向右传播，画出T/4后和T/4前两个时刻的波的图象．图1134 解析：确定波的图象变化的情况有两种方法：一是描点作图法，二是图象平移作图法．我们可以用描点作图法画出上题中简谐波在T/4后和T/4前两个时刻的波的图象．下面我们用第二种方法来作图． 由图1134我们可以知道，在质点振动的一个周期内，波向前传播一个波长

8、的距离，即传播的距离x＝12m，因此在T/4内，波向前传播了Δx＝3m.根据波的传播过程和传播实质，若波向右传播，把波的原有波形向左移动3m的距离，就得到了T/4前时刻的波的图象，如图甲中虚线所示，同理可得，将原有波形向右移动3m的距离，可得T/4后时刻的图象，如图乙中虚线所示． 若波向左传播，同样道理可以画出从t＝0时刻开始的T/4后和T/4前两个时刻的波的图象． 方法点拨：对于波的图象和振动图象相结合的问题，首先从两个图象中获取必须的信