1、机械波复习 一、机械波和机械波的产生一、机械波和机械波的产生1.形成：形成：2.机械波形成条件：机械波形成条件：3.分类分类:4.机械波的特点：机械波的特点：机械振动在介质中的传播形成机械波机械振动在介质中的传播形成机械波 1、机械振动、机械振动(振源振源)2.介质介质 横波横波:振动方向和传播方向垂直振动方向和传播方向垂直.波峰、波谷波峰、波谷 纵波纵波:振动方向和传播方向在振动方向和传播方向在同一直线上同一直线上.密部、疏部密部、疏部a.传播的是振动形式和能量，介质没有随波迁移传播的是振动形式和能量，介质没有随波迁移.b.各质点的振动周期、频率都与波源的振动周期、各质点的振动周期、频率都与
2、波源的振动周期、频率相同频率相同.c.前一质点带动后一质点前一质点带动后一质点,各质点起振各质点起振方向相同方向相同.振动图象与波的图象的比较振动图象与波的图象的比较XtOYXO振动图象振动图象波的图象波的图象1.两个图象的纵坐标都表示质点偏离平衡位置的位移两个图象的纵坐标都表示质点偏离平衡位置的位移2.振动图象的横坐标表示时间，振动图象的横坐标表示时间，O点为质点的平衡位点为质点的平衡位置置 波的图象的横坐标表示在波的传播方向上各质点波的图象的横坐标表示在波的传播方向上各质点的平衡位置的平衡位置3.两种图象的形状都是正弦曲线两种图象的形状都是正弦曲线4.振动图象表示振动图象表示一个质点一个质
3、点在在不同时刻不同时刻的位移的位移 波的图象表示波的图象表示多个质点多个质点在在某一时刻某一时刻的位移，对横波而言则表的位移，对横波而言则表 示多个质点在某一时刻的空间位置分布示多个质点在某一时刻的空间位置分布二、波长、波速和频率的关系(1)波长波长:在波动中，相位在波动中，相位总是总是相等的两个相等的两个相邻相邻质质点间的距离点间的距离(2)频率频率f ：波的频率就是波源的振动频率（也是波的频率就是波源的振动频率（也是介质中各质点的振动频率介质中各质点的振动频率)(3)波速波速v：机械振动在介质中的传播速度机械振动在介质中的传播速度(4)三者关系三者关系:svftTX例例1.下图是一列横波某
4、时刻的图像下图是一列横波某时刻的图像从图像可得出从图像可得出 哪些结论？哪些结论？1.从图像可得出波沿从图像可得出波沿x 轴负方向传播轴负方向传播2.波长波长2.4m 3.各质点的平衡位置（各质点的平衡位置（x 坐标值）坐标值）4.各质点振动的振幅各质点振动的振幅10cm5.各质点在图示时刻的位移（各质点在图示时刻的位移（y 坐标值）坐标值）6.各质点在图示时刻的运动方向各质点在图示时刻的运动方向7.根据各质点该时刻的位移，还可以间接根据各质点该时刻的位移，还可以间接 得出各质点得出各质点在图示时在图示时 刻的加速度方向刻的加速度方向8.定性比较各质点在图示时刻的速度大小、加速度大小定性比较各
5、质点在图示时刻的速度大小、加速度大小练习：练习：关于机械波关于机械波,下列说法正确的是下列说法正确的是()A.有机械振动必有机械波有机械振动必有机械波.B.介质中各质点随波的传播而迁移介质中各质点随波的传播而迁移.C.波源水平方向振动形成水平方向的波是波源水平方向振动形成水平方向的波是纵波纵波.D.介质中前一质点的振动带动相邻的后一介质中前一质点的振动带动相邻的后一质点的振动质点的振动,后一质点的振动落后于前一后一质点的振动落后于前一质点质点.练习练习.关于波的频率、波速、波长，下列说关于波的频率、波速、波长，下列说法中正确的是（法中正确的是（）A波从一种介质进入另一种介质时，频率波从一种介质
6、进入另一种介质时，频率不发生变化不发生变化 B波的频率越大，各质点振动越快，振动波的频率越大，各质点振动越快，振动形式传播也越快形式传播也越快 C在一个周期内介质的质点所走过的路程在一个周期内介质的质点所走过的路程 等于波长等于波长D波长等于在波的传播方向上对平衡位置波长等于在波的传播方向上对平衡位置的位移始终相同的两质点间距离的位移始终相同的两质点间距离 ABxy（1 1）波的传播方向和介质中质点的振动方）波的传播方向和介质中质点的振动方向的关系向的关系.a.a.由由v v判断质点的振动方向判断质点的振动方向BAC5.5.波的图像的应用波的图像的应用b.b.由质点的振动方向判断由质点的振动方
7、向判断v v的方向的方向（2 2）知道波的图象及传播方向，画波上各）知道波的图象及传播方向，画波上各点的振动图象。点的振动图象。振动图像与波动图像结合的振动图像与波动图像结合的综合综合例例1一列简谐横波在一列简谐横波在x轴上传播轴上传播,t=0时刻的时刻的波形图如甲图所示波形图如甲图所示,x=2cm的质点的质点P的振动的振动图像如图乙所示图像如图乙所示,由此可以判断由此可以判断()A.该波的传播方向是沿该波的传播方向是沿x轴的负方向轴的负方向.B.该波在该波在2s时间内传播的距离是时间内传播的距离是2cm.C.在在t=1.5s时时P点的速度最大点的速度最大D.在在0到到1.5s时间内质点时间内
8、质点P通过的路程是通过的路程是12cmABt/st/s甲甲乙乙例例2如图所示，一列向右传播的简谐横波，波速如图所示，一列向右传播的简谐横波，波速大小为大小为0.6m/s，P质点的横坐标质点的横坐标x=0.96m，从图，从图中状态开始计时，求：中状态开始计时，求：（1）经过多长时间，）经过多长时间，P质点第一次到达波谷？质点第一次到达波谷？（2）经过多长时间，）经过多长时间，P质点第二次到达波峰？质点第二次到达波峰？远距离质点振动情况的判断T=0.4st传=1.2s(1)1.3s(2)1.9s例例:如图所示，一列横波在如图所示，一列横波在x轴线上传播轴线上传播着在着在t10和和t2=0.5s时的
9、波形曲线如图时的波形曲线如图所示所示(波长为波长为8m)。设周期。设周期小小于于(t2-t1)则波速是多大？则波速是多大？波波的多解问题的多解问题变式变式1:一简谐波在某时刻的波动图象如图（一简谐波在某时刻的波动图象如图（a）所示，经所示，经0.1s（小于一个周期）后变成图（小于一个周期）后变成图（b），），(1)、求该波的波长、求该波的波长?(2)、求该波的波速、求该波的波速?(3)、求该波的频率、求该波的频率?cmy/Omx/3226912)(aOmx/cmy/2236912)(b例例3.一列简谐波在一列简谐波在x轴上传播，图中的实线波形与轴上传播，图中的实线波形与虚线波形对应的时刻分别是
10、虚线波形对应的时刻分别是t10s，t20.05 s(周期周期T大于大于0.05s)求求（1）若波沿）若波沿x方向传播，波速多大方向传播，波速多大?（2）若波沿）若波沿x方向传播，波速多大方向传播，波速多大?波的多解是由于波的多解是由于波传播的的双向波传播的的双向性和时空的周期性和时空的周期性引起的性引起的（一）波的衍射（一）波的衍射 定义定义:波能绕过障碍物继续向前传播的现象叫波能绕过障碍物继续向前传播的现象叫波的衍射波的衍射.注意：注意：（1 1）一切波都能发生衍射现象，反之能发生衍射一切波都能发生衍射现象，反之能发生衍射现象的就一定是波现象的就一定是波.（2 2）波绕过障碍物后，波速、波长
11、以及频率都不波绕过障碍物后，波速、波长以及频率都不变，只有波的振幅发生改变变，只有波的振幅发生改变 .（3 3）声波易发生衍射现象，光波不易发生衍射现声波易发生衍射现象，光波不易发生衍射现象。象。四、波的衍射四、波的衍射(另）（二）发生明显衍射现象的条件（二）发生明显衍射现象的条件 障碍物或孔的尺寸比波长小或者跟波长差障碍物或孔的尺寸比波长小或者跟波长差不多不多.注意：一切波都能发生衍射现象而且衍射注意：一切波都能发生衍射现象而且衍射现象一直存在，只是明显不明显的问题，现象一直存在，只是明显不明显的问题，我们说障碍物或孔的尺寸大小不是决定衍我们说障碍物或孔的尺寸大小不是决定衍射是否能发生的条件
12、，而是只是发生明显射是否能发生的条件，而是只是发生明显衍射现象的条件衍射现象的条件.（一）波的叠加（一）波的叠加 两列波在空间相遇或分离时，都能保持原两列波在空间相遇或分离时，都能保持原来各自的状态，即频率、振幅、波长、波来各自的状态，即频率、振幅、波长、波速及振动方向不变，继续向前传播而不互速及振动方向不变，继续向前传播而不互相干扰相干扰 .在两列波的重叠区域里，任何一在两列波的重叠区域里，任何一个质点都要同时参与两个振动，其振动位个质点都要同时参与两个振动，其振动位移等于这两列波分别引起的位移的矢量和移等于这两列波分别引起的位移的矢量和.注意：波的叠加与两个小球相撞后的情形不注意：波的叠加
13、与两个小球相撞后的情形不同同。五、波的叠加与干涉波的叠加与干涉（二）波的干涉（二）波的干涉 振动情况完全相同的两列波叠加，使振动情况完全相同的两列波叠加，使某些区域的振动始终加强，某些区域某些区域的振动始终加强，某些区域的振动始终减弱，并且振动加强的区的振动始终减弱，并且振动加强的区域和振动减弱的区域互相间隔，这种域和振动减弱的区域互相间隔，这种现象叫波的干涉，形成的图样叫干涉现象叫波的干涉，形成的图样叫干涉图样图样.(1)振动加强点的质点所处的位置并不是我们振动加强点的质点所处的位置并不是我们同学所主观认为出现在这个位置的一定是一同学所主观认为出现在这个位置的一定是一个波峰，或者一定是一个波
14、谷个波峰，或者一定是一个波谷.振动加强点振动加强点的意思是两列波在这点引起的位移的方向是的意思是两列波在这点引起的位移的方向是同向的，如当一列波在这引起一个波峰的话，同向的，如当一列波在这引起一个波峰的话，另一列波肯定在此引起一波峰另一列波肯定在此引起一波峰.所以此振动所以此振动点就会出现很高的波峰，或很低的波谷，但点就会出现很高的波峰，或很低的波谷，但是不会一直保持是波谷或波峰是不会一直保持是波谷或波峰.(2)增强区或减弱区位置是确定的，即增强区增强区或减弱区位置是确定的，即增强区的点始终增强；减弱区的点始终减弱的点始终增强；减弱区的点始终减弱(3)干涉也是波特有的现象干涉也是波特有的现象.
15、（三）干涉的条件（三）干涉的条件干涉的产生条件：干涉的产生条件：两列波频率相同、振动情况相同两列波频率相同、振动情况相同.六、多普勒效应六、多普勒效应 1.1.现象：现象：2.2.产生原因：产生原因：3.3.变化规律：变化规律：声源的频率不变，观察者接收声源的频率不变，观察者接收 到的频率发生变化。到的频率发生变化。波源与观察者之间有相对运动。波源与观察者之间有相对运动。二者接近时，观察者接收到的频率增大二者接近时，观察者接收到的频率增大二者远离时，观察者接收到的频率减小。二者远离时，观察者接收到的频率减小。七、次声波和超声波七、次声波和超声波*频率范围：次声波：频率范围：次声波：f f次次20Hz20Hz，超声波：超声波：f f超超20000Hz20000Hz。A.A.若波沿若波沿x x轴正方向传播轴正方向传播（2 2）图应为）图应为a a点的振动图象点的振动图象 B.B.若波沿若波沿x x轴正方向传播，轴正方向传播，（2 2）图应为）图应为b b点的振动图象点的振动图象 C.C.若波沿若波沿x x轴负方向传播，轴负方向传播，（2 2）图应为）图应为c c点的振动图象点的振动图象 D.D.若波沿若波沿x x轴负方向传播，轴负方向传播，（2 2）图应为）图应为d d点的振动图象点的振动图象
