波的圖象 課件

波的圖像一、波的圖象的理解和畫法1.波的圖象的理解(1)波的圖象是某一時刻介質(zhì)中各個質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動情況的“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刻對所有質(zhì)點(diǎn)拍攝下的“集體照”.(2)簡諧波的圖象是正(余)弦曲線，是最簡單的一種波，各個質(zhì)點(diǎn)振動的最大位移都相等.(3)波的圖象的周期性在波的傳播過程中，各質(zhì)點(diǎn)都在各自的平衡位置附近振動，不同時刻質(zhì)點(diǎn)的位移不同，則不同時刻波的圖象不同.質(zhì)點(diǎn)的振動位移做周期性變化，則波的圖象也做周期性變化.經(jīng)過一個周期，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.波的圖象的畫法根據(jù)某時刻的波形圖畫出另一時刻波形圖的方法：(1)特殊點(diǎn)法：取正弦波上的五個特殊點(diǎn)(三個平衡位置點(diǎn)，一個波峰點(diǎn)，一個波谷點(diǎn))，先根據(jù)波傳播的方向確定它們的振動方向，再判斷Δt后各點(diǎn)運(yùn)動到什么位置，最后連成曲線，即為另一時刻的波形圖．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)波速和給定的時間，利用Δx=vΔt，求出沿波的傳播方向上移動的位移，將波進(jìn)行平移.(1)在某一時刻各質(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)的振動規(guī)律相同，只是后一質(zhì)點(diǎn)比前一質(zhì)點(diǎn)振動得晚.【典例1】如圖為一列沿x軸正方向傳播的簡諧波在某個時刻的波形圖，下列關(guān)于該列波的說法中正確的是()A．該簡諧波的振幅是4cmB．質(zhì)點(diǎn)P此時正向上運(yùn)動C．質(zhì)點(diǎn)P此時正向下運(yùn)動D．質(zhì)點(diǎn)P振動的振幅是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)的振動方向.【標(biāo)準(zhǔn)解答】選A、B．由圖象不難發(fā)現(xiàn)，該簡諧波的振幅為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的振動方向向上，選項(xiàng)B正確,選項(xiàng)C錯誤；對于簡諧波中的每一質(zhì)點(diǎn)振動規(guī)律相同，所以振幅相同，選項(xiàng)D錯誤.二、振動圖象與波動圖象的比較振動圖象和波動圖象從圖形上看好像沒有什么區(qū)別，但實(shí)際上它們有本質(zhì)的區(qū)別.1.物理意義不同:振動圖象表示同一質(zhì)點(diǎn)在不同時刻的位移;波動圖象表示介質(zhì)中的各個質(zhì)點(diǎn)在同一時刻的位移.2.圖象的橫坐標(biāo)表示的物理量不同:振動圖象的橫坐標(biāo)表示時間;波動圖象的橫坐標(biāo)表示距離.3.比較

(1)波動圖象與振動圖象外形上很相似，辨別它們時要看圖象的橫坐標(biāo)是時間t還是位移x.(2)簡諧波中的所有質(zhì)點(diǎn)都做簡諧運(yùn)動，它們的振幅、周期均相同.(3)求解兩種圖象結(jié)合問題的技巧是要從一種圖象中找到某一質(zhì)點(diǎn)的振動信息，再根據(jù)該質(zhì)點(diǎn)的振動信息、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圖線表示一列簡諧波在沿x軸方向傳播時的波形圖，若以圖乙所示情況為計時起點(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，是表示a質(zhì)點(diǎn)的振動圖象B．當(dāng)這列波沿x軸負(fù)方向傳播時，是表示a質(zhì)點(diǎn)的振動圖象C．當(dāng)這列波沿x軸正方向傳播時，是表示b質(zhì)點(diǎn)的振動圖象D．當(dāng)這列波沿x軸負(fù)方向傳播時，是表示b質(zhì)點(diǎn)的振動圖象

解答本題時可按以下思路進(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)的振動方向，進(jìn)而畫出該點(diǎn)的振動圖象．如果這列波沿x軸正向傳播，a點(diǎn)應(yīng)向上運(yùn)動，b點(diǎn)應(yīng)向下運(yùn)動，這樣振動圖象表示的是a質(zhì)點(diǎn)的振動圖象；如果這列波沿x軸負(fù)向傳播，a點(diǎn)應(yīng)向下運(yùn)動,b點(diǎn)應(yīng)向上運(yùn)動，振動圖象表示的是b質(zhì)點(diǎn)的振動圖象，故A、D正確．三、波的傳播方向和質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動方向的五種判斷方法已知質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動方向判斷波的傳播方向或與之相反的問題，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，“下坡”的點(diǎn)向上運(yùn)動，簡稱“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)，沿豎直方向畫出一個箭頭表示質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動方向，并設(shè)想在同一點(diǎn)沿水平方向畫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)(如圖乙所示)．

3.頭頭(尾尾)相對法，在波形圖的波峰(或波谷)上畫出一個箭頭表示波的傳播方向，并在波峰(或波谷)兩邊波形上分別畫出兩個箭頭表示質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動方向，那么這三個箭頭總是頭頭相對，尾尾相對(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)動方向(如圖丁所示).5.特殊點(diǎn)法，先振動的質(zhì)點(diǎn)帶動鄰近的后振動質(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，若P′在下方，則P向下運(yùn)動(如圖戊所示)(1)在利用質(zhì)點(diǎn)帶動法由波傳播方向確定質(zhì)點(diǎn)振動方向的時候，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候，重在“微”字，Δt一定要短，Δx一定要小，兩圖象能分開即可.【典例3】簡諧橫波某時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，則波是從左向右傳播的B.若質(zhì)點(diǎn)b向上運(yùn)動，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D.若波從右向左傳播，則質(zhì)點(diǎn)d向上運(yùn)動【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，則質(zhì)點(diǎn)a是由其右側(cè)鄰近質(zhì)點(diǎn)帶動的，波源位于右側(cè)，波向左傳播，故A錯誤，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，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，故C錯誤，D正確.方法二：“微平移法”若質(zhì)點(diǎn)a向下運(yùn)動，下一時刻a的位移比此刻位移略小，則下一時刻波形如圖中虛線所示，可見波從右向左傳播，選項(xiàng)A錯誤，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刻的波形，由圖可見質(zhì)點(diǎn)c、d均向上運(yùn)動，故選項(xiàng)C錯誤，D正確