機械波復習2022/10/28機械波復習機械波復習2022/10/22機械波復習1復習目標:1、機械波的產生條件2、機械波的類型3、波長、頻率和波速的關系4、聲波，超聲波,多普勒效應及其應用機械波復習復習目標:1、機械波的產生條件機械波復習2基本知識：1.機械波(1)機械振動在介質中的傳播形成機械波.(2)機械波產生的條件：①波源，②介質.2.機械波的分類(1)橫波：質點振動方向與波的傳播方向垂直的波叫橫波.橫波有凸部(波峰)和凹部(波谷).(2)縱波：質點振動方向與波的傳播方向在同一直線上的波叫縱波.縱波有密部和疏部.機械波復習基本知識：1.機械波機械波復習33.機械波的特征①機械波傳播的是振動形式和能量。質點只在各自的平衡位置附近振動，并不隨波遷移.②介質中各質點的振動周期和頻率都與波源的振動周期和頻率相同.③由波源向遠處的各質點都依次重復波源的振動.機械波復習3.機械波的特征機械波復習44.波長、波速和頻率及關系①波長：兩個相鄰的且在振動過程中對平衡位置的位移總是相等的質點平衡位置間的距離叫波長.振動在一個周期里在介質中傳播的距離等于一個波長。對于橫波，相鄰的兩個波峰或相鄰的兩個波谷之間的距離等于一個波長.對于縱波，相鄰的兩個密部或相鄰的兩個疏部之間的距離等于一個波長。

波長由波速和頻率共同決定。機械波復習4.波長、波速和頻率及關系機械波復習5②波速：指振動的狀態在介質中的傳播速度。波在同一種均勻介質中是勻速傳播的。速率只與介質有關，而與頻率無關。注意：波速與質點振動速度不是同一概念.③頻率：指參與波動的所有質點的振動頻率。等于波源的振動頻率．頻率只與波源有關，與介質無關。④三者關系：v=f，f和v決定.機械波復習②波速：指振動的狀態在介質中的傳播速度。波在同一種均勻介65.波動圖像：表示介質各質點在某一時刻相對平衡位置的位移。其中：橫坐標表示各質點的位置；縱坐標表示該時刻介質各質點偏離各自的平衡位置的位移。波的圖像能反映的物理量①振幅和波長.②該時刻介質各質點的位移.③已知波的傳播方向，可確定該時刻介質各質點的振動方向，也可反過來運用.④已知波的傳播方向，可確定任一時刻的波形圖.⑤已知波的傳播速度大小和方向，可確定圖像上介質各質點的振動圖像.機械波復習5.波動圖像：表示介質各質點在某一時刻相對平衡位置的位移。其7一切波都能發生反射、折射、干涉和衍射。干涉和衍射是波特有的性質。⑴干涉：①產生干涉的必要條件：兩列波源的頻率必須相同。②在穩定的干涉區域內，振動加強點始終加強；振動減弱點始終減弱。⑵衍射：波可以繞過障礙物繼續傳播，這種現象叫做波的衍射。發生明顯衍射的條件：障礙物或孔的尺寸比波長小或與波長差不多．６、機械波的反射、折射、干涉和衍射機械波復習一切波都能發生反射、折射、干涉和衍射。干涉和衍射是波特有8７、聲波：（1）、聲波是縱波，（2）、可聞波的頻率范圍是：20Hz-20000Hz（3）、次聲波：頻率小于20Hz的聲波；超聲波：頻率大于20000Hz的聲波。（4）、應用：機械波復習７、聲波：機械波復習9(5)．多普勒效應(1)由于波源和觀察者之間有相對運動，使觀察者感到頻率發生變化的現象．實質是：波源的頻率沒有變化，而是觀察者接收到的頻率發生了變化．(2)多普勒效應的產生原因機械波復習(5)．多普勒效應機械波復習101、機械波的理解【例】地震震動以波的形式傳播，地震波有縱波和橫波之分。圖中是某一地震波的傳播圖，其振幅為A，波長為λ，某一時刻某質點的坐標為（λ，0）經1/4周期該質點的坐標是多少？該波是縱波還是橫波。A．縱波（5λ/4．0）B．橫波（λ，－A）C．縱波（λ，A）D．橫波（5λ/4．A）機械波復習1、機械波的理解【例】地震震動以波的形式傳播，地震波有縱波和11解析:由題圖知，該地震波為橫波，即傳播方向與振動方向垂直。某質點的坐標（λ，0）即為圖中a點，經1/4周期，a點回到平衡位置下面的最大位移處，即位移大小等于振幅，坐標為（λ，－A），（水平方向質點并不隨波逐流）。故答案為B機械波復習解析:由題圖知，該地震波為橫波，即傳播方向與振動方向垂直。機12

【例】1999年9月21日臺灣南投地區發生了里氏7.6級大地震，已知地震中的縱波和橫波在地表附近（即深度h約為零）的傳播速度為9.1km/s和3.7km/s，在某地的觀測站中，記錄了南投地震的縱波和橫波達該地的時間差為5.4s.(1)求這個觀測站距南投的距離.(2)觀測站首先觀察到的是上下振動還是左右晃動?機械波復習【例】1999年9月21日臺灣南投地區發生了里氏7.6級13【解析】(1)設觀測站距南投的距離為s,則s/v橫-s/v縱=t.s=[v橫v縱/(v縱-v橫)]t=[9.1×3.7/(9.1-3.7)]×5.4km=34km(2)因為縱波先到觀測點，因而先觀察到的是左右晃動.機械波復習【解析】(1)設觀測站距南投的距離為s,機械波復習142、質點振動方向和波的傳播方向的判定機械波復習2、質點振動方向和波的傳播方向的判定機械波復習15【例】如圖所示，a、b是一列橫波上的兩個質點，它們在X軸上的距離s=30m，波沿x軸正方向傳播，當a振動到最高點時b恰好經過平衡位置，經過3s，波傳播了30m，并且a經過平衡位置，b恰好到達最高點，那么．A．這列波的速度一定是10m／sB．這列波的周期可能是0．8sC．這列波的周期可能是3sD．這列波的波長可能是24m機械波復習【例】如圖所示，a、b是一列橫波上的兩個質點，它們在X軸上的16答案：ABD機械波復習答案：ABD機械波復習173．已知波速V和波形，畫出再經Δt時間波形圖的方法．【例】圖是某時刻一列橫波在空間傳播的波形圖線。已知波是沿x軸正方向傳播，波速為4m/s，試計算并畫出經過此時之后1.25s的空間波形圖。機械波復習3．已知波速V和波形，畫出再經Δt時間波形圖的方法．【例】圖18機械波復習機械波復習194．已知振幅A和周期T，求振動質點在Δt時間內的路程和位移．【例】如圖所示,在xOy平面內有一沿x軸正方向傳播的簡諧振動橫波,波速為1m/s,振幅為4cm,頻率為2.5Hz,在t=0時刻,P點位于其平衡位置上方最大位移處,則距P點為0.2m的Q點A、在0.1s時的位移是4cm;B、在0.1s時的速度最大;C、在0.1s時的速度向下;D、在0到0.1s的時間內路程是4cm;xyo·P·Q機械波復習4．已知振幅A和周期T，求振動質點在Δt時間內的路程和位移．20xyo·P·Q機械波復習xyo·P·Q機械波復習21解析:,P與Q相距λ/2,先畫出若干個波長的波形,經過0.1s也就是T/4后,Q點將回到平衡位置,且向上運動,B項正確;在0到0.1s時間內通過的路程為振幅,即4cm,D項正確拓展:若求經Δt=2.5s時Q的路程和Q的位移,如何求?機械波復習解析:,P與Q相距λ/2,先畫出若干個波長的波形,經過0.122多普勒效應【例】一機車汽笛頻率為650Hz，機車以v=15m/s的速度觀察者駛來，設空氣中的聲速是V=340m/s，觀察者聽到的聲音頻率為多少？機械波復習多普勒效應【例】一機車汽笛頻率為650Hz，機車以v=15m23解答：機車靜止時，汽笛聲的波長為λ，由于機車（波源）向觀察者運動，波長應減小vT，則單位時間內通過觀察者的波數變為即觀察者聽到的聲音頻率變大了，音調變高了。機械波復習解答：機車靜止時，汽笛聲的波長為λ，由于機車（波源）向觀察者245.波的疊加與波的干涉【例】如圖所示，在坐標xoy的y軸上有兩個相同的波源A、B，它們激起水波波長為2m，A、B的坐標分別為（0，2m）和（0，5m）．在x軸上從－∞到十∞范圍內兩列波疊加相減弱的點的個數為多少個？機械波復習5.波的疊加與波的干涉【例】如圖所示，在坐標xoy的y軸上有25【解析】在X軸上任取點C，連接CA、CB．如圖所示，由圖可知CB－CA≤AB＝3m（由三角形任意兩邊之差小于第三邊原理得出左式），所以（CB－CA）的值可以取lm、2m、3m．而A、B兩波源激起的水波波長為2m，則只有當（CB－CA）值為半波長的奇數倍時，兩列波相遇才是減弱的，故取lm、3m時兩列波疊加后是減弱的，由于是在x軸上從－∞到十∞范圍內尋找，以及關于y軸對稱的關系，故減弱點共有3個．機械波復習【解析】在X軸上任取點C，連接CA、CB．如圖所示，由圖可知26干涉強、弱區的判斷方法有兩種：（1）在波峰與波峰相遇或波谷與波谷相遇處是干涉加強區；在波峰與波谷相遇或波谷與波峰相遇處是干涉減弱區。（2）與相同波源的距離差為半波長的偶數倍處是干涉加強區；與相同波源的距離差為半波長的奇數倍處是干涉減弱區。機械波復習干涉強、弱區的判斷方法有兩種：機械波復習27練1.聲波在鋼軌中傳播的速度遠大于在空氣中傳播的速度，則當聲音從空氣傳到鋼軌中時（）A、頻率變小，波長變大B、波長變小，頻率變大C、頻率不變，波長變大D、頻率不變，波長變小C機械波復習練1.聲波在鋼軌中傳播的速度遠大于在空氣中傳播的速度，則當聲28練2、簡諧波在傳播過程中，關于波上各質點的運動情況，下列說法正確的是：（）A、各質點的位移、加速度都相等B、同一時刻各質點運動的速率都相等C、同一時刻各質點傳播的速率都相等D、各質點振動的周期、振幅都相等D機械波復習練2、簡諧波在傳播過程中，關于波上各質點的運動情況，下列說法29演講完畢，謝謝聽講!再見，seeyouagain3rew2022/10/28機械波復習演講完畢，謝謝聽講!再見，seeyouagain3rew30機械波復習2022/10/28機械波復習機械波復習2022/10/22機械波復習31復習目標:1、機械波的產生條件2、機械波的類型3、波長、頻率和波速的關系4、聲波，超聲波,多普勒效應及其應用機械波復習復習目標:1、機械波的產生條件機械波復習32基本知識：1.機械波(1)機械振動在介質中的傳播形成機械波.(2)機械波產生的條件：①波源，②介質.2.機械波的分類(1)橫波：質點振動方向與波的傳播方向垂直的波叫橫波.橫波有凸部(波峰)和凹部(波谷).(2)縱波：質點振動方向與波的傳播方向在同一直線上的波叫縱波.縱波有密部和疏部.機械波復習基本知識：1.機械波機械波復習333.機械波的特征①機械波傳播的是振動形式和能量。質點只在各自的平衡位置附近振動，并不隨波遷移.②介質中各質點的振動周期和頻率都與波源的振動周期和頻率相同.③由波源向遠處的各質點都依次重復波源的振動.機械波復習3.機械波的特征機械波復習344.波長、波速和頻率及關系①波長：兩個相鄰的且在振動過程中對平衡位置的位移總是相等的質點平衡位置間的距離叫波長.振動在一個周期里在介質中傳播的距離等于一個波長。對于橫波，相鄰的兩個波峰或相鄰的兩個波谷之間的距離等于一個波長.對于縱波，相鄰的兩個密部或相鄰的兩個疏部之間的距離等于一個波長。

波長由波速和頻率共同決定。機械波復習4.波長、波速和頻率及關系機械波復習35②波速：指振動的狀態在介質中的傳播速度。波在同一種均勻介質中是勻速傳播的。速率只與介質有關，而與頻率無關。注意：波速與質點振動速度不是同一概念.③頻率：指參與波動的所有質點的振動頻率。等于波源的振動頻率．頻率只與波源有關，與介質無關。④三者關系：v=f，f和v決定.機械波復習②波速：指振動的狀態在介質中的傳播速度。波在同一種均勻介365.波動圖像：表示介質各質點在某一時刻相對平衡位置的位移。其中：橫坐標表示各質點的位置；縱坐標表示該時刻介質各質點偏離各自的平衡位置的位移。波的圖像能反映的物理量①振幅和波長.②該時刻介質各質點的位移.③已知波的傳播方向，可確定該時刻介質各質點的振動方向，也可反過來運用.④已知波的傳播方向，可確定任一時刻的波形圖.⑤已知波的傳播速度大小和方向，可確定圖像上介質各質點的振動圖像.機械波復習5.波動圖像：表示介質各質點在某一時刻相對平衡位置的位移。其37一切波都能發生反射、折射、干涉和衍射。干涉和衍射是波特有的性質。⑴干涉：①產生干涉的必要條件：兩列波源的頻率必須相同。②在穩定的干涉區域內，振動加強點始終加強；振動減弱點始終減弱。⑵衍射：波可以繞過障礙物繼續傳播，這種現象叫做波的衍射。發生明顯衍射的條件：障礙物或孔的尺寸比波長小或與波長差不多．６、機械波的反射、折射、干涉和衍射機械波復習一切波都能發生反射、折射、干涉和衍射。干涉和衍射是波特有38７、聲波：（1）、聲波是縱波，（2）、可聞波的頻率范圍是：20Hz-20000Hz（3）、次聲波：頻率小于20Hz的聲波；超聲波：頻率大于20000Hz的聲波。（4）、應用：機械波復習７、聲波：機械波復習39(5)．多普勒效應(1)由于波源和觀察者之間有相對運動，使觀察者感到頻率發生變化的現象．實質是：波源的頻率沒有變化，而是觀察者接收到的頻率發生了變化．(2)多普勒效應的產生原因機械波復習(5)．多普勒效應機械波復習401、機械波的理解【例】地震震動以波的形式傳播，地震波有縱波和橫波之分。圖中是某一地震波的傳播圖，其振幅為A，波長為λ，某一時刻某質點的坐標為（λ，0）經1/4周期該質點的坐標是多少？該波是縱波還是橫波。A．縱波（5λ/4．0）B．橫波（λ，－A）C．縱波（λ，A）D．橫波（5λ/4．A）機械波復習1、機械波的理解【例】地震震動以波的形式傳播，地震波有縱波和41解析:由題圖知，該地震波為橫波，即傳播方向與振動方向垂直。某質點的坐標（λ，0）即為圖中a點，經1/4周期，a點回到平衡位置下面的最大位移處，即位移大小等于振幅，坐標為（λ，－A），（水平方向質點并不隨波逐流）。故答案為B機械波復習解析:由題圖知，該地震波為橫波，即傳播方向與振動方向垂直。機42

【例】1999年9月21日臺灣南投地區發生了里氏7.6級大地震，已知地震中的縱波和橫波在地表附近（即深度h約為零）的傳播速度為9.1km/s和3.7km/s，在某地的觀測站中，記錄了南投地震的縱波和橫波達該地的時間差為5.4s.(1)求這個觀測站距南投的距離.(2)觀測站首先觀察到的是上下振動還是左右晃動?機械波復習【例】1999年9月21日臺灣南投地區發生了里氏7.6級43【解析】(1)設觀測站距南投的距離為s,則s/v橫-s/v縱=t.s=[v橫v縱/(v縱-v橫)]t=[9.1×3.7/(9.1-3.7)]×5.4km=34km(2)因為縱波先到觀測點，因而先觀察到的是左右晃動.機械波復習【解析】(1)設觀測站距南投的距離為s,機械波復習442、質點振動方向和波的傳播方向的判定機械波復習2、質點振動方向和波的傳播方向的判定機械波復習45【例】如圖所示，a、b是一列橫波上的兩個質點，它們在X軸上的距離s=30m，波沿x軸正方向傳播，當a振動到最高點時b恰好經過平衡位置，經過3s，波傳播了30m，并且a經過平衡位置，b恰好到達最高點，那么．A．這列波的速度一定是10m／sB．這列波的周期可能是0．8sC．這列波的周期可能是3sD．這列波的波長可能是24m機械波復習【例】如圖所示，a、b是一列橫波上的兩個質點，它們在X軸上的46答案：ABD機械波復習答案：ABD機械波復習473．已知波速V和波形，畫出再經Δt時間波形圖的方法．【例】圖是某時刻一列橫波在空間傳播的波形圖線。已知波是沿x軸正方向傳播，波速為4m/s，試計算并畫出經過此時之后1.25s的空間波形圖。機械波復習3．已知波速V和波形，畫出再經Δt時間波形圖的方法．【例】圖48機械波復習機械波復習494．已知振幅A和周期T，求振動質點在Δt時間內的路程和位移．【例】如圖所示,在xOy平面內有一沿x軸正方向傳播的簡諧振動橫波,波速為1m/s,振幅為4cm,頻率為2.5Hz,在t=0時刻,P點位于其平衡位置上方最大位移處,則距P點為0.2m的Q點A、在0.1s時的位移是4cm;B、在0.1s時的速度最大;C、在0.1s時的速度向下;D、在0到0.1s的時間內路程是4cm;xyo·P·Q機械波復習4．已知振幅A和周期T，求振動質點在Δt時間內的路程和位移．50xyo·P·Q機械波復習xyo·P·Q機械波復習51解析:,P與Q相距λ/2,先畫出若干個波長的波形,經過0.1s也就是T/4后,Q點將回到平衡位置,且向上運動,B項正確;在0到0.1s時間內通過的路程為振幅,即4cm,D項正確拓展:若求經Δt=2.5s時Q的路程和Q的位移,如何求?機械波復習解析:,P與Q相距λ/2,先畫出若干個波長的波形,經過0.152多普勒效應【例】一機車汽笛頻率為650Hz，機車以v=15m/s的速度觀察者駛來，設空氣中的聲速是V=340m/s，觀察者聽到的聲音頻率為多少？機械波復習多普勒效應【例】一機車汽笛頻率為650Hz，機車以v=15m53解答：機車靜止時，汽笛聲的波長為λ，由于機車（波源）向觀察者運動，波長應減小vT，則單位時間內通過觀察者的波數變為即觀察者聽到的聲音頻率變大了，音調變高了。機械波復習解答：機車靜止時，汽笛聲的波長為λ，由于機車（波源）向觀察者545.波的疊加與波的干涉【例】如圖所示，在坐標xoy的y軸上有兩個相同的波源A、B，它們激起水波波長為2m，A、B的坐標分別為（0，2m）和（0，5m）．在x