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第四章周期运动E机械波的描述•声纳：利用声波探测水中目标及其状态的仪器。•主动式声纳工作时发出的超声波，遇到敌方潜艇时会反射到接收器，根据接收器荧光屏上显示的发射波和反射波的位置，可以探测到敌方潜艇离我方声纳的距离。机械波的研究与利用：机械波的描述：•细绳上的横波演示照片上的波形：是由同一时刻具有不同位移的绳上许多质点所共同组成的波的图像：y/(m)（某一时刻各质点偏离平衡位置的位移）x/(m)（平衡位置）波的图像：反映是各质点在同一时刻不同位移的曲线，叫做波的图像，简称波形图。波峰波谷sss-s-s-s1.波的图像是对波作出的数学描述，是对实际的波进行抽象而得到的；2.波的图像是某一时刻的“照片”；波形图与振动图像的比较：波形图振动图像形状：纵坐标：横坐标：对象：意义：正(余)弦曲线都表示某一时刻各质点偏离平衡位置的位移X（波上各质点的平衡位置）t（质点振动的时间）某一个质点沿着波动的传播方向上的所有质点表示各质点在同一时刻的位移。表示某一个质点不同时刻的位移。波长：•定义：在一列波中，偏离平衡位置的位移和速度总是（时时刻刻）相同的两个相邻质点间的距离，叫做波长。•波长用符号λ表示，单位是米（m）λλλy/mx/m所有波峰处质点的振动情况完全相同，所有波谷处质点的振动情况也完全相同，故相邻两个波峰或相邻两个波谷之间的距离就叫做一个波长波长：从波形图像看λx(m)y(m)010-105-5ABCDEFGHIJKλ波的频率：•定义：介质中任一质点在单位时间内完成的全振动次数。•用符号f表示，单位是Hz。•注意点：①波的频率与波源的振动频率相同。对一列波而言，各质点的振动频率等于波源的振动频率。②波的频率决定于波源振动频率，与传播的介质无关！同一波源发出的波在不同介质中频率保持不变。波的周期：•定义：介质中任一质点完成一次全振动需要的时间。•用符号T表示，单位是s。•T=1/fy/mx/m波的振幅=介质质点振动的振幅波速：•定义：单位时间内波在介质中传播的距离，也就是波在介质中传播的速度叫做波速。•用符号v表示，单位是m/s。•注意点：机械波的波速与介质的性质有关。通常情况下，波在固体中的传播速度比在液体中大，在液体中的传播速度又比气体中大。声波在钢铁中的传播速度约为5000m/s，在水中约为1500m/s，而空气中约为340m/s。波速和波长、频率、周期的关系：•波长、波速和周期的关系：•波长、波速和频率的关系：Tvfv由图像可知，波在一个周期内传播的距离恰为一个波长。课堂例题1：•关于波的频率，下列说法中正确的是（）A.波的频率由波源决定，与介质无关；B.波的频率与波速没有必然关系；C.波由一种介质传到另一种介质时，频率会变大；D.以上说法均不正确。AB分析：波的频率与波源振动频率有关，与传播的介质无关！当波由一种介质进入另一种介质时，波的频率是不变的。•图像反映的物理量：1.振幅；2.波长；3.可求任一质点在该时刻相对平衡位置的位移；4.在波传播方向已知时可确定各质点在该时刻的振动方向。y/(m)（某一时刻各质点偏离平衡位置的位移）x/(m)（平衡位置）sss-s-s-s图像的应用•已知波的传播方向确定介质中各质点在某一时刻的振动方向。–方法：波的成因法——带动、重复、落后。OVYXQ1:如图是某时刻一横波的波形，已知该时刻质点2的振动方向向上，则：1、此横波的传播方向是。2、质点4的振动方向。3、经过T/4质点7的振动方向是。向右向下向上简谐波1.简谐运动在介质中传播形成简谐波；2.简谐波的图像是正弦曲线；3.简谐波是一种最基本、简单的波。图像的应用•已知某时刻的波动图象和波的传播方向画出任一时刻的波动图象。(练习册P18/10)–方法一：波的平移法；–方法二：特殊点法。特殊点法•取相距λ/4的两个特殊点（波峰和平衡位置，或波谷和平衡位置），先根据波传播的方向判断平衡位置的质点振动方向，再根据特殊点每T/4内通过的路程为一个振幅求出Δt内走了多少个振幅，以确定特殊点后来时刻的位置，最后连正弦曲线。Oyxvt=0时刻的图象质点振动周期T=2S，则经过t=95s后的波动图象如何？N=t/T=95/2=47.5拓展练习：•在波的传播方向上有相距2m的A、B两个质点，当A处于波峰位置时，B也刚好处于波峰位置，则这列波的波长可能值为（）A.1m；B.2m；C.2.5m；D.4m。ABABABABmk21.3,2,1,0，k