波的形成和描述第2課時(shí)課件高二上學(xué)期物理選擇性

第三章

機(jī)械波第1節(jié)波的形成和描述第2課時(shí)波在介質(zhì)中傳播時(shí)，各質(zhì)點(diǎn)都在平衡位置附近振動(dòng)，而整個(gè)波形不斷地向前傳播，在時(shí)間上、空間上都具有周期性，如何描述一列波的運(yùn)動(dòng)情況呢？知識(shí)點(diǎn)一：波的圖像y位移（1）用橫坐標(biāo)x表示在波傳播方向上各個(gè)質(zhì)點(diǎn)的平衡位置（2）用縱坐標(biāo)y表示某一時(shí)刻各個(gè)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ο1.波的圖像表示法（3）在xOy坐標(biāo)平面上標(biāo)出某一時(shí)刻各個(gè)質(zhì)點(diǎn)偏離平衡位置的位移y位移x平衡位置O（4）波的圖象的畫法：將某一時(shí)刻各個(gè)質(zhì)點(diǎn)偏離平衡位置的位移矢量的末端用平滑的曲線連接起來。（5）波的圖象的物理意義：波的圖象表示介質(zhì)中各個(gè)質(zhì)點(diǎn)在某一時(shí)刻(同一時(shí)刻)偏離平衡位置的位移的空間分布情況。在不同時(shí)刻質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)的位移不同，波形也隨之改變，不同時(shí)刻的波形曲線是不同的。2.簡諧波：如果波的圖像是正弦曲線，這樣的波叫作正弦波，也叫簡諧波。簡諧運(yùn)動(dòng)在介質(zhì)中傳播形成簡諧波；簡諧波是一種最基本、最簡單的波。

思考：波是隨時(shí)間不斷變化的是一個(gè)質(zhì)點(diǎn)帶動(dòng)另一個(gè)質(zhì)點(diǎn)在運(yùn)動(dòng)，如果振源在作簡諧振動(dòng)，振源帶動(dòng)介質(zhì)中其他質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)，得到的波形圖是什么圖形呢？特點(diǎn)：每個(gè)質(zhì)點(diǎn)都在做簡諧振動(dòng)，質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)的最大位移都相同。（1）定義：介質(zhì)中各質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)的頻率（周期）都等于波源的振動(dòng)頻率（周期），我們把這個(gè)頻率（周期）叫做波的頻率（周期）。頻率通常用字母f表示，單位是Hz．周期通常用字母T表示，單位是s。（2）幾點(diǎn)說明①波的周期（或頻率）應(yīng)由波源決定，與傳播波的介質(zhì)無關(guān)。②每經(jīng)過一個(gè)周期的時(shí)間波就沿傳播方向傳播一個(gè)波長的距離。③每經(jīng)歷一個(gè)周期，原有的波形圖不改變。1.周期、頻率知識(shí)點(diǎn)二：波長、頻率和波速2.波長λ(1)定義：兩個(gè)

的、相對平衡位置的位移和振動(dòng)方向總是

的質(zhì)點(diǎn)間的距離。(2)特征①在橫波中，兩個(gè)相鄰

或兩個(gè)相鄰

之間的距離等于波長。②在縱波中，兩個(gè)相鄰

或兩個(gè)相鄰

中央的距離等于波長。相鄰相同波峰波谷密部疏部④相隔λ/2的兩個(gè)質(zhì)點(diǎn)的步調(diào)總是相反③相隔λ的兩個(gè)質(zhì)點(diǎn)的步調(diào)總是相同相隔λ整數(shù)倍的兩個(gè)質(zhì)點(diǎn)的步調(diào)總是相同相隔λ/2的奇數(shù)倍兩個(gè)質(zhì)點(diǎn)的步調(diào)總是相反（3）拓展:①“位移總相等”的含義是“每時(shí)每刻位移大小方向都相同”②位移總相等的兩個(gè)質(zhì)點(diǎn),其速度也總是相等的，相位也相同（1）定義：單位時(shí)間內(nèi)振動(dòng)所傳播的距離叫做波速。（3）幾點(diǎn)說明②一列波在同一均勻介質(zhì)中是勻速傳播的③要區(qū)分波速與質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)速度的含義①波速的大小由介質(zhì)的性質(zhì)決定，同一列波在不同介質(zhì)中傳播速度不同。（2）物理意義:反映振動(dòng)在介質(zhì)中傳播的快慢程度。3.波速4.波長、周期（或頻率）和波速的關(guān)系

（1）波速等于波長和頻率的乘積；（2）經(jīng)過一個(gè)周期，振動(dòng)在介質(zhì)中傳播的距離等于一個(gè)波長；（3）波速等于波長和頻率的乘積這一關(guān)系雖從機(jī)械波得到，但對其他形式的彼（電磁波、光波）也成立。問題探究波速由介質(zhì)決定，與波的頻率、質(zhì)點(diǎn)的振幅無關(guān)波的頻率只取決于波源，與波速、波長無關(guān)。波在傳播過程中、從一種介質(zhì)進(jìn)入另一種介質(zhì)時(shí)頻率不變。波長則決定于v和T。波從一種介質(zhì)進(jìn)入另一種介質(zhì)波速發(fā)生變化，周期不變，波長發(fā)生變化；波在同一介質(zhì)中傳播，當(dāng)周期發(fā)生變化，波長也發(fā)生變化。1．波速由什么決定？2．頻率由什么決定？3．波長由什么決定？停在水面上的兩艘船相距24m。一列水波在湖面上傳播開來，使船每分鐘上下振動(dòng)20次。當(dāng)甲船位于波峰時(shí)，乙船位于波谷，這時(shí)兩船之間還有另一個(gè)波峰，如圖所示。若將水波視為橫波，求這列水波的波長和波速。

直接描述量：①振幅A:圖像的峰值②波長λ:相鄰兩個(gè)波峰或波谷之間的距離③各個(gè)質(zhì)點(diǎn)的位移x:對應(yīng)于圖像上某一點(diǎn)的坐標(biāo)（y，x）1.從波的圖像上可獲得的信息間接描述量①已知波的傳播方向可求各個(gè)質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向，反之亦然④經(jīng)過一段時(shí)間后的波形圖③質(zhì)點(diǎn)在一段時(shí)間內(nèi)通過的路程和位移②可判斷質(zhì)點(diǎn)的位移、速度、加速度的大小和方向Ay

/mx

/m123456780B0.10AVav知識(shí)點(diǎn)三、波的圖像的應(yīng)用2.波的圖像的應(yīng)用（1）波的傳播方向和質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向之間的關(guān)系。①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(diǎn)P靠近波源一方（緊挨著P點(diǎn)）圖像上找另外一點(diǎn)P′；

步驟3：若P′在P上方，則P′帶動(dòng)P向上運(yùn)動(dòng)；若P′在P下方，則P′帶動(dòng)P向下運(yùn)動(dòng)。x/my/cm0v．P．P′．P′．P前一質(zhì)點(diǎn)依次帶動(dòng)后一質(zhì)點(diǎn)延遲振動(dòng)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(diǎn)都向下振動(dòng)，“下坡路段”上的各質(zhì)點(diǎn)都向上振動(dòng)。簡稱“上坡下，下坡上”yxOv下坡上上坡下上坡下P③同側(cè)法在波的圖像上的某一點(diǎn)，沿豎直方向畫出一個(gè)箭頭表示質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)方向，并設(shè)想在同一點(diǎn)沿水平方向畫一個(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)。

x/my/m01234v畫出再經(jīng)t=T/4時(shí)的波形圖．P．P′．Q．Q′（2）求波在任意時(shí)刻的波形圖

x/my/m01234v機(jī)械波的振動(dòng)狀態(tài)和波形以波速勻速傳播。簡諧運(yùn)動(dòng)的圖象簡諧波的圖象相同點(diǎn)及聯(lián)系圖象形狀縱坐標(biāo)縱坐標(biāo)最大值聯(lián)系3.波的圖像與振動(dòng)圖像的異同簡諧運(yùn)動(dòng)的圖象簡諧波的圖象相同點(diǎn)及聯(lián)系圖象形狀正弦曲線縱坐標(biāo)質(zhì)點(diǎn)位移縱坐標(biāo)最大值振幅聯(lián)系質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)是組成波動(dòng)的基本要素確定質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)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(dòng)圖象振動(dòng)圖象

單一振動(dòng)質(zhì)點(diǎn)沿波傳播方向的所有質(zhì)點(diǎn)一質(zhì)點(diǎn)的位移隨時(shí)間的變化規(guī)律某時(shí)刻所有質(zhì)點(diǎn)的空間分布規(guī)律表示各質(zhì)點(diǎn)在某時(shí)刻的位移表示一個(gè)質(zhì)點(diǎn)在各時(shí)刻的位移隨時(shí)間推移圖象延伸，但已有的圖象形狀不變隨時(shí)間推移圖象沿傳播方向平移①比喻為一質(zhì)點(diǎn)的“傳記記錄卡”②比喻為一個(gè)質(zhì)點(diǎn)的“錄象帶”①比喻為無數(shù)質(zhì)點(diǎn)某一時(shí)刻的“特寫鏡頭”②比喻為無數(shù)質(zhì)點(diǎn)某一時(shí)刻拍攝的“照片”根據(jù)下一時(shí)刻的位移來判斷根據(jù)“質(zhì)點(diǎn)帶動(dòng)原理”來判斷振動(dòng)圖像與波動(dòng)圖像的對比例題：如圖是一列簡諧橫波在t=2s時(shí)的圖像，圖是這列波中質(zhì)點(diǎn)P的振動(dòng)圖像，求該波的傳播速度和傳播方向。

1．一列沿x軸正向傳播，周期為2.0s的簡諧橫波，某時(shí)刻的波形如圖所示，比較介質(zhì)中的三個(gè)質(zhì)點(diǎn)a、b、c，則（

）A．此刻質(zhì)點(diǎn)a的振幅最大B．經(jīng)過2s質(zhì)點(diǎn)b沿x軸正向移動(dòng)8mC．此刻質(zhì)點(diǎn)c的振動(dòng)方向?yàn)閥軸正方向D．經(jīng)過0.50s，機(jī)械波沿x軸傳播距離為2mD2．一簡諧機(jī)械波沿x軸正方向傳播，周期為T，波長為λ

。若在x=0處質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)圖象如圖所示，則該波在t=T/4時(shí)刻的波形曲線為（

）D3.一列聲波從空氣傳入水中，已知水中聲速較大，則（）A.聲波頻率不變，波長變小B.聲波頻率變大，波長不變C.聲波頻率變小，波長變大D.聲波頻率不變，波長變大D4．(多選）一列沿著x軸負(fù)方向傳播的簡諧橫波，在t=0時(shí)刻的波形如圖甲所示，圖甲中某質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)圖像如圖乙所示，下列說法正確的是（）A．圖乙表示質(zhì)點(diǎn)