上海高一物理机械波的产生和描述.doc

完整版)上海高一物理机械波的产生和描述
学科教师辅导讲义
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授课班级： 年 级: 高一 课时数：2
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课 题
机械波的产生和描述
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教学目标

1、认识机械波及其形成条件,理解机械波的概念,实质及特点，以及与机械振动的关系;
2、理解波的图像的含义,知道波的图像的横、纵坐标各表示的物理量.

重点、难点

考点及考试要求

教学内容

一、机械波的产生
1、机械波：________________在介质中由远及近传播形成机械波。
（1）机械波产生和传播的条件：①________：产生机械振动的物体 ②________：传播机械振动的物质
（2）机械波的分类
①横波：介质质点振动方向与波的传播方向________的波叫横波。横波有凸部和凹部。
②纵波：介质质点振动方向与波的传播方向在________________的波叫纵波。纵波有密部和疏部.
（3）机械波的特点
  ①机械波传播的是_____________和________。质点只在各自的平衡位置附近振动，并不随波迁移.
  ②介质中各质点的振动周期和频率都与________的振动周期和频率相同.
③离波源近的质点带动离波源远的质点依次振动.
④所有质点开始振动的方向与波源开始振动的方向________。

例1、关于机械波，下列说法中正确的是( ）
A．质点振动方向总是垂直于波的传播方向
B．简谐波沿长绳传播时，绳上相距半个波长的两质点的振动位移总是相同
C．任一振动质点每经过一个周期沿波的传播方向移动一个波长
D．在相隔一个周期的两个时刻，同一介质点的位移、速度和加速度总相同
例2、一列横波水平方向传播，某一时刻的波形如下图所示，则图中a、b、c、d四点在此时刻具有相同运动方向的是（ ）
A．a和c B．a和d
C．b和c D．b和d

练习1、一列波在介质中向某一方向传播，如图所示为此波在某一时刻的波形图,并且此时振动还只发生在M、N之间,已知此波的周期为T，Q质点速度方向在波形图中是向下的，下列说法中正确的是（ ）
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 T /4
C．波源是N，由波源起振开始计时,P点已经振动时间T /4
D．波源是M，由波源起振开始计时，P点已经振动时间T /4

二、机械波的描述
1、波长、波速和频率及其关系
（1）波长(符号：________单位:________）：在一列波中，偏离平衡位置的位移和速度总是相等的两个相邻质点间的距离叫做波长
（2）波速（符号:________单位：________）:单位时间内波在介质中传播的距离叫波速；波速由介质决定,与波源无关。
(3）频率（符号：________单位：________）:介质中任一点在单位时间内完成的全振动次数叫频率;波的频率由波源决定，与介质无关.
（4）周期(符号：________单位：________）:介质中任一点完成一次全振动需要的时间叫周期；
（4）三者关系：________________________________________

2、波动图像：表示在波的传播方向上,介质中的各个质点在________________相对平衡位置的________.当波源作简谐运动时，它在介质中形成简谐波，其波动图像为正弦或余弦曲线。
（1)由波的图像可获取的信息
①从图像可以直接读出振幅(注意单位）.
②从图像可以直接读出波长(注意单位）.
③可求任一点在该时刻相对平衡位置的位移(包括大小和方向）
④可以确定各质点振动的加速度方向（加速度总是指向平衡位置)
⑤在波速方向已知（或已知波源方位）时可确定各质点在该时刻的振动方向.
（2）波动图像与振动图像的比较：

振动图象
波动图象
研究对象
一个振动质点
沿波传播方向所有的质点
研究内容
一个质点的位移随时间变化规律
某时刻所有质点的空间分布规律
图象

物理意义
表示一质点在各时刻的位移
表示某时刻各质点的位移
图象变化
随时间推移图象延续，但已有形状不变
随时间推移,图象沿传播方向平移
一个完整曲线占横坐标距离
表示一个周期
表示一个波长

例3、一列简谐波在x轴上传播，其波形图如图7—32-4所示，其中实线,虚线分别表示t1=0，t2=0。05s时的波形，
求⑴这列波的波速
⑵若波速为280m/s，其传播方向如何？此时质点P从图中位置运动至波谷位置的最短时间是多少?

练习2、如图7—32—5所示，甲为某一波在t=1。0s时的图象,乙为对应该波动的P质点的振动图象.
⑴说出两图中AA'的意义？
⑵说出甲图中OA’B图线的意义?
⑶求该波速v=？
⑷在甲图中画出再经3。5s时的波形图。
⑸求再经过3。5s时P质点的路程s和位移。

练习题：
1。在波的传播过程中，下列有关介质中质点的振动说法正确的是( )
A．质点在介质中做自由振动
B．质点在介质中做受迫振动
C．各质点的振动规律都相同
D．各质点的振动速度都相同
2。下列关于横波与纵波的说法中，正确的是（ )
A．振源上下振动形成的波是横波
B．振源左右振动形成的波是纵波
C．振源振动方向与波的传播方向相互垂直，形成的是横波
D．在固体中传播的波一定是横波
3。传播一列简谐波的介质中各点具有相同的( )
A．步调 B．振动周期 C．动能 D．振幅
4.一个小石子扔向平静的湖水中，圆形波纹一圈圈向外传播，如果此时湖畔的树上有一片树叶落在水面上，则树叶（ )
A．渐渐漂向湖心
B．渐渐漂向湖岸
C．在落下处上下振动
D．沿波纹做圆周运动
5。关于机械波的概念下列说法正确的是( ）
A．质点振动的方向总是垂直于波传播的方向
B．波在传播过程中,介质中的质点的振动是受迫振动
C．如果振源停止振动，在媒质中传播的波动也立即停止
D．物体做机械振动，一定产生机械波
6.如图所示为沿水平方向的介质中的部分质点，每相邻两质点间距离相等，其中O为波源.设波源的振动周期为T，自波源通过平衡位置竖直向下振动时开始计时，经过T/4质点1开始起振，则下列关于各质点的振动和介质中的波的说法中正确的是( )
A．介质中所有质点的起振方向都是竖直向下的，但图中质点9起振最晚
B．图中所画出的质点起振时间都是相同的,起振的位置和起振的方向是不同的
C．图中质点8的振动完全重复质点7的振动，只是质点8振动时，通过平衡位置或最大位移的时间总是比质点7通过相同位置时落后T/4
D．只要图中所有质点都已振动了，质点1与质点9的振动步调就完全一致，但如果质点1发生的是第100次振动，则质点9发生的就是第98次振动.
7.如图所示，为一列简谐横波在某时刻的波动图像,已知图中质点F此时刻运动方向竖直向下，则应有（ )
A．此时刻质点H和F运动方向相反
B．质点C将比质点B先回到平衡位置
C．此时刻质点C的加速度为零
D．此时刻质点B和D的加速度方向相同
8.如下图所示为波源开始振动后经过一个周期的波形图，设介质中质点振动周期为T，则下列说法中正确的是( )
A．若点M为振源，则点M开始振动时的方向向下
B．若点N为振源，则点P已振动了3T/4
C．若点M为振源，则点P已振动了3T/4
D．若点N为振源，到该时刻点Q向下振动
10。一平面机械简谐波在某时刻的波形曲线如图7-32—15所示，图中给出了P点的振动方向.请画出Q点的振动方向及经1/4周期时的波形图。

家庭作业：
1。一列沿x轴方向传播的横波，振幅为A，波长为，某一时刻波的图象如图所示，在该时刻某一质点的坐标为(，0）经过四分之一周期后，该质点的坐标为（ )
A．（5/4，0)
B．( ,A)
C．（，A ）
D．（5/4，A)
2.如图所示，S点为波源，其频率100Hz,所产生的横波向右传播,波速为80m/s,P、Q是波传播途径中的两点，已知SP=4。2m，SQ=5.4m，当S通过平衡位置向上运动时，则( )
A．P在波谷，Q在波峰
B．P在波峰,Q在波谷
C．P、Q都在波峰
D．P通过平衡位置向上运动，Q通过平衡位置向下运动
3。如图7—32—13甲所示为一列简谐横波在t=20s时的波形图，图乙是这列波中P点的振动图线，那么该波的传播速度和传播方向是（ ）
A．v=25m/s，向左传播 B．v=50m/s，向左传播
C．v=25m/s，向右传播 D．v=50m/s,向右传播
4.绳中有一列正弦横波，沿x轴传播。如图7—32—14中a、b是绳上两点，它们在x轴方向上的距离小于一个波长,当a点振动到最高点时,b点恰经过平衡位置向上运动，在a、b之间画出两个波形分别表示:
①沿x轴正方向传播的波；
②沿x轴负方向传播的波，并注明①和②。

签字确认
学员 教师 班主任

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