2018-19版高中物理第2章機械波2.2機械波的描述課件滬科版.pptx

1、2.2機械波的描述,第2章機械波,學習目標,1.知道什么是波的圖像，知道縱、橫坐標各表示什么物理量. 2.能區(qū)別振動圖像和波的圖像. 3.知道波長的含義，能從波的圖像中求出波長. 4.知道波的周期和頻率，會用公式vf解答實際的波動問題.,內容索引,重點探究 啟迪思維 探究重點,達標檢測 檢測評價 達標過關,自主預習 預習新知 夯實基礎,自主預習,1.波的圖像 (1)簡諧波：如果波的圖像是 ，這樣的波叫正弦波，也叫簡諧波. (2)波形圖的物理意義：表示介質中 在 偏離平衡位置的位移情況. 2.波長：在波動中，對平衡位置的 的兩個 質點間的距離.,正弦曲線,各個質點 某時刻,位移總是相等,相鄰,3

2、.波的周期(或頻率)：在波動中，各質點的振動周期(或頻率)是 的，它們都等于 的振動周期(或頻率)，這個周期(或頻率)就叫做波的周期(或頻率). 4.波速：(1)定義：機械波在介質中 . (2)波長、頻率和波速的關系：v .,相同,波源,傳播的速度,f,重點探究,一、用圖像描述機械波,導學探究 取一條較長的軟繩，一同學用手握住一端拉平后上下抖動，另一同學手持數碼相機按下快門，想象一下，照片上繩子的像有什么特點？,答案照片上繩子的像類似正弦曲線.,答案,知識深化 1.波的圖像的作法 (1)建立坐標系：用橫坐標x表示在波的傳播方向上各個質點的平衡位置，用縱坐標y表示某一時刻各個質點偏離平衡位置的位

3、移. (2)正方向的選?。哼x取質點振動的某一個方向為y軸正方向，x軸一般選取向右為正方向. (3)描點：把某一時刻所有質點的位移畫在坐標系里. (4)連線：用一條平滑的線把(3)中的各點連接起來就是這個時刻的波的圖像.,2.簡諧波(正弦波) (1)概念：波的圖像是正弦曲線的波，如圖1所示. (2)質點的運動：各質點都做簡諧運動. 3.物理意義 描述的是某一時刻介質中各個質點偏離平衡位置的位移情況. 4.由圖像可獲取的信息 (1)該時刻各質點的位移. (2)介質中各質點的振幅.,圖1,答案b點無關,解析a、b、c三個質點都做簡諧運動，在質量一定的情況下，加速度的大小與位移成正比，方向與位移方向相

4、反，故知b點的加速度最大.質點加速度的大小與波的傳播方向無關.,(1)波形圖上a、b、c三點的加速度哪個最大？加速度的大小與波的傳播方向是否有關？,例1如圖2所示是一列沿x軸正方向傳播的橫波某時刻的波形圖，則：,解析,答案,圖2,(2)a、b、c三個質點下一時刻做什么運動？,解析,答案a點向下做加速運動，b點向上做加速運動c點向上做減速運動,答案,解析此時刻b質點速度為零，下一時刻一定向平衡位置做加速運動；因波沿x軸正方向傳播，則下一時刻a質點向下運動，c質點向上運動，而a質點的加速度沿y軸負方向，故a質點做加速運動；c質點在平衡位置，速度最大，下一刻將做減速運動.,針對訓練(多選)如圖3所示

5、，畫出了一列沿x軸正方向傳播的簡諧橫波在某個時刻的波形圖，由圖像可知 A.質點b此時位移為零 B.質點b此時向y方向運動 C.質點d的振幅是2 cm D.質點a再經過通過 的路程是4 cm，偏離平衡位置的位移是4 cm,解析,圖3,答案,解析由波形知，質點b在平衡位置，所以此時其位移為0，選項A正確； 因波向右傳播，波源在左側，在質點b的左側選一參考點b，由圖知b在b上方，所以質點b此時向y方向運動，選項B錯誤； 簡諧波傳播過程中，介質各質點振幅相同，所以質點d的振幅是2 cm，選項C正確； 再過的 時間，質點a將運動到負向最大位移處，它偏離平衡位置的位移為2 cm，故選項D錯誤.,二、振動圖

6、像和波的圖像的比較,導學探究 振動圖像和波的圖像從形狀上看都是正弦曲線，你能說出它們的物理意義有什么不同嗎？,答案振動圖像表示介質中某一質點在各個時刻的位移，而波的圖像表示介質中的各個質點在“某一時刻”的位移.,答案,知識深化振動圖像和波的圖像的比較,例2(多選)一列簡諧波在t0時刻的波形圖如圖4(a)所示，圖(b)表示該波傳播的介質中某質點此后一段時間內的振動圖像，則,圖4,A.若波沿x軸正方向傳播，(b)圖應為a點的振動圖像 B.若波沿x軸正方向傳播，(b)圖應為b點的振動圖像 C.若波沿x軸負方向傳播，(b)圖應為c點的振動圖像 D.若波沿x軸負方向傳播，(b)圖應為d點的振動圖像,答案

7、,解析,解析在題圖(b)的振動圖像中，t0時刻質點在平衡位置且向y軸正方向運動，由(a)圖像可知若波沿x軸正方向傳播，b點的速度方向沿y軸正方向，d點的速度方向沿y軸負方向；若波沿x軸負方向傳播，b點的速度方向沿y軸負方向，d點的速度方向沿y軸正方向，B、D正確.,答案波的傳播速度與介質有關.描述機械波的物理量有波長、頻率和波速.,三、用頻率、波長描述機械波,導學探究 聲音在不同的介質中傳播速度是不同的，比如：在空氣中約是332 m/s，在水中約是1 450 m/s，在鐵中約是4 900 m/s，波的傳播速度與什么有關？描述機械波的物理量有哪些？,答案,知識深化 1.波長 (1)在波動中，對平

8、衡位置的位移總是相等的兩個相鄰質點間的距離. (2)在橫波中，兩個相鄰波峰或兩個相鄰波谷之間的距離等于波長；在縱波中，兩個相鄰密部或兩個相鄰疏部之間的距離等于波長. (3)相距一個(或整數個)波長的兩個質點在任何時刻振動狀態(tài)都相同. (4)波長反映了波的空間的周期性.,2.周期(T)和頻率(f) (1)波的周期(頻率)由波源決定.波由一種介質傳到另一種介質時波的周期(頻率)不發(fā)生變化. (2)在同一種介質中，在一個周期內波向前傳播的距離等于一個波長. (3)周期反映了波的時間的周期性. 3.波速 (1)波速與頻率、波長的關系為：vf. (2)波速由介質性質決定，與波的頻率、波長無關.,例3(多

9、選)一列簡諧橫波在t0時的波形圖如圖5所示.介質中x2 m處的質點P沿y軸方向做簡諧運動的表達式為y10 sin (5t) cm.關于這列簡諧波，下列說法正確的是 A.周期為4 s B.振幅為20 cm C.傳播方向沿x軸正向 D.傳播速度為10 m/s,答案,解析,圖5,課堂要點小結,機械波的描述,用圖像描述機械波,波的圖像的作法,振動圖像與波的圖像的比較,用頻率、波長描述機械波,簡諧波的概念,縱、橫軸的意義 物理意義：某時刻介質中各質點的位移隨平衡 位置變化的規(guī)律,波長：振動步調相同的兩相鄰質點間的距離,意義,波的頻率：由波源決定,波速,關系式：v=f= 波速由介質決定,達標檢測,1.圖6

10、(a)為一列簡諧橫波在t0.10 s時刻的波形圖，P是平衡位置在x1.0 m處的質點，Q是平衡位置在x4.0 m處的質點；圖(b)為質點Q的振動圖像.下列說法正確的是_.(填正確答案標號) A.在t0.10 s時，質點Q向y軸正方向 運動 B.在t0.25 s時，質點P的加速度方向 與y軸正方向相同 C.從t0.10 s到t0.25 s，該波沿x軸負方向傳播了6 m D.從t0.10 s到t0.25 s，質點P通過的路程為30 cm E.質點Q簡諧運動的表達式為y0.10 sin 10t(國際單位制),答案,解析,圖6,BCE,1,2,解析由yt圖像可知，t0.10 s時質點Q沿y軸負方向運動，選項A錯誤； 由yt圖像可知，波的振動周期T0.2 s，由yx圖像可知8 m，故波速v 40 m/s，根據振動與波動的關系知波沿x軸負方向傳播，則波在0.10 s到0.25 s內傳播的距離xvt6 m，選項C正確； 在t0.25 s時其波形圖如圖所示，此時質點P的位移沿y軸負方向，而回復力、加速度方向沿y軸正方向，選項B正確；,1,2,1,2,解析公式vf適用于一切波，無論是機械波還是電磁波，A正確； 機械波的波速僅由介質決定，與頻率f無關，所以B、D錯