第二節(jié)機(jī)械波的描述現(xiàn)場(chǎng)實(shí)驗(yàn)：用一根繩子，一端系在課室門把手，一端握在手里，用力抖動(dòng)，觀察繩子的形態(tài)。問題：（1）機(jī)械波波形是怎樣的？（2）怎樣研究機(jī)械波波形？一、機(jī)械波的圖像觀察繩子的形態(tài)：波動(dòng)問題1：在數(shù)學(xué)中，我們是怎么研究各種圖像的？利用平面直角坐標(biāo)系。問題2：研究波動(dòng)能否用坐標(biāo)系？如果引入坐標(biāo)系，那么怎么樣給波形建立坐標(biāo)？小結(jié)：結(jié)合正余弦函數(shù)圖像和波動(dòng)形態(tài)，以平衡位置為橫軸來(lái)建立坐標(biāo)，則縱坐標(biāo)就是上下偏離平衡位置的變化量——波形圖。一、機(jī)械波的圖像y位移1.用橫坐標(biāo)表示在波傳播方向上各質(zhì)點(diǎn)的平衡位置。2.用縱坐標(biāo)表示某時(shí)刻各質(zhì)點(diǎn)偏離平衡位置的位移。x平衡位置正方向負(fù)方向O3.學(xué)會(huì)畫波形圖：在yOx坐標(biāo)平面上畫出某時(shí)刻各質(zhì)點(diǎn)偏離平衡位置的位移.y位移x平衡位置O將某時(shí)刻各質(zhì)點(diǎn)偏離平衡位置的位移矢量的末端用光滑的曲線連接起來(lái)。一、機(jī)械波的圖像一、機(jī)械波的圖像4.確定波的圖像變化的情況有兩種方法。（1）是描點(diǎn)作圖法。（2）是圖像平移作圖法。根據(jù)t=0時(shí)刻波的圖像及傳播方向，可知此時(shí)刻A、B、C、D、E、F各質(zhì)點(diǎn)在該時(shí)刻的振動(dòng)方向，由各個(gè)質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向可確定出經(jīng)T/4后各個(gè)質(zhì)點(diǎn)所在的位置，將這些點(diǎn)所在位置用平滑曲線連接起來(lái)，便可得到經(jīng)T/4后時(shí)刻的波的圖像。二、描述機(jī)械波的物理量問題3：振動(dòng)圖像和波的圖像的區(qū)別和聯(lián)系。兩種圖像的不同含義(1)橫坐標(biāo)軸和縱坐標(biāo)軸的含義(2)圖像中某一點(diǎn)所表示的含義(3)圖像的整體含義AAx

/mt

/s1234567800.10xy

/mx

/m1234567800.10Y

振動(dòng)圖象（x-t）波的圖象(y-x)BB

波形圖振動(dòng)圖像橫坐標(biāo)軸xt質(zhì)點(diǎn)數(shù)量無(wú)數(shù)個(gè)1個(gè)時(shí)間某時(shí)刻，隨時(shí)間發(fā)生平移一段時(shí)間，隨時(shí)間增添二、描述機(jī)械波的物理量問題4：要想知道波從一個(gè)位置（如A）傳到另一位置（如B）需要多長(zhǎng)時(shí)間，我們還需要什么物理量呢？（1）每一個(gè)質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)頻率和周期有何特點(diǎn)？（相同）（2）為什么經(jīng)過特定的時(shí)間,振動(dòng)形式可以從第一個(gè)質(zhì)點(diǎn)傳到第二個(gè)質(zhì)點(diǎn)，這個(gè)傳播的快慢由誰(shuí)決定？圖像隨時(shí)間的演變情況140t/

sx/

m1234567891011121315振動(dòng)圖像y/cmx/cmvO波的圖像小結(jié)：機(jī)械波的速度我們就用一個(gè)新的物理量來(lái)表示：波速（v）二、描述機(jī)械波的物理量1.波速y/cmx/cmOv（1）波速：振動(dòng)狀態(tài)在介質(zhì)中的傳播速度，用v表示。（2）物理意義：描述振動(dòng)形式在介質(zhì)中傳播的快慢程度。①波速的大小由介質(zhì)的性質(zhì)決定，與波源振動(dòng)快慢無(wú)關(guān)。（3）理解：②一列波在同一均勻介質(zhì)中是勻速傳播的。二、描述機(jī)械波的物理量問題5：請(qǐng)同學(xué)們仔細(xì)觀察動(dòng)畫演示，慢速下繩波的傳播過程，觀察波源在振動(dòng)一個(gè)周期時(shí)波的傳播特點(diǎn)，以及一個(gè)周期以后波的傳播特點(diǎn)。哪些點(diǎn)的振動(dòng)步調(diào)完全一致？哪些點(diǎn)振動(dòng)步調(diào)相反？在波動(dòng)中，振動(dòng)相位總是相同的兩相鄰質(zhì)點(diǎn)間的距離叫做波長(zhǎng)，這兩個(gè)質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)的時(shí)間差即質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)的周期，也是波動(dòng)的周期。（質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)周期=波動(dòng)的周期）2.波長(zhǎng)、周期二、描述機(jī)械波的物理量（1）從波動(dòng)形狀上看：橫波：兩個(gè)相鄰的波峰(或波谷)之間的距離等于一個(gè)波長(zhǎng)。λλλ縱波：兩個(gè)相鄰的密部(或疏部)之間的距離等于一個(gè)波長(zhǎng)。二、描述機(jī)械波的物理量（2）從質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)角度看：各質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)一周后又回到回到原來(lái)位置，所以相隔一個(gè)周期的兩時(shí)刻波形相同。（3）從波平移的角度看：每經(jīng)過一個(gè)周期波形就沿傳播方向平移一個(gè)波長(zhǎng)距離。λλλ二、描述機(jī)械波的物理量3.波速、波長(zhǎng)、周期（頻率）的關(guān)系

y/cmx/cmOv二、描述機(jī)械波的物理量注意區(qū)分波速與質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)速度之間的關(guān)系。波速：在同種均勻介質(zhì)中具有某一定值。質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)速度：大小和方向都是隨時(shí)間改變的。x/cmy/cm0v123456v二、描述機(jī)械波的物理量各物理量決定因素①波的周期T（頻率f）：由波源決定，與介質(zhì)無(wú)關(guān)。②波速v：由介質(zhì)決定，與波源無(wú)關(guān)。③波長(zhǎng)λ：由波源與介質(zhì)共同決定。一列波進(jìn)入兩種不同的介質(zhì)，其頻率不變，波速與波長(zhǎng)相應(yīng)改變。三、機(jī)械波問題實(shí)例分析【例題1】一列簡(jiǎn)諧橫波波源振動(dòng)圖像如圖所示，若已知該列波在某均勻介質(zhì)中的傳播速度為0.85m/s，請(qǐng)畫出該列波在t=0時(shí)刻的波的圖像。取波源的平衡位置為坐標(biāo)原點(diǎn)。【分析】機(jī)械波是機(jī)械振動(dòng)在介質(zhì)中的傳播。簡(jiǎn)諧機(jī)械波的周期、振幅與波源處的簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的周期、振幅相同。三、機(jī)械波問題實(shí)例分析解：該機(jī)械波波源的周期為10s，振幅為0.81m。故該機(jī)械波的周期T=10s，振幅為0.81m。由于其傳播速度v=0.85m/s，故波長(zhǎng)λ=Tv=8.5m。取t=0時(shí)刻的波源的平衡位置為坐標(biāo)原點(diǎn)，其波形圖像如圖所示。三、機(jī)械波問題實(shí)例分析【例題2】?jī)扇朔謩e乘坐靜止在湖面上的甲、乙兩條小船，兩船在湖面上相距20m。有一列水波沿甲船到乙船的方向傳播，使每條小船每分鐘上下浮動(dòng)30次。當(dāng)甲船位于波峰時(shí)，乙船剛好在波谷，此時(shí)兩船間還有兩個(gè)波峰。這列水波的傳播速度是多少？【分析】甲、乙兩船位于波的同一個(gè)傳播方向上，一個(gè)周期的時(shí)間，波傳播的距離為一個(gè)波長(zhǎng)?？拷ㄔ吹募状日駝?dòng)，遠(yuǎn)離波源