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1、第十章 机械波张家口第六中学 张永生如何描述同一时刻各质点的位移？如何描述同一时刻各质点的位移？ 机械波是机械振动在介质中的传播过程，机械波是机械振动在介质中的传播过程，从波源开始，随着波的传播，介质中的大量从波源开始，随着波的传播，介质中的大量质点先后开始振动起来，虽然这些质点只在质点先后开始振动起来，虽然这些质点只在平衡位置附近做重复波源的振动。但由于它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，在某一时刻介质们振动步调不一致，所以，在某一时刻介质中各质点对平衡位置的位移各不相同。中各质点对平衡位置的位移各不相同。如何描述机械波的传播过程？如何描述机械波的传播过程？一、波
2、的图象一、波的图象 我们可以用照象机把波的形状摄下来，就是按下我们可以用照象机把波的形状摄下来，就是按下我们可以用照象机把波的形状摄下来，就是按下我们可以用照象机把波的形状摄下来，就是按下快门瞬间快门瞬间快门瞬间快门瞬间各个质点各个质点各个质点各个质点离开各自平衡位置离开各自平衡位置离开各自平衡位置离开各自平衡位置时的情形。我们时的情形。我们时的情形。我们时的情形。我们就把这些质点连成曲线，就是该时刻的波的图象。就把这些质点连成曲线，就是该时刻的波的图象。就把这些质点连成曲线，就是该时刻的波的图象。就把这些质点连成曲线，就是该时刻的波的图象。Y位移位移位移位移1.1.1.1.用横坐标表示在用横
3、坐标表示在用横坐标表示在用横坐标表示在各质点的平衡位置到各质点的平衡位置到各质点的平衡位置到各质点的平衡位置到原点原点原点原点的距离的距离的距离的距离2.2.2.2.用纵坐标表示用纵坐标表示用纵坐标表示用纵坐标表示某时刻某时刻某时刻某时刻各各各各质点对平衡位置质点对平衡位置质点对平衡位置质点对平衡位置的位移的位移的位移的位移X平衡位置平衡位置平衡位置平衡位置正正正正方方方方向向向向负负负负方方方方向向向向3.3.3.3.在在在在XOYXOYXOYXOY坐标平面上画出坐标平面上画出坐标平面上画出坐标平面上画出某时刻某时刻某时刻某时刻各质点各质点各质点各质点偏离平衡位置偏离平衡位置偏离平衡位置偏离
4、平衡位置的的的的位移位移位移位移YXO4.4.4.4.波的图象的画法：波的图象的画法：波的图象的画法：波的图象的画法：将将将将某时刻某时刻某时刻某时刻各质点各质点各质点各质点偏离平衡位置的偏离平衡位置的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位移矢量的末端位移矢量的末端用光用光用光用光滑的曲线连接起来滑的曲线连接起来滑的曲线连接起来滑的曲线连接起来. . . .二、波的图象的物理意义二、波的图象的物理意义横波的图象就反映了横波的图象就反映了某时刻某时刻介质中各个质点介质中各个质点在空间的实际分布情况。在空间的实际分布情况。 反映反映某时刻某时刻各个质点各个质点偏离平衡位置的偏离
5、平衡位置的位移位移. .三从波的图象上可获得哪些信息三从波的图象上可获得哪些信息直接描述量：直接描述量：振幅振幅振幅振幅A:A:A:A:图像的峰值图像的峰值图像的峰值图像的峰值. . . .x/my/cm5-50246各个质点的位置各个质点的位置各个质点的位置各个质点的位置: : : :对应于图像上某一点的坐标（对应于图像上某一点的坐标（对应于图像上某一点的坐标（对应于图像上某一点的坐标（y y y y，x x x x） 通过波的图像还能间接描述哪些物理量呢通过波的图像还能间接描述哪些物理量呢？ 波长波长波长波长四、波的图象的应用四、波的图象的应用1.1.1.1. 已知已知已知已知波的传播方向
6、波的传播方向波的传播方向波的传播方向、判定各质点的振动方向、判定各质点的振动方向、判定各质点的振动方向、判定各质点的振动方向。波的成因法波的成因法波的成因法波的成因法步骤步骤步骤步骤1 1 1 1：明确波的传播方向，确定：明确波的传播方向，确定：明确波的传播方向，确定：明确波的传播方向，确定波源波源波源波源方位；方位；方位；方位；步骤步骤步骤步骤2 2 2 2：在某质点：在某质点：在某质点：在某质点P P P P靠近靠近靠近靠近波源波源波源波源一方（紧挨着一方（紧挨着一方（紧挨着一方（紧挨着P P P P点）图像上找另外一点）图像上找另外一点）图像上找另外一点）图像上找另外一点点点点PPPP；
7、步骤步骤步骤步骤3 3 3 3：若：若：若：若PPPP在在在在P P P P上方，则上方，则上方，则上方，则PPPP带动带动带动带动P P P P向上运动；若向上运动；若向上运动；若向上运动；若PPPP在在在在P P P P下方，下方，下方，下方，则则则则PPPP带动带动带动带动P P P P向下运动向下运动向下运动向下运动x/my/cm5-50246vPPPPPQQQQQ前一质点依次前一质点依次前一质点依次前一质点依次带动带动带动带动后一质点后一质点后一质点后一质点延迟延迟延迟延迟振动振动振动振动先带后，后跟前,运动状态向后传.微平移法微平移法微平移法微平移法. . . .做出经微小时间后的
8、波形做出经微小时间后的波形做出经微小时间后的波形做出经微小时间后的波形, , , ,就知道了各质就知道了各质就知道了各质就知道了各质点经过点经过点经过点经过t t t t时间达到的位置时间达到的位置时间达到的位置时间达到的位置, , , ,运动方向就可确定运动方向就可确定运动方向就可确定运动方向就可确定. . . .在波动中在波动中在波动中在波动中, , , ,处于平衡处于平衡处于平衡处于平衡位置相邻的质点的运位置相邻的质点的运位置相邻的质点的运位置相邻的质点的运动方向一个向上动方向一个向上动方向一个向上动方向一个向上, , , ,一一一一个向下个向下个向下个向下, , , ,彼此间隔彼此间隔
9、彼此间隔彼此间隔; ; ; ;Y YX XO OvPAB上下坡法。上下坡法。上下坡法。上下坡法。将波的图像视为蜿蜒起伏的将波的图像视为蜿蜒起伏的将波的图像视为蜿蜒起伏的将波的图像视为蜿蜒起伏的“山坡山坡山坡山坡”，沿波的传播方向看，沿波的传播方向看，沿波的传播方向看，沿波的传播方向看， “上坡路段上坡路段上坡路段上坡路段”上的各质点都向上的各质点都向上的各质点都向上的各质点都向下振动，下振动，下振动，下振动，“下坡路段下坡路段下坡路段下坡路段”上的各质点都向上振动简称上的各质点都向上振动简称上的各质点都向上振动简称上的各质点都向上振动简称“上坡下，下坡上上坡下，下坡上上坡下，下坡上上坡下，下坡
10、上”Y YX XO Ov下坡上下坡上下坡上下坡上上坡下上坡下上坡下上坡下上坡下上坡下上坡下上坡下思考：如果已知思考：如果已知思考：如果已知思考：如果已知P P点的振动方向向上，判断波的传播点的振动方向向上，判断波的传播点的振动方向向上，判断波的传播点的振动方向向上，判断波的传播方向方向方向方向P例例例例1.1.1.1.图所示为一列向右传播的简谐波在某时刻的波形图所示为一列向右传播的简谐波在某时刻的波形图所示为一列向右传播的简谐波在某时刻的波形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图试求出波形图上图试求出波形图上图试求出波形图上A A A A、B B B B、C C C C、
11、D D D D四个质点的振动方向四个质点的振动方向四个质点的振动方向四个质点的振动方向. . . .YXOABCDVVVV思考：如果这列波是向左传播的，则这四个质点的振思考：如果这列波是向左传播的，则这四个质点的振思考：如果这列波是向左传播的，则这四个质点的振思考：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？动方向又如何？动方向又如何？动方向又如何？v题型题型题型题型1.1.已知波的传播方向和波形图判断质点的振动方向。已知波的传播方向和波形图判断质点的振动方向。已知波的传播方向和波形图判断质点的振动方向。已知波的传播方向和波形图判断质点的振动方向。例例例例2.2.2.2.如图所示为一
12、列简谐波在某时刻的波形图，已如图所示为一列简谐波在某时刻的波形图，已如图所示为一列简谐波在某时刻的波形图，已如图所示为一列简谐波在某时刻的波形图，已知图形上某点的振动方向如图所示。试求这列波的知图形上某点的振动方向如图所示。试求这列波的知图形上某点的振动方向如图所示。试求这列波的知图形上某点的振动方向如图所示。试求这列波的传播方向传播方向传播方向传播方向. . . .YXOV思考思考思考思考1.1. 如果已知这个质点做减速运动，则波的如果已知这个质点做减速运动，则波的如果已知这个质点做减速运动，则波的如果已知这个质点做减速运动，则波的传播方向又如何？传播方向又如何？传播方向又如何？传播方向又如何？题型题型题型题型2.2. 已知波形和质点的振动方向判断波的传播方向。已知波形和质点的振动方向判断波的传播方向。已知波形和质点的振动方向判断波的传播方向。已知波形和质点的振动方向判断波的传播方向。v
