复习提问:复习提问: 1、机械波的形成条件是什么?、机械波的形成条件是什么? 2、机械波的特点是什么?、机械波的特点是什么? 3、振动图像有什么特点?、振动图像有什么特点? 为了从总体上形象地描绘出波的运动情况,物理学中采用了为了从总体上形象地描绘出波的运动情况,物理学中采用了波的图象波的图象 机械波是机械振动在介质里的传播过程,从波源开始,随着波的传播,介质中的大量质点先后开始振动起来虽然这些质点只在个自平衡位置附近做重复波源的振动,但由于它们振动步调不一致,所以在某一时刻介质中各个质点对平衡位置的位移各不相同第十二章第十二章 机械波机械波y位移一、波的图象的绘制一、波的图象的绘制1.1.用横坐标用横坐标x表示在波表示在波传播方向上传播方向上各个质点的各个质点的平衡位置平衡位置2.2.用纵坐标用纵坐标y y表示表示某一时刻某一时刻各个质点偏离平衡位置的各个质点偏离平衡位置的位移位移x平衡位置正方向负方向ο3.3.在在xOyxOy坐标平面上画出坐标平面上画出某一时刻某一时刻各个质点各个质点偏离平衡位置的偏离平衡位置的位移位移y位移位移x平衡位置平衡位置O 4. 4.波的图象的画法:波的图象的画法:将将某一时刻某一时刻各个质点各个质点偏离平衡位置的偏离平衡位置的位移矢量的末端位移矢量的末端用光滑的曲用光滑的曲线连接起来线连接起来甲甲表示某表示某一时刻绳一时刻绳上的一列上的一列横波横波乙乙是它的是它的图象图象说明:说明:1 1、横波的图象与、横波的图象与形成横波的质点的分布形成横波的质点的分布形状相形状相 似,波的图象有时也称波形图或波形曲线。
似,波的图象有时也称波形图或波形曲线2 2、简谐运动在介质中传播形成的波就是简谐波简谐运动在介质中传播形成的波就是简谐波 简谐波的图象是一条正弦或余弦曲线简谐波的图象是一条正弦或余弦曲线3 3、在单位时间内某一波峰或波谷(密部或疏部)、在单位时间内某一波峰或波谷(密部或疏部)向前移动的距离等于波速向前移动的距离等于波速横波动画展示二、波的图象的物理意义二、波的图象的物理意义 波的图象表示介质中各个质点在某一时刻波的图象表示介质中各个质点在某一时刻( (同一时同一时刻刻) )偏离平衡位置的位移的空间分布情况在不同时刻偏离平衡位置的位移的空间分布情况在不同时刻质点振动的位移不同,波形也随之改变,不同时刻的波质点振动的位移不同,波形也随之改变,不同时刻的波形曲线是不同的形曲线是不同的 图图2 2表示经过表示经过ΔtΔt时间后的波的形状和各质点的位移时间后的波的形状和各质点的位移三、从波的图象上可获得的物理信息:三、从波的图象上可获得的物理信息:Ay /mx /m1 2 3 4 5 6 7 80B0.10AVav1 1、该时刻沿波的传播方向上、该时刻沿波的传播方向上各个质点的位移;各个质点的位移; 2 2、各个质点的振幅、各个质点的振幅A ; A ; 3 3、能根据波的传播方向、能根据波的传播方向判断各个质点在该时刻的判断各个质点在该时刻的运动方向、加速度方向及运动方向、加速度方向及其变化情况;其变化情况;4 4、可以画出另一时刻的、可以画出另一时刻的波形图。
波形图四、振动图象和波的图象的比较四、振动图象和波的图象的比较YX0波的图象Xt0振动图象相同点: 1、图象都是正(余)弦曲线2、纵坐标都表示质点离开平衡位置的位移不同点:1、某质点不同时刻一群质点同一时刻2、横轴表时间横轴表平衡位置3、可直接读出周期可直接读出波长图象4、随时间推移图线延续,但已经画出的图形不变不同时刻的图象一般不同,随时间推移,图象眼传播方向平移例题1:例题1: 如图所示为一列向右传播的简谐波在某时刻的波形图如图所示为一列向右传播的简谐波在某时刻的波形图, , 试求出波形图上试求出波形图上A A、、B B、、C C、、D D四个质点的振动方向四个质点的振动方向YXO波的传播方向ABCDVVVV如果这列波是向左传播的,则这四个质点的振动方向如果这列波是向左传播的,则这四个质点的振动方向又如何?又如何?五、波的图象的应用五、波的图象的应用例题2:例题2: 如图所示为一列简谐波在某时刻的波形图,已知图象如图所示为一列简谐波在某时刻的波形图,已知图象 上某点的振动方向如图所示,试求这列波的传播方向上某点的振动方向如图所示,试求这列波的传播方向YXOV答案:向左传播如果这个质点的振动方向向上,则波的传播方向又如何?如果这个质点的振动方向向上,则波的传播方向又如何?如果已知这个质点做减速运动,则波的传播方向又如何?如果已知这个质点做减速运动,则波的传播方向又如何?例题例题3 3:某一简谐横波在:某一简谐横波在t t==0 0时刻的波形图如图的实线时刻的波形图如图的实线所示.若波向右传播,画出所示.若波向右传播,画出T T/4/4后和后和5 5T T/4/4前两个时刻的前两个时刻的波的图象.波的图象. OYXT T/4/4后的波形图后的波形图5T5T/4/4前的波形图前的波形图平移规律:平移规律:波右传波右传,求前左移,,求前左移,求后右移;求后右移;波左传波左传,求前右移,,求前右移,求后左移。
求后左移例例4 4、一列简谐波在、一列简谐波在x x轴上传播,某时刻波形如图,轴上传播,某时刻波形如图,已知此时质点已知此时质点F F运动方向向运动方向向Y Y轴负方向,则(轴负方向,则( ))A A、波沿、波沿X X轴负方向传播轴负方向传播B B、质点、质点D D此时刻向下运动此时刻向下运动C C、质点、质点B B比质点比质点C C先回到平衡位置先回到平衡位置D D、质点、质点E E振幅为振幅为0 0O OY YX XBCDEFGABAB1 1、、简简谐谐波波的的图图象象都都是是正正弦弦或或余余弦弦曲曲线线,,表表示示某某一一时时刻刻介介质质中各个质点离开平衡位置的位移中各个质点离开平衡位置的位移2 2、从简谐波的图象可以知道的物理量、从简谐波的图象可以知道的物理量: :((1 1)从波的图象可以知道振幅)从波的图象可以知道振幅((2 2)时刻各个质点对平衡位置的位移)时刻各个质点对平衡位置的位移((3 3))借借助助图图象象还还可可以以说说明明各各个个质质点点的的速速度度、、加加速速度度在在该该时时刻刻的变化情况和速度、加速度的方向的变化情况和速度、加速度的方向3 3、、根根据据某某一一时时刻刻的的波波的的图图象象和和波波的的传传播播方方向向,,能能画画出出下下一一时时刻刻和和前前一一时时刻刻的的波波的的图图象象,,并并能能指指出出图图象象中中各各个个质质点点在该时刻的振动方向。
在该时刻的振动方向六、知识回顾六、知识回顾作业:P28 T4。