高三物理竞赛机械波的产生条件和波动能量的产生课件.ppt

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1、1,一 机械波产生条件,能传播机械振动的媒质,2 弹性介质,作机械振动的物体（声带、乐器等）,1 波源,可视为连续分布的质元，质元之间彼此由弹性力联系的物质,正弹性力(压、张):气、液、固,弹性力,切弹性力 固体,横波的形成：,纵波的形成：,显然，波源处质点的振动通过弹性介质中的弹性力，将振动传播开去，从而形成机械波,在固体中可以传播横波或纵波，在液体、 气体(因无剪切效应)中只能传播纵波。,横波与纵波,3,小结:,外形特征:峰谷相间(横);疏密相间(纵).,各质点在平衡位置附近作振动, 状态以一定速度传播;,各质点振动频率等于振源频率, 但沿传播方向振动 相位依次落后;,振源振n次，沿传播方

2、向传出n个波形;,4,二 波长 波的周期和频率 波速,O,y,A,波传播方向上相邻两振动状态完全相同的质点间的距离（一完整波的长度）.,1 波长,振动状态在一个周期中传播的距离,5,横波：相邻 波峰波峰 波谷 波谷,纵波：相邻 波疏波疏 波密波密,6,决定于介质的性质（弹性模量和密度）,振动状态在介质中传播的速度,2 波速,7,8,3 周期 T,波传过一波长所需的时间,4 频率,单位时间内波向前传播的完整波的数目. （1 内向前传播了几个波长）,波动周期与质点振动周期相等。,或一完整波通过波线上某点所需的时间.,9,四个物理量的联系,对各类波都适用,波速只决定于介质的性质,周期或频率只决定于波

3、源的振动，与介质无关；,波长与介质有关,10,三 波线 波面 波前,振动相位相同的点组成的面,1 波线,2 波阵面,波的传播方向,任一时刻波源最初振动状态在各方向上传到的点的轨迹. 波前是最前面的波阵面,（波射线）,用射线表示；,3 波前,（波面）,11,分类（1）球面波,（2）平面波,性质,（3）各向同性介质中，波线垂直于波阵面.,（2）波的传播即为波阵面的推进.,（1）同一波阵面上各点振动状态相同.,12,一 波动能量的传播,1 波的能量,媒质质元能量是如何变化的？ 能量传播的规律如何？,这里要搞清：,1.质点振动的速度和加速度,（1）v 是质点的振动速度, 与波速 u不同。,反之亦然,（

4、3）a 与v 的位相差为,（2）v 与 y的位相差为,18,14,机械能,弹性势能,能量密度：单位体积介质中的波动能量,平均能量密度：能量密度在一个周期内的平均值,15,(1)在波动传播的介质中，任一体积元的动能、势能、总机械能均随 作周期性变化，且变化是同相位的.,(2)其周期为波动周期的一半。,Ek、EP,同时达到最大,同时达到最小,（平衡位置处）,（最大位移处）,速度最小,速度最大,形变最小,形变最大,16,(3)任一体积元都在不断地接收和放出能量，机械能不守恒.,平均讲来，体积元的能量密度保持不变，,即媒质中并不积累能量。因而它是一个能量传递的过程，或者说波是能量传播的一种形式；波动的能量沿波速方向传播；,