高中物理 第十二章 機械波 第2節(jié) 波的圖象課件 新人教版選修3-4

1、1物 理選修選修3-4 人教版人教版2第十二章機械波機械波第二節(jié)第二節(jié) 波的圖象波的圖象3理解波的圖象的意義理解波的圖象的意義能根據(jù)波的圖象進行有關(guān)判斷，以及根據(jù)有關(guān)信息畫出波的圖象能根據(jù)波的圖象進行有關(guān)判斷，以及根據(jù)有關(guān)信息畫出波的圖象能夠區(qū)分振動圖象與波動圖象能夠區(qū)分振動圖象與波動圖象451 1課前預(yù)習(xí)課前預(yù)習(xí)2 2課內(nèi)探究課內(nèi)探究3 3素養(yǎng)提升素養(yǎng)提升4 4課堂達標課堂達標5 5課時作業(yè)課時作業(yè)6課課 前前 預(yù)預(yù) 習(xí)習(xí)7 1圖象的建立 (1)用橫坐標x表示在波的傳播方向上介質(zhì)中各質(zhì)點的_，縱坐標y表示某一時刻各個質(zhì)點偏離平衡位置的_。 (2)規(guī)定橫波中位移方向向上時為正值，位移向下時為_

2、。 (3)在xy平面上，畫出各個質(zhì)點的平衡位置x與各質(zhì)點偏離平衡位置的位移y的各點(x，y)。波的圖象波的圖象平衡位置平衡位置 位移位移 負值負值 8 (4)用_把各點連接起來就得到了橫波的波形圖象。 2圖象的物理意義 波的圖象描述的是某一時刻介質(zhì)中各個質(zhì)點偏離平衡位置的位移情況。平滑的曲線平滑的曲線 9 3圖象的特點 (1)橫波的圖象形狀與波在傳播過程中介質(zhì)中各質(zhì)點某時刻的分布相似，波形中的波峰即為圖象中的位移_，波谷即為圖象中位移_，波形中通過平衡位置的質(zhì)點在圖象中恰處于平衡位置。 (2)波形圖線是_或_曲線的波稱為簡諧波，簡諧波是最簡單的波，對于簡諧波而言，各個質(zhì)點振動的最大位移都_。正

3、向最大值正向最大值 負向的最大值負向的最大值 正弦正弦 余弦余弦 相同相同 10 如果已知一列波某時刻波形如圖所示，那么我們從波的圖象中可以獲取的信息有以下幾點：由波的圖象可獲取的信息由波的圖象可獲取的信息11 1確定位移 可以直接看出在該時刻沿傳播方向上各質(zhì)點的位移。 圖象上各點的縱坐標表示各點在該時刻的位移。如上圖中M點的位移是_。 2確定振幅 可以直接看出在波的傳播過程中介質(zhì)各點的振幅A，即波動 圖象上縱坐標最大值的絕對值，如上圖中波的振幅為A_。2cm 4cm 12 3判斷質(zhì)點的運動方向 可以由波的傳播方向判斷質(zhì)點的運動方向，也可以由質(zhì)點的運動方向判斷出波的傳播方向。 如上圖中，由波向

4、右傳播，可知點M向_運動，反之，如果M向上運動，可知波向_傳播。上上 右右 13 判一判 (1)通過波的圖象可以找出任一質(zhì)點在任意時刻的位移。() (2)波的圖象表示質(zhì)點在各個不同時刻的位移。() (3)只有橫波才能畫出波的圖象。() (4)波的圖象表示波中各質(zhì)點在某一時刻的位移。() (5)由波形圖可確定各質(zhì)點的振幅。() 14 選一選 (多選)根據(jù)如圖所列的兩圖形，分別判斷它們屬于何種圖象，并確定圖中A、B兩質(zhì)點的運動方向() A(a)是振動圖象，(b)是波的圖象 B(a)是波的圖象，(b)是振動圖象 C兩質(zhì)點均向上 D兩質(zhì)點均向下BD 15 解析：由兩圖象的橫坐標可看出(a)是波的圖象，

5、(b)是振動圖象，選項B正確，A錯誤；由(a)的傳播方向可看出A質(zhì)點此刻應(yīng)向下運動，選項C錯誤；由(b)圖可判定B時刻質(zhì)點也向下運動，故選項D正確。16 想一想 某一簡諧波在t0時刻的波形圖如圖中的實線所示。若波向右傳播，你能畫出T/4后時刻的波的圖象嗎。 答案： 解析：根據(jù)t0時刻波的圖象及傳播方向，可知此時刻A、B、C、D、E、F各質(zhì)點在該時刻的振動方向，由各個質(zhì)點的振動方向可確定出經(jīng)T/4后各個質(zhì)點所在的位置，將這些點所在位置用平滑曲線連接起來，便可得到經(jīng)T/4后時刻的波的圖象。17課課 內(nèi)內(nèi) 探探 究究18 一列簡諧波在某一時刻的圖象如圖所示。 (1)波的圖象是什么形狀的曲線？ (2)

6、由圖象可讀出什么？ 提示：(1)波的圖象是正弦曲線。 (2)由圖象可讀出：該時刻各質(zhì)點的位移。各質(zhì)點振動的振幅。探究一對波的圖象的理解探究一對波的圖象的理解19 1質(zhì)點運動的“定格” 波的圖象是某一時刻介質(zhì)中各個質(zhì)點運動情況的“定格”?？梢詫⒉ǖ膱D象比喻為某一時刻對所有質(zhì)點拍攝的“集體照”。 2圖象形式 簡諧波的圖象是正(余)弦曲線，是最簡單的一種波，各個質(zhì)點振動的振幅都相等。 3波的圖象的周期性 質(zhì)點的振動位移做周期性變化，則波的圖象也做周期性變化。經(jīng)過一個周期，波的圖象復(fù)原一次。20 4波的傳播方向的雙向性 如果只知道波沿x軸傳播，則有可能沿x軸正向傳播，也有可能沿x軸負向傳播，具有雙向性

7、。 5由波的圖象可獲得的信息 (1)從波的圖象上可直接讀出介質(zhì)質(zhì)點振動的振幅。 (2)可確定任一質(zhì)點在該時刻的位移的大小和方向。 (3)根據(jù)加速度方向與位移方向的關(guān)系，可確定任一質(zhì)點在該時刻的加速度方向。 (4)若已知波的傳播方向，可確定各質(zhì)點在該時刻的振動方向(速度方向)，速度大小的變化趨勢等，反之亦然。21AC 22 解題指導(dǎo)：正確解此題的關(guān)鍵有以下幾點：理解波的圖象的物理意義；掌握已知某一時刻波的圖象，確定質(zhì)點運動方向的方法；理解波的傳播可看成波形的傳播，不能誤認為是質(zhì)點的平移。23 對點訓(xùn)練1(多選)如圖所示，下列說法中正確的是( ) A此列波的振幅是0.1m Bx15m處質(zhì)點的位移是

8、0.1m C若A的速度沿y軸正方向，則B的速度亦沿y軸正方向 DA的加速度沿y軸的負方向，而B、C的加速度沿y軸的正方向 解析：從波動圖象上可以直接讀出振幅、某質(zhì)點的位移，判定運動方向。ACD 24 一列波的圖象如圖甲，其中某一質(zhì)點的振動圖象如圖乙。 (1)如何區(qū)分波的圖象與振動圖象？ (2)兩種圖象縱坐標的最大值相同嗎？ 提示：(1)從橫軸來區(qū)分兩個圖象：振動圖象的橫軸表示時間，波的圖象的橫軸表示質(zhì)點的平衡位置。 (2)相同，均為質(zhì)點振動的振幅。探究二振動圖象和波的圖象的比較探究二振動圖象和波的圖象的比較25 波的圖象與振動圖象的比較振動圖象振動圖象波的圖象波的圖象圖象圖象意義意義質(zhì)點的位移

9、隨時間變化的曲質(zhì)點的位移隨時間變化的曲線，表示一個質(zhì)點不同時刻線，表示一個質(zhì)點不同時刻的位移，橫坐標為時間的位移，橫坐標為時間某一時刻的波形圖表示不同質(zhì)某一時刻的波形圖表示不同質(zhì)點同一時刻的位移，橫坐標表點同一時刻的位移，橫坐標表示介質(zhì)中各質(zhì)點的平衡位置示介質(zhì)中各質(zhì)點的平衡位置26振動圖象振動圖象波的圖象波的圖象圖上能表圖上能表示的量示的量1.各時刻對應(yīng)的位移各時刻對應(yīng)的位移2各時刻質(zhì)點的振動方向各時刻質(zhì)點的振動方向3振幅振幅A、周期、周期T、頻率、頻率f1.某時刻各質(zhì)點位移某時刻各質(zhì)點位移2根據(jù)波傳播方向可確定各根據(jù)波傳播方向可確定各質(zhì)點振動方向質(zhì)點振動方向3波長波長(波形在一個周期內(nèi)波形在

10、一個周期內(nèi)傳播的距離傳播的距離)振幅振幅A圖隨時間圖隨時間變化情況變化情況圖線隨時間延伸，原有部分圖線隨時間延伸，原有部分圖形不變圖形不變整個波形沿波的傳播方向平整個波形沿波的傳播方向平移，不同時刻波形一般不同移，不同時刻波形一般不同運動情況運動情況質(zhì)點做簡諧運動屬非勻變速質(zhì)點做簡諧運動屬非勻變速運動運動波在同一均勻介質(zhì)中是勻速傳波在同一均勻介質(zhì)中是勻速傳播，介質(zhì)的質(zhì)點做簡諧運動播，介質(zhì)的質(zhì)點做簡諧運動比喻比喻一人獨舞的錄像一人獨舞的錄像集體舞的劇照集體舞的劇照27 特別提醒：(1)波的圖象與振動圖象外形上很相似，辨別它們時要看圖象的橫坐標是時間t還是位移x。 (2)簡諧波中的所有質(zhì)點都做簡諧

11、運動，它們的振幅、周期均相同。28D 29 解題指導(dǎo)：根據(jù)(b)圖首先判定出此質(zhì)點在O時刻的位置和振動方向，然后向波形圖中尋找符合條件的點。30 對點訓(xùn)練2(河北衡水中學(xué)2016年高二上學(xué)期調(diào)研)振源A帶動細繩振動，某時刻形成的橫波波形如圖1所示，在波傳播到細繩上一點P時開始計時，則圖2中能表示P點振動圖象的是()C 解析：解析：由波的傳播特點，前邊的質(zhì)點帶動后面的質(zhì)點，后面的質(zhì)點重復(fù)前由波的傳播特點，前邊的質(zhì)點帶動后面的質(zhì)點，后面的質(zhì)點重復(fù)前面的質(zhì)點振動，由圖面的質(zhì)點振動，由圖1可知振源可知振源A初始是從平衡位置向下振動的，所以初始是從平衡位置向下振動的，所以t0時時刻，質(zhì)點刻，質(zhì)點P應(yīng)由平

12、衡位置開始向下運動，選項應(yīng)由平衡位置開始向下運動，選項C正確。正確。31素素 養(yǎng)養(yǎng) 提提 升升32 已知質(zhì)點的運動方向來判斷波的傳播方向或已知波的傳播方向來判斷質(zhì)點的運動方向時，判斷依據(jù)的基本規(guī)律是橫波的形成與傳播的特點，常用方法有： 1上下坡法 沿波的傳播方向看，“上坡”的點向下運動，“下坡”的點向上運動，簡稱“上坡下、下坡上”(如圖1所示)。波的傳播方向和質(zhì)點運動方向的判斷方法波的傳播方向和質(zhì)點運動方向的判斷方法圖圖1 33 2同側(cè)法 在波的圖象上的某一點，沿豎直方向畫出一個箭頭表示質(zhì)點運動方向，并設(shè)想在同一點沿水平方向畫出一個簡頭表示波的傳播方向，那么這兩個箭頭總是在曲線的同側(cè)(如圖所示)。3435(多選)一列橫波沿繩子傳播，某時刻繩子形成如圖所示的形狀，對此時繩上A、B、C、D、E、F六個質(zhì)點( ) A它們的振幅相同 B若波向右傳播，此時質(zhì)點B、C