【物理】波的描述（二）課件 2023-2024學(xué)年高二上學(xué)期物理人教版（2019）選擇性必修第一冊(cè)

3.2波的描述（二）

今天，我們一起來學(xué)習(xí)第三章第二節(jié)波的描述的第二課時(shí)。我們這節(jié)課的學(xué)習(xí)目標(biāo)有三個(gè)：1、理解并掌握判斷波的傳播方向和質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)方向的方法；2、理解波的圖像和振動(dòng)描述的區(qū)別。3、能運(yùn)用波的知識(shí)分析、解決多解性相關(guān)問題。一、波的傳播方向和質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)方向的判斷1．帶動(dòng)法：先振動(dòng)的質(zhì)點(diǎn)帶動(dòng)鄰近的后振動(dòng)的質(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上方，則P向上運(yùn)動(dòng)，若P′在P下方，則P向下運(yùn)動(dòng)，如圖所示。2．同側(cè)法：質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向與波的傳播方向在波的圖象的同一側(cè)。如圖所示，波向右傳播。例1、簡(jiǎn)諧橫波某時(shí)刻的波形圖如圖所示．由此可知：(1)若波從右向左傳播，則質(zhì)點(diǎn)a、c向什么方向運(yùn)動(dòng)？(2)若波從左向右傳播，則質(zhì)點(diǎn)a、c向什么方向運(yùn)動(dòng)？(3)若質(zhì)點(diǎn)b向上運(yùn)動(dòng)，則波向什么方向傳播？三個(gè)點(diǎn)哪個(gè)最先回到平衡位置？(4)若該圖像是某點(diǎn)的振動(dòng)圖像則．由此可知：則質(zhì)點(diǎn)在a、b、c三時(shí)刻向什么方向運(yùn)動(dòng)？三個(gè)點(diǎn)哪個(gè)最晚回到平衡位置？二、振動(dòng)圖像與波的圖像的區(qū)別與聯(lián)系(一)區(qū)別1．從物理意義上區(qū)別：振動(dòng)圖像描述的是

（填“同一”或“不同”）振動(dòng)質(zhì)點(diǎn)在

（填“同一”或“不同”）時(shí)刻的位移情況；波的圖像描述的是

（填“同一”或“不同”）時(shí)刻介質(zhì)中

（填“同一”或“不同”）質(zhì)點(diǎn)的位移情況。2．從圖像畫法上區(qū)別：振動(dòng)圖像的橫軸t表示

振動(dòng)質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)的時(shí)間，縱軸y表示這個(gè)質(zhì)點(diǎn)在

（填“同一”或“不同”）時(shí)刻的位移；波的圖像的橫軸x表示介質(zhì)中

（填“同一”或“不同”）振動(dòng)質(zhì)點(diǎn)的平衡位置，縱軸y表示各振動(dòng)質(zhì)點(diǎn)在

時(shí)刻的位移。3．從圖像變化上區(qū)別：振動(dòng)圖像是隨著時(shí)間的延長(zhǎng)而延伸的，而原有的形狀

（填“不變”或“變化”），如圖所示。波的圖像則隨著時(shí)間的

（填“不變”或“變化”），圖像沿傳播方向平移，如圖所示。4．從圖像給出的信息上的區(qū)別：振動(dòng)圖像能直觀地給出

、

，以及各個(gè)時(shí)刻該質(zhì)點(diǎn)的

；波的圖像能直觀地給出質(zhì)點(diǎn)的

、

，以及該時(shí)刻各質(zhì)點(diǎn)的

。1．由振動(dòng)圖像可讀出質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)周期T，而質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)的周期與波源的振動(dòng)周期及波的傳播周期是相同的；由波的圖像可讀出波長(zhǎng)λ，據(jù)v＝

可求波速。2．由振動(dòng)圖像可畫波的圖像，由波的圖像也可畫出質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)圖像。(二)聯(lián)系：例2、如圖甲所示為一列簡(jiǎn)諧橫波在t＝0時(shí)的波的圖像，圖乙所示為該波中平衡位置位于x＝4m處的質(zhì)點(diǎn)P的振動(dòng)圖像．下列說法正確的是()A.此波的波速為2m/s

B．此波沿x軸正方向傳播C．t＝0.5s時(shí)質(zhì)點(diǎn)P的速度最大D．t＝1.0s時(shí)質(zhì)點(diǎn)P的加速度最大C例3、一列簡(jiǎn)諧波在x軸上傳播，波速為50m/s,已知t=0時(shí)刻的波形圖象如左圖所示，圖中M處的質(zhì)點(diǎn)此時(shí)正經(jīng)過平衡位置沿y軸的正方向運(yùn)動(dòng).，請(qǐng)畫出t=0.5s時(shí)的波形圖象（至少要畫出一個(gè)波長(zhǎng)）。例4、如圖所示，一列沿x軸傳播的簡(jiǎn)諧橫波，t＝0時(shí)刻的波形圖如圖甲所示，圖乙表示x＝1.0m處質(zhì)點(diǎn)P的振動(dòng)圖像．求：(1)波的波長(zhǎng)λ和振幅A；(2)請(qǐng)判斷這列波的傳播方向，并計(jì)算該簡(jiǎn)諧橫波傳播速度v的大?。?3)t＝0.7s內(nèi)質(zhì)點(diǎn)Q運(yùn)動(dòng)的路程s.

圖像圖像變化隨時(shí)間推移,圖像延續(xù),但已有形狀不變隨時(shí)間推移,圖像沿傳播方向平移項(xiàng)目振動(dòng)圖像波的圖像物理意義表示某質(zhì)點(diǎn)各個(gè)時(shí)刻的位移表示某時(shí)刻各質(zhì)點(diǎn)的位移圖像信息①可讀出質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)周期②可讀出質(zhì)點(diǎn)的振幅③可讀出各時(shí)刻質(zhì)點(diǎn)的位移④可讀出各時(shí)刻速度、加速度的方向①可讀出波長(zhǎng)、振幅②可讀出任意一質(zhì)點(diǎn)在該時(shí)刻的位移③可讀出任意一質(zhì)點(diǎn)在該時(shí)刻加速度的方向④根據(jù)波的傳播方向判斷某質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向或根據(jù)某質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向判斷波的傳播方向三、造成波動(dòng)問題多解的主要因素1、周期性①時(shí)間周期性：相隔整數(shù)倍周期的兩個(gè)時(shí)刻的波形圖完全相同，時(shí)間間隔Δt與周期T的關(guān)系不明確造成多解．②空間周期性：沿傳播方向上，相隔整數(shù)倍波長(zhǎng)的兩質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)情況完全相同，質(zhì)點(diǎn)間距離Δx與波長(zhǎng)λ的關(guān)系不明確造成多解．2、雙向性對(duì)給定的波形圖，波的傳播方向不同，質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向也不同，反之亦然．

①傳播方向雙向性：波的傳播方向不確定．②振動(dòng)方向雙向性：質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)方向不確定．例5、如圖所示為一列簡(jiǎn)諧橫波在t=0時(shí)刻的波形圖，已知波源的振動(dòng)周期為T=0.4s試畫出經(jīng)過0.7s后形成的波形。yx/m42-2-40yx/m42-2-40例6、在一列沿水平直線傳播的簡(jiǎn)諧橫波上有相距4m的A、B兩點(diǎn)，如圖甲、乙分別是A、B兩質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)圖象，已知該波波長(zhǎng)大于2m，這列波由A向B傳播，求波的波速？例7、如圖所示，實(shí)線是某時(shí)刻的波形曲線，虛線是0.2s后的波形曲線．(1)若波向左傳播，求它傳播的距離及最小距離；(2)若波向右傳播，求它的周期及最大周期；(3)若波速為35m/s，求波的傳播方向．學(xué)以致用BD1、(多選)根據(jù)下圖判斷下列說法正確的是()A.甲是振動(dòng)圖像,乙是波動(dòng)圖像B.甲是波動(dòng)圖像,乙是振動(dòng)圖像C.甲中此時(shí)質(zhì)點(diǎn)A向下運(yùn)動(dòng),乙中B時(shí)刻質(zhì)點(diǎn)向下運(yùn)動(dòng)D.甲中此時(shí)質(zhì)點(diǎn)A向上運(yùn)動(dòng),乙中B時(shí)刻質(zhì)點(diǎn)向下運(yùn)動(dòng)甲乙2．質(zhì)點(diǎn)O振動(dòng)形成的簡(jiǎn)諧橫波沿x軸方向傳播，t=0時(shí)刻的波形圖如圖甲所示，在x=4m處的質(zhì)點(diǎn)P的振動(dòng)圖象如圖乙所示，則（）A．該波的頻率為0.25HzB．該波的傳播速度為200m/sC．該波沿x軸負(fù)向傳播D．經(jīng)過0.1s質(zhì)點(diǎn)P沿x軸負(fù)向傳播20mBC3：一列簡(jiǎn)諧橫波在x軸上傳播，已知x=1.2m處的質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)圖像如左圖所示，x=1.8