波動(dòng)圖象的應(yīng)用.ppt

1、高三物理總復(fù)習(xí),波動(dòng)圖像的應(yīng)用,第七章 機(jī)械振動(dòng)和機(jī)械波,復(fù)習(xí)回顧,1、波動(dòng)圖像,表示在波的傳播方向上，介質(zhì)中大量質(zhì)點(diǎn)在同一時(shí)刻相對平衡位置的位移,2、可從波動(dòng)圖像中獲得哪些物理量？,（1）直接讀出振幅（注意單位）,（2）直接讀出波長（注意單位),（3）可求出任意質(zhì)點(diǎn)在該時(shí)刻相對平衡位置的位移（包括大小和方向）,（4）在波速方向已知（或已知波源方位）時(shí)刻確定各質(zhì)點(diǎn)在該時(shí)刻的振動(dòng)方向,（5）可以確定各質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)的加速度方向,波動(dòng)圖像的應(yīng)用,2、確定動(dòng)態(tài)波形的兩種方法,4、由兩個(gè)不同時(shí)刻的波形求有關(guān)的參量,6、根據(jù)波的四要素確定某一時(shí)刻的波形,5、根據(jù)波的傳播特點(diǎn)確定波傳到某點(diǎn)的時(shí)間,3、根據(jù)兩個(gè)質(zhì)

2、點(diǎn)的振動(dòng)規(guī)律(或位置）求有關(guān)的物理量,1、如何求振動(dòng)質(zhì)點(diǎn)在 時(shí)間內(nèi)通過的路程及相對平衡位置的位移,1、如何求振動(dòng)質(zhì)點(diǎn)在 時(shí)間內(nèi)通過的路程及相對平衡位置的位移,介質(zhì)中的振動(dòng)質(zhì)點(diǎn)在 時(shí)間內(nèi)通過的路程，與質(zhì)點(diǎn)的初始狀態(tài)有關(guān)，計(jì)算較為復(fù)雜。但是如果 是 T/2（T為振動(dòng)周期）的整數(shù)倍，這計(jì)算較為容易。,(2)當(dāng)質(zhì)點(diǎn)初始狀態(tài)相對平衡位置的位移為 時(shí)，經(jīng)過 后，質(zhì)點(diǎn)相對平衡位置的 位移為 。 若 ，則 ； 若 ，則 。,（1）設(shè) ， 那么振動(dòng)質(zhì)點(diǎn)在 時(shí)間內(nèi)通過的路程s可由下 式計(jì)算：,例1、如圖為一列簡諧波在t=0時(shí)的波形圖像，波的傳播速度大小v=2m/s，從t1到t2=2.5s的時(shí)間內(nèi)，質(zhì)點(diǎn)通過的路程為

3、多少？相對平衡位置的位移是多少？,分析解答：要求質(zhì)點(diǎn)在 時(shí)間內(nèi)通過的路程，首先要 求出周期T；要求 后質(zhì)點(diǎn)相對平衡位置的位移還必須判斷質(zhì)點(diǎn)初始的振動(dòng)方向。,由 因 則,因?yàn)橘|(zhì)點(diǎn)M初始時(shí)從平衡位置沿y軸正向振動(dòng)，經(jīng)過12.5T后又回到平衡位置，且沿y軸負(fù)向振動(dòng)，故經(jīng)過2.5s后，質(zhì)點(diǎn)M相對平衡位置的位移為0,2、確定動(dòng)態(tài)波形的兩種方法,確定動(dòng)態(tài)波形有兩種方法： （1）特殊質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)法；（2）波形平移法,所謂特殊質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)法就是根據(jù)某些特殊質(zhì)點(diǎn)（位于波峰、波谷或平衡位置的質(zhì)點(diǎn)）的位置變更情況來確定動(dòng)態(tài)波形。這種方法需已知波的傳播方向（或波源的方位），或需已知某個(gè)特殊質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向。通常用于 ）的情況,

4、所謂波形平移法，就是根據(jù)公式 ，將整個(gè)波形在波的傳播方向上進(jìn)行平行移動(dòng)，從而得到新的波形。 因?yàn)楫?dāng) 時(shí)，波形不變，所以實(shí)際處理時(shí)將 去整取尾即可，這種方法是普適的,例2、如圖為一列沿x軸向右傳播的簡諧橫波在某時(shí)刻的波動(dòng)圖像。已知此波的傳播速度大小為v=0.02m/s。試畫出該時(shí)刻5s前及5s后的波動(dòng)圖像,分析解答,方法一（特殊質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)法）：先求得T=4s，因?yàn)榇瞬ㄏ蛴覀鞑ィ?故平衡位置坐標(biāo)為 2cm、6cm的兩個(gè)特殊質(zhì)點(diǎn)的初始振動(dòng)方向 分別沿y軸正向與沿y軸負(fù)向。經(jīng)過5s( ),這兩個(gè)質(zhì)點(diǎn)分別 位于正向最大位移與負(fù)向最大位移。由此得出5s后的波形圖。同樣道理，只需逆向振動(dòng) 即可。,方法二（波形

5、平移法）：因?yàn)椴ㄋ賄=2cm/s，所以由 ， 可得 ，而 去整后為 ，故將整個(gè)波形向右平移 即為5s后的波形圖像。而將整個(gè)波形向左平移 ，即為5s前的波形圖,4、由兩個(gè)不同時(shí)刻的波形求有關(guān)的參量,已知機(jī)械波在兩個(gè)不同時(shí)刻的波形圖及某些物理量可求出另一些物理量。如已知波速，則可以由 求所經(jīng)歷的時(shí)間，反之已知所經(jīng)歷時(shí)間，可求波速；已知所經(jīng)歷時(shí)間及波素，由 可求 。進(jìn)而確定波的傳播方向等。,注意：（1）波傳播的雙向性；（2）波動(dòng)的周期性 通常引入“k”，得到問題的通解，有時(shí)還可根據(jù)某些限制條件得到問題的某些特解。,（2）若質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)周期T與 的關(guān)系為 則在 內(nèi)波向前傳播的距離,例3、如圖所示為一列簡

6、諧橫波在兩個(gè)不同時(shí)刻的波形。虛線為實(shí)線所示的橫波在 后的波像。,（1）求此波的波速v和頻率f。,（3）若波速v=1.8m/s，則波向那個(gè)方向傳播？,（1）設(shè)波沿x軸正向傳播，,設(shè)波沿x軸負(fù)向傳播，,分析與解答,(2)沿x正向時(shí),K只能取1、2,沿x負(fù)向時(shí)，K只能取1、2,（3）v=1.8m/s,K取3，波沿x正方向傳播,3、根據(jù)兩個(gè)質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)規(guī)律(或位置）求有關(guān)的物理量,根據(jù)波的傳播方向上某些質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)規(guī)律可確定波的周期（頻率）,根據(jù)波的傳播方向上兩個(gè)質(zhì)點(diǎn)在同一時(shí)刻的振動(dòng)狀態(tài)可求出波長與空間距離的關(guān)系,這類問題通常需借助于波動(dòng)圖像求解必須注意波的空間周期性及波傳播的雙向性,例4、繩子中由一列橫

7、波沿x軸傳播，a、b時(shí)繩上的兩點(diǎn)。當(dāng)a點(diǎn)振動(dòng)到最高點(diǎn)時(shí)，b點(diǎn)恰好經(jīng)過平衡位置向上運(yùn)動(dòng)。試在圖上a、b間畫出兩個(gè)波形分別表示： （1）沿x軸正方向傳播的波長最長的波,（2）沿x軸負(fù)方向傳播的波長最長的波,當(dāng)波向右傳播時(shí)，a、b之 間距離 ,得 到 ，當(dāng)k=0時(shí)， 最大，得到波形圖如圖,當(dāng)波向左傳播時(shí)，a、b之 間距離 ,得 到 ，當(dāng)k=0時(shí)， 最大，得到波形圖如圖,5、根據(jù)波的傳播特點(diǎn)確定波傳到某點(diǎn)的時(shí)間,對這類問題，通常應(yīng)注意某一振動(dòng)狀態(tài)在初始時(shí)刻的位置，從而準(zhǔn)確的確定其傳播距離。,在均勻介質(zhì)中，機(jī)械波以一定速度勻速傳播，某一振動(dòng)狀態(tài)在 時(shí)間內(nèi)傳播的距離等于波速與時(shí)間的乘積，即 ，根據(jù)這一公式，我們便可以求出某一振動(dòng)狀態(tài)傳到空間某一位置所經(jīng)歷的時(shí)間。,例5、一列向右傳播的簡諧橫波，波速大小為0.6m/s