2020-2021学年高中物理人教版选修3-4教学课件：第十二章 2　波的图象（18张） .ppt

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1、 第二节第二节 波的图像波的图像 1 1、机械波产生的条件：、机械波产生的条件：（1 1）波源）波源 （2 2）传播波的介质）传播波的介质 （2 2）波传播过程中，质点不随波迁移，而是在自己）波传播过程中，质点不随波迁移，而是在自己 平衡位置做机械振动平衡位置做机械振动 （）传播波源的振动形式（）传播波源的振动形式 知识回顾：知识回顾：2 2、机械波的特点：、机械波的特点：3 3、机械波的实质：、机械波的实质：（1）从波源开始由前一质点带动后一质点，依次振动）从波源开始由前一质点带动后一质点，依次振动（）传播波源的能量和信息（）传播波源的能量和信息 4、机械波的分类：（机械波的分类：（1 1）

2、横波横波 （2 2）纵波）纵波 横波动画展示 如何描述同一时刻各质点的位移？如何描述同一时刻各质点的位移？我们可以用照象机把波的形状拍下来，就是按下快门我们可以用照象机把波的形状拍下来，就是按下快门瞬间，把该时刻各个质点离开各自平衡位置时的情形定格。瞬间，把该时刻各个质点离开各自平衡位置时的情形定格。如果我们就把这些质点连成曲线，就是该时刻的波的图形。如果我们就把这些质点连成曲线，就是该时刻的波的图形。Y 位移位移 波动情况的图象表示法波动情况的图象表示法 1.1.建立坐标：用横坐标（建立坐标：用横坐标（X)X)表示在波表示在波传播方向上传播方向上各质点的各质点的平衡位置平衡位置.用纵坐标用纵

3、坐标(Y)(Y)表示某时刻各质点偏离平衡位置的表示某时刻各质点偏离平衡位置的位移位移.X 平衡位置平衡位置 正方向正方向 负方向负方向 2.选取正方向：选取质点振动的某一个方向为正方向，选取正方向：选取质点振动的某一个方向为正方向，X X轴一轴一般般 以向右为正方向以向右为正方向 Y 位移位移 X 平衡位置平衡位置 O 波的图象是在波的传播方向上，介质中各振动质点在某一时波的图象是在波的传播方向上，介质中各振动质点在某一时刻的波形图简称波形刻的波形图简称波形 （1 1）如果波的图象是正弦曲线，这样的波叫做正弦波，也叫）如果波的图象是正弦曲线，这样的波叫做正弦波，也叫 简谐波简谐波 3.3.描点

4、：由已知条件把某一时刻所有描点：由已知条件把某一时刻所有质点的位移画在坐标里质点的位移画在坐标里 4.4.连线：用一条平滑的曲线把各点连接连线：用一条平滑的曲线把各点连接起来就是此时的波的图象起来就是此时的波的图象(简谐波：当波源做简谐振动时，介质中其它质点也随振源简谐波：当波源做简谐振动时，介质中其它质点也随振源 作简谐振动，所形成的波的图象是正弦曲线作简谐振动，所形成的波的图象是正弦曲线,称为简谐波。称为简谐波。)Y 位移 X 平衡位置 O 1.波的图象的物理意义：波的图象的物理意义：反映反映各个质点各个质点某一时刻某一时刻偏离平衡位置的偏离平衡位置的位移位移 2.对对横波横波而言图象反映

5、了某时刻介质中各个质点在空间的而言图象反映了某时刻介质中各个质点在空间的实际分布情况。实际分布情况。二、波的图象的物理意义二、波的图象的物理意义 从某时刻波的图象中，可以获取哪些信息？从某时刻波的图象中，可以获取哪些信息？1.可以读出各个质点在该时刻的位移可以读出各个质点在该时刻的位移 2.可以知道该波各个质点的振幅可以知道该波各个质点的振幅 3.（1）已知波的传播方向，可以判断各个质点的振动方向、）已知波的传播方向，可以判断各个质点的振动方向、速度和加速度的变化情况速度和加速度的变化情况（2）已知某个质点的振动方向，可以判断波的传播方向）已知某个质点的振动方向，可以判断波的传播方向 三、波的

6、图象的应用三、波的图象的应用 y/cm x/cm 4 2 -4 -2 0 3 6 9 P a b v 4.已知某时刻的波形图，可以画出该列波经过某段时间之后的波形图 判断方法判断方法 上下坡法上下坡法：将波的图像视为蜿蜒起伏的“山坡”，沿波的传播方向将波的图像视为蜿蜒起伏的“山坡”，沿波的传播方向看，看，“上坡路段上坡路段”上的各质点都”上的各质点都向下向下振动，“振动，“下坡路段下坡路段”上的各质”上的各质点都点都向上向上振动简称“振动简称“上坡下，下坡上上坡下，下坡上”Y Y X X OO v 下坡上下坡上 上坡下上坡下 上坡下上坡下 思考：如果已知思考：如果已知P P点的振动方向向下，判

7、断波的点的振动方向向下，判断波的传播方向传播方向 P 三、波的图象的应用三、波的图象的应用 主要题型之一：主要题型之一：已知已知波形图、波形图、波的传播方向，波的传播方向，判断判断质点的振动方向。质点的振动方向。例题一：例题一：如图所示为一列向右传播的简谐波在某时刻的波形图如图所示为一列向右传播的简谐波在某时刻的波形图 试求出波形图上试求出波形图上A、B、C、D四个质点的振动方向四个质点的振动方向 Y X O 波的传播方向 A B C D V V V V 如果这列波是向左传播的，则这四个质点的振动方向又如何？如果这列波是向左传播的，则这四个质点的振动方向又如何？例题二：例题二：如图所示为一列简

8、谐波在某时刻的波形图，已知图形如图所示为一列简谐波在某时刻的波形图，已知图形 上某点的振动方向如图所示。试求这列波的传播方向上某点的振动方向如图所示。试求这列波的传播方向 Y X O V 答案：向左传播 如果这个质点的振动方向向上，则波的传播方向又如何？如果这个质点的振动方向向上，则波的传播方向又如何？如果已知这个质点做减速运动，则波的传播方向又如何？如果已知这个质点做减速运动，则波的传播方向又如何？X 平衡位置平衡位置 Y 位移位移 O B A C G D F E I H B A C G D F E H v I 特殊点法特殊点法 主要题型之二主要题型之二：已知已知 t时刻的波形图，画出波在时

9、刻的波形图，画出波在t t 时刻的波形时刻的波形 图图 画出经画出经t=T/4时的波形图时的波形图 例三、某一简谐横波在例三、某一简谐横波在t0时刻的波形图如图的时刻的波形图如图的实线所示若波向右传播，画出实线所示若波向右传播，画出T/4、3T/4和和5T/4后的波的图象后的波的图象 O Y X T T/4/4后的波形图后的波形图 3T3T/4/4后的波形图后的波形图 5T5T/4/4后的波形图后的波形图 例题二：例题二：如图所示为一列简谐波在某时刻的波形图，已知图形如图所示为一列简谐波在某时刻的波形图，已知图形 上某点的振动方向如图所示。试画出再经过上某点的振动方向如图所示。试画出再经过T/

10、4、3T/4和和 5T/4时的波形图时的波形图 Y X O V 如果已知这个质点做减速运动，则波形图又如何？如果已知这个质点做减速运动，则波形图又如何？四、振动图象与波的图象的比较四、振动图象与波的图象的比较 X t O Y X O 振动图象振动图象 波的图象波的图象 相同点：相同点：1.两个图象的纵坐标都表示质点偏离平衡位置的两个图象的纵坐标都表示质点偏离平衡位置的位移位移 2.两种图象的形状都是两种图象的形状都是正弦或余弦曲线正弦或余弦曲线 确定质点确定质点运动方向运动方向 图线变化图线变化 物理意义物理意义 y/m x/m y/m t/s 图线图线 研究内容研究内容 研究对象研究对象 波

11、动图象波动图象 振动图象振动图象 不同点不同点 单一振动质点单一振动质点 沿波传播方向的所有质点沿波传播方向的所有质点 一个质点的位移随时间的变化规律一个质点的位移随时间的变化规律 某时刻所有质点的空间分布规律某时刻所有质点的空间分布规律 表示表示各质点各质点在在某时刻某时刻的位移的位移 表示表示一个质点一个质点在在各时刻各时刻的位移的位移 正弦曲线，随时间推移正弦曲线，随时间推移图象延图象延伸伸，但已有的图象形状不变，但已有的图象形状不变 正弦曲线，随时间发生改变正弦曲线，随时间发生改变 推移图象沿传播方向推移图象沿传播方向平移平移 根据下一时刻的位移来判断根据下一时刻的位移来判断 根据“上下坡法”来判断根据“上下坡法”来判断 例四、例四、一列简谐横波在某一一列简谐横波在某一时刻的波形图如时刻的波形图如右右图所示图所示，该波向右传播，指出波形图该波向右传播，指出波形图中中a、b、c、d的振动图像分的振动图像分别是下列四副图中的哪个？别是下列四副图中的哪个？d b a C 课堂小结 1.波的图像的作法、特点及物理意义波的图像的作法、特点及物理意义 2.波的传播方向、质点振动方向的判断波的传播方向、质点振动方向的判断 3.振动图像与波的图像的区别振动图像与波的图像的区别