2018_2019學年高中物理第十二章機械波第2節(jié)波的圖象課件新人教版選修.pptx

1、2波的圖象,讀一讀,辨一辨,閱讀教材第27頁,首先能正確畫出波的圖象,領會波的圖象的特點,會根據(jù)質點振動的方向判斷波的傳播方向。 1.如何正確作出波的圖象? 答案：(1)建立坐標系:用橫坐標x表示在波的傳播方向上各質點的平衡位置,縱坐標y表示某時刻各質點偏離平衡位置的位移。 (2)描點:在坐標系中描出一系列點,使各點的橫坐標為對應質點的平衡位置x,縱坐標為該質點偏離平衡位置的位移y。 (3)連線:用一條平滑的曲線把描的點連接起來就是這列波此時的波的圖象。 2.波的圖象有何特點? 答案：(1)波的圖象也稱波形圖,簡稱波形。如果波形是正弦曲線,這樣的波叫作正弦波,也叫簡諧波。 (2)介質中有正弦波

2、傳播時,介質中的質點做簡諧運動。,讀一讀,辨一辨,3.波的圖象與振動圖象的意義是什么? 答案：(1)波的圖象表示介質中的“各個質點”在“某一時刻”的位移。 (2)振動圖象表示介質中“某一質點”在“各個時刻”的位移。,讀一讀,辨一辨,1.思考辨析。 (1)波形上各質點的振幅相等。 () 答案： (2)波的圖象表示各個時刻各個質點的位移。 () 解析：波的圖象表示某一時刻各個質點的位移。 答案： (3)從波的圖象上可以看出質點在振動過程中距離波源的位置不變。 () 答案：,讀一讀,辨一辨,2.探究討論。 (1)波的圖象的橫坐標表示什么? 答案：表示在波的傳播方向上各質點的平衡位置。 (2)波的圖象

3、的縱坐標表示什么? 答案：表示某一時刻各質點偏離平衡位置的位移。 (3)對于由質點上下振動形成的橫波,質點位移的正方向一般如何規(guī)定? 答案：一般規(guī)定位移向上時為正。,問題導引,名師精講,典例剖析,探究一,探究二,對波的圖象的理解及應用 一列簡諧波在某一時刻的圖象如圖所示。 (1)波的圖象是什么形狀的曲線? (2)由圖象可讀出什么? 要點提示：(1)波的圖象是正弦曲線。 (2)由圖象可讀出:該時刻各質點的位移。 各質點振動的振幅。,問題導引,名師精講,典例剖析,探究一,探究二,1.波的圖象的理解 (1)波的圖象是某一時刻介質中各個質點運動情況的“定格”?？梢詫⒉ǖ膱D象比喻為某一時刻對所有質點拍攝

4、下的“集體照”。 (2)簡諧波的圖象是正弦曲線,是最簡單的一種波,各個質點振動的最大位移都相等。 2.圖象的信息 如圖所示,知道一列波在某時刻的波形,能從這列波的波形中了解到波的傳播情況主要有以下幾點:,問題導引,名師精講,典例剖析,探究一,探究二,(1)可以直接看出在該時刻沿傳播方向上各質點的位移。圖線上各點的縱坐標表示的是各質點在該時刻的位移。圖中的M點的位移是2 cm。 (2)可以直接看出在波的傳播過程中各質點的振幅A,波的圖線上縱坐標最大值的絕對值,即A=4 cm。 (3)可以判斷出各質點在該時刻的回復力方向和加速度方向。 (4)根據(jù)波的產生特點,若已知波的傳播方向,可確定各質點在該時

5、刻的振動方向、速度大小的變化趨勢等。反之亦然。,問題導引,名師精講,典例剖析,探究一,探究二,3.判斷質點振動方向或波傳播方向的方法 (1)帶動法:先振動的質點帶動鄰近的后振動質點,在質點P靠近波源一方附近的圖象上另找一點P,若P在P點上方,則P向上振動,若P在下方,則P向下振動(如圖甲所示)。,問題導引,名師精講,典例剖析,探究一,探究二,(2)上下坡法:沿波的傳播方向看去,“上坡”處的質點向下振動;“下坡”處的質點向上振動,簡稱“上坡下,下坡上”(如圖乙所示)。 (3)同側法:在波的圖象上的某一點,沿豎直方向畫出一個箭頭表示質點振動方向,并設想在同一點沿水平方向畫一個箭頭表示波的傳播方向,

6、那么這兩個箭頭總是在曲線的同側(如圖丙所示)。 (4)微平移法:如圖丁所示,實線為t時刻的波形,作出微小時間t 后的波形如虛線所示。由圖可見t時刻的質點由P1(或P2)位置經t后運動到P1(或P2)處,這樣就可以判斷質點的振動方向了。 波的圖象是一種數(shù)學表示方法,只有在描述橫波的情況下能直觀地表示出波形,縱波的圖象與縱波的“形狀”并無相同之處。,問題導引,名師精講,典例剖析,探究一,探究二,【例題1】 下圖是一列橫波在某一時刻的波形,波沿x軸正方向傳播。 (1)該時刻質點A的振動方向向,質點C的振動方向向,質點D的振動方向向。 (2)再經過 T,質點A通過的路程是 cm,質點C的位移是 cm。

7、,問題導引,名師精講,典例剖析,探究一,探究二,【思考問題】 怎樣判斷各質點的振動方向? 提示：采用上下坡法:把波動圖線類比為凸凹的路面,凸凹路面就有上坡段和下坡段,沿著波的傳播方向看去,位于上坡段上的質點就向下運動,而位于下坡段上的質點就向上運動。 解析：(1)由于波沿x軸正方向傳播,質點A在“下坡區(qū)”,所以它向上運動;質點C、質點D均在“上坡區(qū)”,所以質點C、D都向下運動。 (2)再經過 T,質點A又回到平衡位置,所以質點A通過的路程為4 cm;質點C也回到平衡位置,其位移為0。 答案：(1)上下下(2)40 歸納總結簡諧運動中質點的位移 對于做簡諧運動的質點,其位移都是相對平衡位置而言的

8、,與起點在何處無關,這一點與運動學中的位移有所不同。,探究一,探究二,問題導引,名師精講,典例剖析,振動圖象和波的圖象的比較 一列波的圖象如圖甲,其中某一質點的振動圖象如圖乙。 (1)如何區(qū)分波的圖象與振動圖象? (2)兩種圖象縱坐標的最大值相同嗎? 要點提示：(1)從橫軸來區(qū)分兩個圖象:振動圖象的橫軸表示時間,波的圖象的橫軸表示質點的平衡位置。 (2)相同,均為質點振動的振幅。,探究一,探究二,問題導引,名師精講,典例剖析,簡諧振動的圖象和波的圖象從形狀上看都是正弦曲線,但兩種圖象的物理意義、坐標中描述的物理量、研究的內容等方面有著本質的不同。兩者的異同點如下所示。,探究一,探究二,問題導引

9、,名師精講,典例剖析,質點的振動是組成波動的基本要素。,探究一,探究二,問題導引,名師精講,典例剖析,【例題2】導學號73884050圖甲為某一波在t=1.0 s時的圖象,圖乙為參與該波動的P質點的振動圖象。 (1)說出兩圖中AA的意義。 (2)說出甲圖中OAB圖線的意義,并判斷甲圖中的波的傳播方向。 (3)畫出甲圖中各質點再經3.5 s時的波形。,探究一,探究二,問題導引,名師精講,典例剖析,【思考問題】 波的圖象和振動圖象各表示質點的什么狀態(tài)? 提示：波的圖象是反映某一瞬間各質點的位移情況,振動圖象是反映某個質點在一段時間內位移的變化情況。 解析：(1)甲圖中AA表示質點A的振幅或1.0

10、s時A質點的位移,大小為0.2 m,方向為負。乙圖中AA表示質點P的振幅,也是P質點在0.25 s時的位移,大小為0.2 m,方向為負。 (2)甲圖中OAB段圖線表示O到B之間所有質點在1.0 s時的位移。由乙圖看出P質點在1.0 s時向y軸負方向振動,所以甲圖中波向左傳播,則OA間各質點正向遠離平衡位置方向振動,AB間各質點正向靠近平衡位置方向振動。 (3)由乙圖可知周期為1.0 s,再經3.5 s各質點在甲圖的基礎上運動3.5個周期,用特殊點法描出A、B、C、P四點的位置,連線可得到3.5 s時的波的圖象,如圖所示。,探究一,探究二,問題導引,名師精講,典例剖析,答案：見解析 歸納總結振動

11、圖象與波的圖象 利用兩種圖象分析問題時,對于波動圖象要清楚它是對應哪個時刻,對于振動圖象要清楚它是描述的哪個點,要找到兩種圖象的對應關系。,探究一,探究二,問題導引,名師精講,典例剖析,變式訓練根據(jù)圖甲、乙所示,判斷下列說法正確的是() A.甲是振動圖象,乙是波的圖象 B.甲是波的圖象,乙是振動圖象 C.甲中A質點向下振動,乙中B時刻質點向下振動 D.甲中A質點向上振動,乙中B時刻質點向下振動 答案：BD,1 2 3 4,1.(考查波的圖象的物理意義)關于波的圖象的物理意義,下列說法正確的是() A.表示某一時刻某一質點的位移 B.表示各個時刻某一質點的位移 C.表示某一時刻各個質點的位移 D

12、.表示各個時刻各個質點的位移 解析：波的圖象表示的是介質中各個質點在某一時刻離開各自平衡位置的位移。 答案：C,1 2 3 4,2.(考查利用波的圖象判斷波的傳播方向)一列簡諧波在x軸上傳播,在某時刻波形如圖所示,已知此時質點E的運動方向向下,則 () A.此波沿x軸正方向傳播 B.質點C此時向下運動 C.質點A將比質點B先回到平衡位置 D.質點D的振幅為零 解析：由題意可知波沿x軸負方向傳播,質點C向下運動,質點B將比質點A先回到平衡位置,質點D的位移為零,但振幅不為零。 答案：B,1 2 3 4,3.(考查對波的圖象的理解)一列橫波沿x軸正方向傳播,某時刻的波形如圖所示,坐標為(3,0)的

13、質點經過 T后的坐標是() A.(3,2)B.(4,2)C.(4,-2)D.(3,0) 解析：由題意可知,波沿x軸正方向傳播,則質點(3,0)的振動方向沿y軸正方向,經過 T后到達正方向最大位移,即坐標為(3,2)。 答案：A,1 2 3 4,4.導學號73884051(考查對兩種圖象的認識)一列簡諧波在t=0時刻的波形如圖甲所示,圖乙表示該波傳播的介質中某質點此后一段時間內的振動圖象,則() A.若波沿x軸正方向傳播,圖乙應為a點的振動圖象 B.若波沿x軸正方向傳播,圖乙應為b點的振動圖象 C.若波沿x軸正方向傳播,圖乙應為c點的振動圖象 D.若波沿x軸正方向傳播,圖乙應為d點的振動圖象,1