講課：波的圖像

回顧：從簡諧運動圖象可以求哪些物理量?t/sx/m5-50246⑴直接描述量：①振幅A:圖像的峰值.②周期T:相鄰兩個位移為正的最大值或負的最大值之間的時間間隔.③任意時刻的位移x:對應(yīng)于圖像上某一點的坐標（t，x）．⑵間接描述量①頻率:f=1/T③速度系列：動能②位移系列：回復力、加速度、勢能簡諧運動的圖像直觀地反映了質(zhì)點做簡諧運動的物理過程，根據(jù)圖像可以看出質(zhì)點在任意時刻的位移。如何描述同一時刻各質(zhì)點的位移？機械波是機械振動在介質(zhì)里的傳播過程，從波源開始，隨著波的傳播，介質(zhì)中的大量質(zhì)點先后開始振動起來，雖然這些質(zhì)點只在平衡位置附近做重復波源的振動。但由于它們振動步調(diào)不一致，所以，在某一時刻介質(zhì)中各質(zhì)點對平衡位置的位移各不相同。機械波一、波的圖象

我們可以用照象機把波的形狀攝下來，就是按下快門瞬間各個質(zhì)點離開各自平衡位置時的情形。我們就把這些質(zhì)點連成曲線，就是該時刻的波的圖象。如果波的圖象是正弦曲線，這樣的波叫做正弦波，也叫簡諧波。質(zhì)點的振動是簡諧振動。Y位移1.用橫坐標表示在各質(zhì)點的平衡位置2.用縱坐標表示某時刻各質(zhì)點偏離平衡位置的位移X平衡位置正方向負方向3.在XOY坐標平面上畫出某時刻各質(zhì)點偏離平衡位置的位移YXO4.波的圖象的畫法：將某時刻各質(zhì)點偏離平衡位置的位移矢量的末端用光滑的曲線連接起來.二、波的圖象的物理意義橫波的圖象就反映了某時刻介質(zhì)中各個質(zhì)點在空間的實際分布情況。反映某時刻各個質(zhì)點偏離平衡位置的位移.反映了各個質(zhì)點的位移隨其平衡位置到原點距離變化的函數(shù)關(guān)系.注意圖像與函數(shù)解析式的對應(yīng)注意圖像與物理過程的對應(yīng)。三、波的圖象的應(yīng)用1.

波的傳播方向、波的圖像和質(zhì)點的振動方向之間的關(guān)系。⑴波的成因法步驟1：明確波的傳播方向，確定波源方位；

步驟2：在某質(zhì)點P靠近波源一方（緊挨著P點）圖像上找另外一點P′；

步驟3：若P′在P上方，則P′帶動P向上運動；若P′在P下方，則P'帶動P向下運動x/my/cm5-50246v．P．P′．Q′．Q前一質(zhì)點依次帶動后一質(zhì)點延遲振動先帶后，后跟前,運動狀態(tài)向后傳.（2）上下坡法。將波的圖像視為蜿蜒起伏的“山坡”，沿波的傳播方向看，“上坡路段”上的各質(zhì)點都向下振動，“下坡路段”上的各質(zhì)點都向上振動．簡稱“上坡下，下坡上”YXOv下坡上上坡下上坡下思考：如果已知P點的振動方向向下，判斷波的傳播方向．P

（3）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，并在同一點沿水平方向畫一個箭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12－2－6所示。若波向右傳播，則P向下運動。圖12－2－6例1.圖所示為一列向右傳播的簡諧波在某時刻的波形圖試求出波形圖上A、B、C、D四個質(zhì)點的振動方向.YXOABCDVVVV思考：如果這列波是向左傳播的，則這四個質(zhì)點的振動方向又如何？v題型1.已知波的傳播方向和波形圖判斷質(zhì)點的振動方向。例2.如圖所示為一列簡諧波在某時刻的波形圖，已知圖形上某點的振動方向如圖所示。試求這列波的傳播方向.YXOV思考1.如果這個質(zhì)點的振動方向向上，則波的傳播方向又如何？2.如果已知這個質(zhì)點做減速運動，則波的傳播方向又如何？題型2.已知波形和質(zhì)點的振動方向判斷波的傳播方向。v四．從波的圖象上可獲得哪些信息

⑴直接描述量：①振幅A:圖像的峰值.②波長λ:相鄰兩個波峰或波谷之間的距離.x/my/cm5-50246③各個質(zhì)點的位移x:對應(yīng)于圖像上某一點的坐標（y，x）．⑵間接描述量①已知波的傳播方向可求各個質(zhì)點的振動方向。反之亦然。④經(jīng)過一段時間后的波形圖③質(zhì)點在一段時間內(nèi)通過的路程和位移。②可判斷質(zhì)點的位移、速度、加速度的大小和方向。1．波的圖象的理解(1)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”，可借用“定格”這一比喻加深理解。可以將波的圖象比喻為某一時刻對所有質(zhì)點拍攝下的“集體照”。(2)簡諧波的圖象是正(余)弦曲線，是最簡單的一種波，各個質(zhì)點振動的最大位移都相等。五．波的圖象的特點

(3)波的圖象的周期性：

在波的傳播過程中，各質(zhì)點都在各自的平衡位置附近振動，不同時刻質(zhì)點的位移不同，則不同時刻波的圖象不同。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，波的圖象復原一次。(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。確定質(zhì)點運動方向形象記憶圖線變化物理意義y/m

λx/mx/mTt/s圖線研究內(nèi)容研究對象波動圖象振動圖象

單一振動質(zhì)點沿波傳播方向的所有質(zhì)點一質(zhì)點的位移隨時間的變化規(guī)律某時刻所有質(zhì)點的空間分布規(guī)律表示各質(zhì)點在某時刻的位移表示一個質(zhì)點在各時刻的位移隨時間推移圖象延伸，但已有的圖象形狀不變隨時間推移圖象沿傳播方向平移比喻為一個質(zhì)點的“錄象帶”比喻為無數(shù)質(zhì)點某一時刻拍攝的“照片”根據(jù)下一時刻的位移來判斷根據(jù)“質(zhì)點帶動原理”來判斷七、波的圖象與振動圖象的異同⑴橫軸坐標的意義不同：波的圖象中橫軸表示各個質(zhì)點的平衡位置到原點的距離；振動圖象中橫軸表示該質(zhì)點振動的時間．1.相同點

兩者都是按正弦或余弦規(guī)律變化的曲線,振動圖像和波的圖像中的縱坐標均表示質(zhì)點離開平衡位置的位移,縱坐標的最大值均表示質(zhì)點的振幅.⑵物理意義不同：波動圖像表示某一時刻各個質(zhì)點離開平衡位置的位移；振動圖象描述的是某一質(zhì)點在不同時刻離開平衡位置的位移．⑶最大值間距的含義不同