2013屆高考物理 核心要點(diǎn)突破系列 第10章第二節(jié)《波的圖象》課件 新人教版選修3-4

1、第二節(jié)波的圖象,課堂互動(dòng)講練,隨堂達(dá)標(biāo)自測(cè),課時(shí)活頁訓(xùn)練,第二節(jié)波的圖象,基礎(chǔ)知識(shí)梳理,核心要點(diǎn)突破,目標(biāo)概覽 學(xué)習(xí)目標(biāo)：1.理解波的圖象的意義，知道波的圖象的橫、縱坐標(biāo)軸表示什么物理量，知道什么是簡(jiǎn)諧波 2能在簡(jiǎn)諧波的圖象中指出波長(zhǎng)和質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)的振幅 3已知波的傳播方向，能判斷各質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向，或已知振動(dòng)方向會(huì)判斷波的傳播方向,重點(diǎn)難點(diǎn)：1.重點(diǎn)：波的圖象的意義和應(yīng)用 2難點(diǎn)：對(duì)波的圖象的理解及與振動(dòng)圖象的區(qū)別 學(xué)法指導(dǎo)：理解波的圖象，從波的產(chǎn)生和傳播體會(huì)質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)和傳播方向的關(guān)系,基礎(chǔ)知識(shí)梳理,一、波的圖象 1波的圖象 用橫坐標(biāo)x表示在波的傳播方向上各個(gè)質(zhì)點(diǎn)的_，縱坐標(biāo)y表示_各個(gè)質(zhì)點(diǎn)偏離平衡

2、位置的位移，并規(guī)定在橫波中位移方向向上時(shí)為正值，位移方向向下時(shí)為負(fù)值把各個(gè)質(zhì)點(diǎn)在某一時(shí)刻所在位置連成曲線，就得到該時(shí)刻的波的圖象,平衡位置,某一時(shí)刻,波的圖象也稱波形圖或波形曲線. 思考 波的圖象是否都能看作質(zhì)點(diǎn)某一時(shí)刻在空間的分布？,2.波的圖象的物理意義 波的圖象表示了一列波在_沿波的傳播方向上，介質(zhì)中的各個(gè)質(zhì)點(diǎn)離開_的位移情況，這就是波的圖象所表示的物理意義 【思考提示】不能,某一時(shí)刻,平衡位置,二、簡(jiǎn)諧波 1波源做_時(shí)，介質(zhì)的各個(gè)質(zhì)點(diǎn)隨著做_，所形成的波叫做簡(jiǎn)諧波 2簡(jiǎn)諧波的圖象是_曲線 3簡(jiǎn)諧波是一種最基本、最簡(jiǎn)單的波，其他的波可以看作是由若干簡(jiǎn)諧波合成的所以其他波的圖象可利用簡(jiǎn)諧波

3、來合成,簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng),簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng),正弦,核心要點(diǎn)突破,一、波的圖象中質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向與波的傳播方向的關(guān)系判定的常用方法 1質(zhì)點(diǎn)帶動(dòng)法 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1021.,圖1021,2微平移法 作出經(jīng)微小時(shí)間t后的波形，就知道了各質(zhì)點(diǎn)經(jīng)過t時(shí)間到達(dá)的位置，從而就知道了振動(dòng)方向，如圖1022甲所示，P點(diǎn)向下振動(dòng),圖1022,3上下坡法 沿波的傳播方向看，“上坡”的點(diǎn)向下運(yùn)動(dòng)，“下坡”的點(diǎn)向上運(yùn)動(dòng)，簡(jiǎn)稱為“上坡 下振，下坡上振”如圖1022乙所示，A點(diǎn)上振，B點(diǎn)下振,4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

4、1023，波向右傳播，P點(diǎn)向下振動(dòng),圖1023,特別提醒 1不論是已知波的傳播方向還是波形中某一質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向，都可以從它們之間的關(guān)系，由一個(gè)方面判斷另一個(gè)方面 2方法較多，選擇適合自己的方法加以掌握即可,即時(shí)應(yīng)用 1簡(jiǎn)諧橫波的波形圖線如圖1024所示，由圖可知() A若質(zhì)點(diǎn)A向下運(yùn)動(dòng)， 則波是向左傳播的 B若質(zhì)點(diǎn)B向上運(yùn)動(dòng)， 則波是向左傳播的 C若波向右傳播，則質(zhì)點(diǎn)C向下運(yùn)動(dòng) D若波向左傳播，則質(zhì)點(diǎn)D向下運(yùn)動(dòng),圖1024,解析：選AC.若質(zhì)點(diǎn)A向下運(yùn)動(dòng)，可將原波形向左平移一小段距離，即波向左傳播，選項(xiàng)A正確；同理，若質(zhì)點(diǎn)B向上運(yùn)動(dòng)，平移波形可知波向右傳播，選項(xiàng)B錯(cuò)誤若波向右傳播，將原波形向右

5、平移一小段距離，可知質(zhì)點(diǎn)C向下運(yùn)動(dòng)，選項(xiàng)C正確；同理，若波向左傳播，平移波形可知質(zhì)點(diǎn)D向上運(yùn)動(dòng)，選項(xiàng)D錯(cuò)誤,二、由波的圖象可以明確以下幾點(diǎn) 知道了一列波在某時(shí)刻的波形圖象，如圖1025所示，能從這列波的圖象中了解到波的傳播情況主要有以下幾點(diǎn)： 1可以直接看出該時(shí)刻 沿傳播方向上各質(zhì)點(diǎn)的位移 圖線上各點(diǎn)的縱坐標(biāo)表示的是 各點(diǎn)在該時(shí)刻的位移如圖線 上的M點(diǎn)的位移是2 cm.,圖1025,2可以直接看出在波的傳播過程中介質(zhì)各質(zhì)點(diǎn)的振幅A.即波動(dòng)圖線上縱坐標(biāo)最大值的絕對(duì)值，圖中A4 cm. 3可以判斷出沿波傳播方向上各質(zhì)點(diǎn)在該時(shí)刻的運(yùn)動(dòng)方向 4可以畫出另一時(shí)刻的波形圖 波由介質(zhì)中的某一點(diǎn)傳播到另一點(diǎn)需

6、要一定的時(shí)間，即機(jī)械波在介質(zhì)中是以一定的速率(通常稱波速)傳播在單位時(shí)間內(nèi)某一波峰或波谷(密部或疏部)沿波的傳播方向移動(dòng)的距離等于波速,如果已知一列簡(jiǎn)諧波在t時(shí)刻的波形圖象及波的傳播方向，又知波速，就可以畫出經(jīng)t后的波形圖象,三、振動(dòng)圖象與波的圖象的比較,即時(shí)應(yīng)用 2.根據(jù)圖1026所示的兩圖象，分別判斷它們屬于何種圖象() A甲是振動(dòng)圖象，乙是波動(dòng)圖象 B甲是波動(dòng)圖象，乙是振動(dòng)圖象 C都是波動(dòng)圖象 D都是振動(dòng)圖象,圖1026,解析：選B.依圖象橫坐標(biāo)軸所表示的物理意義來判斷，波動(dòng)圖象橫坐標(biāo)x表示在波的傳播方向上各個(gè)質(zhì)點(diǎn)的平衡位置，振動(dòng)圖象橫軸表示時(shí)間，因此，甲為波動(dòng)圖象，乙為振動(dòng)圖象,2平移

7、法 先求出在t時(shí)間內(nèi)波傳播距離xvt(v為波速)，再將原波形沿波傳播方向平移x(若要畫tt時(shí)刻的波形圖，則需逆波傳播方向平移x)，然后將新波形“修補(bǔ)”使原有波形的區(qū)間充滿波形,即時(shí)應(yīng)用 3. 圖1027 一列沿x軸正方向傳播的橫波在某一時(shí)刻的波形圖象如圖1027所示，已知波的傳播速率是16 m/s. (1)指出這列波中質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)的振幅是多少？ (2)畫出再經(jīng)過 0.125 s時(shí)的波形圖象,解析：(1)由圖象可以看出，質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)的最大位移是10 cm，因此質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)的振幅是10 cm. (2)經(jīng)0.125 s波形沿x軸正方向移動(dòng)的距離為xvt160.125 m2 m，所以經(jīng)過0.125 s后的波形圖象

8、如圖中的虛線所示,答案：(1)10 cm (2)如圖所示,課堂互動(dòng)講練,一列簡(jiǎn)諧橫波在x軸上傳播，某時(shí)刻的波形圖如圖1028所示，a、b、c為三個(gè)質(zhì)點(diǎn)，a正向上運(yùn)動(dòng)由此可知(),圖1028,A該波沿x軸正方向傳播 Bc正向上運(yùn)動(dòng) C該時(shí)刻以后，b比c先到達(dá)平衡位置 D該時(shí)刻以后，b比c先到達(dá)偏離平衡位置的最遠(yuǎn)處 【解析】由波傳播的規(guī)律知，質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)是由先振動(dòng)的質(zhì)點(diǎn)帶動(dòng)后振動(dòng)的質(zhì)點(diǎn)由題圖知a質(zhì)點(diǎn)偏離平衡位置的位移方向，說明a質(zhì)點(diǎn)左側(cè)質(zhì)點(diǎn)先于a質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)，波是沿x軸正方向傳播的，選項(xiàng)A正確,質(zhì)點(diǎn)c和質(zhì)點(diǎn)a之間有一波谷，質(zhì)點(diǎn)c振動(dòng)方向與質(zhì)點(diǎn)a振動(dòng)方向相反，質(zhì)點(diǎn)c向下運(yùn)動(dòng)，故選項(xiàng)B錯(cuò)誤b質(zhì)點(diǎn)正向著平衡位

9、置運(yùn)動(dòng)，故b比c先到達(dá)平衡位置，選項(xiàng)C正確，c比b先到達(dá)偏離平衡位置的最遠(yuǎn)處，選項(xiàng)D是錯(cuò)誤的 【答案】AC 【思維升華】解決這類題目的關(guān)鍵是：根據(jù)已知質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向，首先要確定波的傳播方向，再根據(jù)波的傳播方向來確定各個(gè)質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向在確定質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向時(shí)可用帶動(dòng)法、上下坡法、同側(cè)法等，但最根本的是帶動(dòng)法本題運(yùn)用同側(cè)法會(huì)更為簡(jiǎn)捷,如圖1029所示是一列橫波某時(shí)刻t0的波形圖，試根據(jù)波形圖回答下列問題： (1)該時(shí)刻加速度最大的質(zhì)點(diǎn)有哪幾個(gè)？ (2)速度最大的質(zhì)點(diǎn)有哪幾個(gè)？ (3)振動(dòng)方向相同的質(zhì)點(diǎn)有哪些？這些點(diǎn)的分布有什么規(guī)律？ (4)如果這列波沿x軸負(fù)方向傳播，質(zhì)點(diǎn)3受到的合外力方向如何？速度怎樣變化？,圖1029,【解析】(1)加速度最大的質(zhì)點(diǎn)一定是位移最大的質(zhì)點(diǎn)，所以該時(shí)刻質(zhì)點(diǎn)2、6、10、14的加速度最大，但方向不相同 (2)該波是簡(jiǎn)諧波，質(zhì)點(diǎn)做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)，因此處在平衡位置的質(zhì)點(diǎn)速度最大，分別是0、4、8、12、16質(zhì)點(diǎn) (3)該時(shí)刻具有相同振動(dòng)方向的質(zhì)點(diǎn)是0、1、7、8、9、15、16.與上述質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)方向相反的質(zhì)點(diǎn)是：3、4、5、11、12、13.其規(guī)律是：從波形圖上看相同增減性的單調(diào)區(qū)間上各質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向相同，相鄰的單調(diào)區(qū)間上振動(dòng)方向相反,(4)如果該波沿x軸負(fù)方向傳播，則質(zhì)點(diǎn)3的速度方向向下，因?yàn)槲灰品较蚴莥軸正方向，其加速度方向沿y軸負(fù)方向，