波的形成和描述第2課時課件高二上學期物理選擇性

第三章

機械波第1節(jié)波的形成和描述第2課時波在介質(zhì)中傳播時，各質(zhì)點都在平衡位置附近振動，而整個波形不斷地向前傳播，在時間上、空間上都具有周期性，如何描述一列波的運動情況呢？知識點一：波的圖像y位移（1）用橫坐標x表示在波傳播方向上各個質(zhì)點的平衡位置（2）用縱坐標y表示某一時刻各個質(zhì)點偏離平衡位置的位移x平衡位置正方向負方向ο1.波的圖像表示法（3）在xOy坐標平面上標出某一時刻各個質(zhì)點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：將某一時刻各個質(zhì)點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)中各個質(zhì)點在某一時刻(同一時刻)偏離平衡位置的位移的空間分布情況。在不同時刻質(zhì)點振動的位移不同，波形也隨之改變，不同時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。簡諧運動在介質(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：波是隨時間不斷變化的是一個質(zhì)點帶動另一個質(zhì)點在運動，如果振源在作簡諧振動，振源帶動介質(zhì)中其他質(zhì)點運動，得到的波形圖是什么圖形呢？特點：每個質(zhì)點都在做簡諧振動，質(zhì)點振動的最大位移都相同。（1）定義：介質(zhì)中各質(zhì)點振動的頻率（周期）都等于波源的振動頻率（周期），我們把這個頻率（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）幾點說明①波的周期（或頻率）應由波源決定，與傳播波的介質(zhì)無關(guān)。②每經(jīng)過一個周期的時間波就沿傳播方向傳播一個波長的距離。③每經(jīng)歷一個周期，原有的波形圖不改變。1.周期、頻率知識點二：波長、頻率和波速2.波長λ(1)定義：兩個

的、相對平衡位置的位移和振動方向總是

的質(zhì)點間的距離。(2)特征①在橫波中，兩個相鄰

或兩個相鄰

之間的距離等于波長。②在縱波中，兩個相鄰

或兩個相鄰

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的兩個質(zhì)點的步調(diào)總是相反③相隔λ的兩個質(zhì)點的步調(diào)總是相同相隔λ整數(shù)倍的兩個質(zhì)點的步調(diào)總是相同相隔λ/2的奇數(shù)倍兩個質(zhì)點的步調(diào)總是相反（3）拓展:①“位移總相等”的含義是“每時每刻位移大小方向都相同”②位移總相等的兩個質(zhì)點,其速度也總是相等的，相位也相同（1）定義：單位時間內(nèi)振動所傳播的距離叫做波速。（3）幾點說明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)點振動速度的含義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)過一個周期，振動在介質(zhì)中傳播的距離等于一個波長；（3）波速等于波長和頻率的乘積這一關(guān)系雖從機械波得到，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)進入另一種介質(zhì)時頻率不變。波長則決定于v和T。波從一種介質(zhì)進入另一種介質(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20次。當甲船位于波峰時，乙船位于波谷，這時兩船之間還有另一個波峰，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:相鄰兩個波峰或波谷之間的距離③各個質(zhì)點的位移x:對應于圖像上某一點的坐標（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Ay

/mx

/m123456780B0.10AVav知識點三、波的圖像的應用2.波的圖像的應用（1）波的傳播方向和質(zhì)點的振動方向之間的關(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/cm0v．P．P′．P′．P前一質(zhì)點依次帶動后一質(zhì)點延遲振動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P③同側(cè)法在波的圖像上的某一點，沿豎直方向畫出一個箭頭表示質(zhì)點振動方向，并設(shè)想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)。

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

x/my/m01234v機械波的振動狀態(tài)和波形以波速勻速傳播。簡諧運動的圖象簡諧波的圖象相同點及聯(lián)系圖象形狀縱坐標縱坐標最大值聯(lián)系3.波的圖像與振動圖像的異同簡諧運動的圖象簡諧波的圖象相同點及聯(lián)系圖象形狀正弦曲線縱坐標質(zhì)點位移縱坐標最大值振幅聯(lián)系質(zhì)點的振動是組成波動的基本要素確定質(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①比喻為一質(zhì)點的“傳記記錄卡”②比喻為一個質(zhì)點的“錄象帶”①比喻為無數(shù)質(zhì)點某一時刻的“特寫鏡頭”②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”來判斷振動圖像與波動圖像的對比例題：如圖是一列簡諧橫波在t=2s時的圖像，圖是這列波中質(zhì)點P的振動圖像，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，某時刻的波形如圖所示，比較介質(zhì)中的三個質(zhì)點a、b、c，則（

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

。若在x=0處質(zhì)點的振動圖象如圖所示，則該波在t=T/4時刻的波形曲線為（

）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軸負方向傳播的簡諧橫波，在t=0時刻的波形如圖甲所示，圖甲中某質(zhì)點的振動圖像如圖乙所示，下列說法正確的是（）A．圖乙表示質(zhì)點