波的圖象 課件

波的圖像一、波的圖象的理解和畫(huà)法1.波的圖象的理解(1)波的圖象是某一時(shí)刻介質(zhì)中各個(gè)質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)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(shí)刻對(duì)所有質(zhì)點(diǎn)拍攝下的“集體照”.(2)簡(jiǎn)諧波的圖象是正(余)弦曲線，是最簡(jiǎn)單的一種波，各個(gè)質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)的最大位移都相等.(3)波的圖象的周期性在波的傳播過(guò)程中，各質(zhì)點(diǎn)都在各自的平衡位置附近振動(dòng)，不同時(shí)刻質(zhì)點(diǎn)的位移不同，則不同時(shí)刻波的圖象不同.質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)位移做周期性變化，則波的圖象也做周期性變化.經(jīng)過(guò)一個(gè)周期，波的圖象復(fù)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(fù)向傳播，具有雙向性.

2.波的圖象的畫(huà)法根據(jù)某時(shí)刻的波形圖畫(huà)出另一時(shí)刻波形圖的方法：(1)特殊點(diǎn)法：取正弦波上的五個(gè)特殊點(diǎn)(三個(gè)平衡位置點(diǎn)，一個(gè)波峰點(diǎn)，一個(gè)波谷點(diǎn))，先根據(jù)波傳播的方向確定它們的振動(dòng)方向，再判斷Δt后各點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到什么位置，最后連成曲線，即為另一時(shí)刻的波形圖．適用于Δt=n的情形．(2)平移法：將原圖象沿x軸方向即波傳播的方向平移．根據(jù)波速和給定的時(shí)間，利用Δx=vΔt，求出沿波的傳播方向上移動(dòng)的位移，將波進(jìn)行平移.(1)在某一時(shí)刻各質(zhì)點(diǎn)的位移不同，但各質(zhì)點(diǎn)的振幅是相同的；(2)每一質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)規(guī)律相同，只是后一質(zhì)點(diǎn)比前一質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)得晚.【典例1】如圖為一列沿x軸正方向傳播的簡(jiǎn)諧波在某個(gè)時(shí)刻的波形圖，下列關(guān)于該列波的說(shuō)法中正確的是()A．該簡(jiǎn)諧波的振幅是4cmB．質(zhì)點(diǎn)P此時(shí)正向上運(yùn)動(dòng)C．質(zhì)點(diǎn)P此時(shí)正向下運(yùn)動(dòng)D．質(zhì)點(diǎn)P振動(dòng)的振幅是2cm

正確解答本題的關(guān)鍵有以下兩點(diǎn)：(1)正確理解圖象的物理含義；(2)能夠根據(jù)波的圖象和傳播方向確定各質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向.【標(biāo)準(zhǔn)解答】選A、B．由圖象不難發(fā)現(xiàn)，該簡(jiǎn)諧波的振幅為4cm，所以選項(xiàng)A正確.波正沿x軸正方向傳播，由此可確定質(zhì)點(diǎn)P的振動(dòng)方向向上，選項(xiàng)B正確,選項(xiàng)C錯(cuò)誤；對(duì)于簡(jiǎn)諧波中的每一質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)規(guī)律相同，所以振幅相同，選項(xiàng)D錯(cuò)誤.二、振動(dòng)圖象與波動(dòng)圖象的比較振動(dòng)圖象和波動(dòng)圖象從圖形上看好像沒(méi)有什么區(qū)別，但實(shí)際上它們有本質(zhì)的區(qū)別.1.物理意義不同:振動(dòng)圖象表示同一質(zhì)點(diǎn)在不同時(shí)刻的位移;波動(dòng)圖象表示介質(zhì)中的各個(gè)質(zhì)點(diǎn)在同一時(shí)刻的位移.2.圖象的橫坐標(biāo)表示的物理量不同:振動(dòng)圖象的橫坐標(biāo)表示時(shí)間;波動(dòng)圖象的橫坐標(biāo)表示距離.3.比較

(1)波動(dòng)圖象與振動(dòng)圖象外形上很相似，辨別它們時(shí)要看圖象的橫坐標(biāo)是時(shí)間t還是位移x.(2)簡(jiǎn)諧波中的所有質(zhì)點(diǎn)都做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)，它們的振幅、周期均相同.(3)求解兩種圖象結(jié)合問(wèn)題的技巧是要從一種圖象中找到某一質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)信息，再根據(jù)該質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)信息、題設(shè)條件和相應(yīng)的物理規(guī)律推知另一種圖象及相關(guān)情況.【典例2】如圖甲所示的y﹣x圖線表示一列簡(jiǎn)諧波在沿x軸方向傳播時(shí)的波形圖，若以圖乙所示情況為計(jì)時(shí)起點(diǎn)，那么y﹣t圖線應(yīng)表示的是()A．當(dāng)這列波沿x軸正方向傳播時(shí)，是表示a質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)圖象B．當(dāng)這列波沿x軸負(fù)方向傳播時(shí)，是表示a質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)圖象C．當(dāng)這列波沿x軸正方向傳播時(shí)，是表示b質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)圖象D．當(dāng)這列波沿x軸負(fù)方向傳播時(shí)，是表示b質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)圖象

解答本題時(shí)可按以下思路進(jìn)行分析【標(biāo)準(zhǔn)解答】選A、D．根據(jù)波的傳播方向，確定質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向，進(jìn)而畫(huà)出該點(diǎn)的振動(dòng)圖象．如果這列波沿x軸正向傳播，a點(diǎn)應(yīng)向上運(yùn)動(dòng)，b點(diǎn)應(yīng)向下運(yùn)動(dòng)，這樣振動(dòng)圖象表示的是a質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)圖象；如果這列波沿x軸負(fù)向傳播，a點(diǎn)應(yīng)向下運(yùn)動(dòng),b點(diǎn)應(yīng)向上運(yùn)動(dòng)，振動(dòng)圖象表示的是b質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)圖象，故A、D正確．三、波的傳播方向和質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)方向的五種判斷方法已知質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)方向判斷波的傳播方向或與之相反的問(wèn)題，判斷的基本規(guī)律是橫波的形成與傳播的特點(diǎn)，常用方法有：1.上下坡法，從波的傳播方向看.“上坡”的點(diǎn)向下運(yùn)動(dòng)，“下坡”的點(diǎn)向上運(yùn)動(dòng)，簡(jiǎn)稱“上坡下、下坡上”(如圖甲所示)．2.同側(cè)法，在波的圖象上的某一點(diǎn)，沿豎直方向畫(huà)出一個(gè)箭頭表示質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)方向，并設(shè)想在同一點(diǎn)沿水平方向畫(huà)個(gè)箭頭表示波的傳播方向，那么這兩個(gè)箭頭總是在曲線的同側(cè)(如圖乙所示)．

3.頭頭(尾尾)相對(duì)法，在波形圖的波峰(或波谷)上畫(huà)出一個(gè)箭頭表示波的傳播方向，并在波峰(或波谷)兩邊波形上分別畫(huà)出兩個(gè)箭頭表示質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)方向，那么這三個(gè)箭頭總是頭頭相對(duì)，尾尾相對(duì)(如圖丙所示)．4.微平移法，將原波形(實(shí)線)沿波的傳播方向平移后(虛線)，則從原波形中平衡位置沿y軸指向虛線最大位移處的方向，表示原波形中質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)方向(如圖丁所示).5.特殊點(diǎn)法，先振動(dòng)的質(zhì)點(diǎn)帶動(dòng)鄰近的后振動(dòng)質(zhì)點(diǎn)，在質(zhì)點(diǎn)P靠近波源一方附近的圖象上另找一點(diǎn)P′，若P′在P點(diǎn)上方，則P向上運(yùn)動(dòng)，若P′在下方，則P向下運(yùn)動(dòng)(如圖戊所示)(1)在利用質(zhì)點(diǎn)帶動(dòng)法由波傳播方向確定質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)方向的時(shí)候，參考點(diǎn)P′與被判定點(diǎn)P一定要在同一“坡”上.(2)在利用微平移法的時(shí)候，重在“微”字，Δt一定要短，Δx一定要小，兩圖象能分開(kāi)即可.【典例3】簡(jiǎn)諧橫波某時(shí)刻的波形圖如圖所示，由此圖可知()A.若質(zhì)點(diǎn)a向下運(yùn)動(dòng)，則波是從左向右傳播的B.若質(zhì)點(diǎn)b向上運(yùn)動(dòng)，則波是從左向右傳播的C.若波從右向左傳播，則質(zhì)點(diǎn)c向下運(yùn)動(dòng)D.若波從右向左傳播，則質(zhì)點(diǎn)d向上運(yùn)動(dòng)【標(biāo)準(zhǔn)解答】選B、D.方法一：“特殊點(diǎn)法”若質(zhì)點(diǎn)a向下運(yùn)動(dòng)，則質(zhì)點(diǎn)a是由其右側(cè)鄰近質(zhì)點(diǎn)帶動(dòng)的，波源位于右側(cè)，波向左傳播，故A錯(cuò)誤，同理，B正確；若波從右向左傳播，則質(zhì)點(diǎn)c、d均應(yīng)由其右側(cè)鄰近質(zhì)點(diǎn)帶動(dòng)，其右側(cè)質(zhì)點(diǎn)位于c、d上方，所以質(zhì)點(diǎn)c、d均向上運(yùn)動(dòng)，故C錯(cuò)誤，D正確.方法二：“微平移法”若質(zhì)點(diǎn)a向下運(yùn)動(dòng)，下一時(shí)刻a的位移比此刻位移略小，則下一時(shí)刻波形如圖中虛線所示，可見(jiàn)波從右向左傳播，選項(xiàng)A錯(cuò)誤，同理可判定選項(xiàng)B正確；若波從右向左傳播，虛線波就可看成下一時(shí)刻的波形，由圖可見(jiàn)質(zhì)點(diǎn)c、d均向上運(yùn)動(dòng)，故選項(xiàng)C錯(cuò)誤，D正確