波的圖像(教科版)ppt課件

2.3波的圖像,.,回顧：從簡諧運動圖象可以求哪些物理量?,t/s,x/m,5,-5,0,2,4,6,直接描述量：,振幅A:圖像的峰值.,周期T:相鄰兩個位移為正的最大值或負的最大值之間的時間間隔.,任意時刻的位移x:對應(yīng)于圖像上某一點的坐標(biāo)（t，x）,間接描述量,頻率:f=1/T,速度系列：動能,位移系列：回復(fù)力、加速度、勢能,位移系列和速度系列具有互余關(guān)系，此消彼長。,.,簡諧運動的圖像直觀地反映了質(zhì)點做簡諧運動的物理過程，根據(jù)圖像可以看出質(zhì)點在任意時刻的位移。,如何描述同一時刻各質(zhì)點的位移？,機械波是機械振動在介質(zhì)里的傳播過程，從波源開始，隨著波的傳播，介質(zhì)中的大量質(zhì)點先后開始振動起來，雖然這些質(zhì)點只在平衡位置附近做重復(fù)波源的振動。但由于它們振動步調(diào)不一致，所以，在某一時刻介質(zhì)中各質(zhì)點對平衡位置的位移各不相同。,.,.,一、波的圖象的物理意義,橫波的圖象就反映了某時刻介質(zhì)中各個質(zhì)點在空間的實際分布情況。,它反映某時刻各個質(zhì)點偏離平衡位置的位移.反映了各個質(zhì)點的位移隨其平衡位置到原點距離變化的函數(shù)關(guān)系.,若以橫坐標(biāo)x表示在波的傳播方向上各質(zhì)點的平衡位置，縱坐標(biāo)y表示該時刻各個質(zhì)點偏離平衡位置的位移，規(guī)定位移的方向向上為正值，向下為負值，在xoy坐標(biāo)平面內(nèi)，描述該時刻各質(zhì)點的位置(x,y)，用平滑曲線將各點連接起來，就得到這一時刻橫波的圖像。,.,二、從波的圖象上可獲得哪些信息,直接描述量：,振幅A:圖像的峰值.,波長:相鄰兩個波峰或波谷之間的距離.,各個質(zhì)點的位移x:對應(yīng)于圖像上某一點的坐標(biāo)（x，y）,通過波的圖像還能間接描述哪些物理量呢？,.,已知波的傳播方向可求各個質(zhì)點的振動方向。反之亦然。,經(jīng)過一段時間后的波形圖,質(zhì)點在一段時間內(nèi)通過的路程和位移。,可判斷質(zhì)點的位移、速度、加速度的大小和方向。,（2）間接描述量：,.,三、波的圖象的應(yīng)用,1.波的傳播方向、波的圖像和質(zhì)點的振動方向之間的關(guān)系。,波的成因法,步驟1：明確波的傳播方向，確定波源方位；步驟2：在某質(zhì)點P靠近波源一方（緊挨著P點）圖像上找另外一點P；步驟3：若P在P上方，則P帶動P向上運動；若P在P下方，則P帶動P向下運動,思考：如果已知P點的振動方向向下，判斷波的傳播方向,前一質(zhì)點依次帶動后一質(zhì)點延遲振動,先帶后，后跟前,運動狀態(tài)向后傳。,.,例1.圖所示為一列向右傳播的簡諧波在某時刻的波形圖試求出波形圖上A、B、C、D四個質(zhì)點的振動方向.,思考：如果這列波是向左傳播的，則這四個質(zhì)點的振動方向又如何？,題型1.已知波的傳播方向和波形圖判斷質(zhì)點的振動方向。,.,例2.如圖所示為一列簡諧波在某時刻的波形圖，已知圖形上某點的振動方向如圖所示。試求這列波的傳播方向.,思考1.如果這個質(zhì)點的振動方向向上，則波的傳播方向又如何？2.如果已知這個質(zhì)點做減速運動，則波的傳播方向又如何？,題型2.已知波形和質(zhì)點的振動方向判斷波的傳播方向。,.,波的傳播方向、波的圖像和質(zhì)點的振動方向之間的關(guān)系。,同側(cè)法：波的傳播方向、質(zhì)點的振動方向在波的同一側(cè)。,.,先找出兩點（平衡位置和波峰及波谷特殊點）并確定其運動方向；然后確定經(jīng)t時間內(nèi)這兩點所達到的位置；最后按正弦規(guī)律畫出新的波形。,特殊點法,2.求波在任意時刻的波形圖,.,圖象平移法,經(jīng)過時間，波在傳播方向移動的距離,因此，把圖象沿傳播方向平移即得到相對應(yīng)的圖象.,機械波的振動狀態(tài)和波形以波速勻速傳播。,2.求波在任意時刻的波形圖,.,四波的圖象的特點,1.各個質(zhì)點振動的最大位移都相同,2.波的圖像的重復(fù)性，相隔時間為周期整數(shù)倍的兩個時刻的波形相同,3.波的傳播方向的雙向性,.,五、波的圖象與振動圖象的異同,.,比喻為一質(zhì)點的“傳記記錄卡”比喻為一個質(zhì)點的“錄象帶”,比喻為無數(shù)質(zhì)點某一時刻的“特寫鏡頭”比喻為無數(shù)質(zhì)點某一時刻拍攝的“照片”,t/s,.,橫軸坐標(biāo)的意義不同：波的圖象中橫軸表示各個質(zhì)點的平衡位置到原點的距離；振動圖象中橫軸表示該質(zhì)點振動的時間,相同點,兩者都是按正弦或余弦規(guī)律變化的曲線,振動圖像和波的圖像中的縱坐標(biāo)均表示質(zhì)點離開平衡位置的位移,縱坐標(biāo)的最大值均表示質(zhì)點的振幅.,物理意義不同：波動圖像表示某一時刻各個質(zhì)點離開平衡位置的位移；振動圖象描述的是某一質(zhì)點在不同時刻離開平衡位置的位移,最大值間距的含義不同：波的圖像中相鄰的最大值之間的間隔等于波長；振動圖像中相鄰的最大值之間的間隔等于周期。,不同點,.,例.一列波振幅是2cm，頻率是4Hz的簡諧橫波，以32cm/s的速度沿圖中x軸正方向傳播，在某時刻x坐標(biāo)為7cm處的介質(zhì)質(zhì)點正好經(jīng)過平衡位置向y軸正方向運動，畫出此時刻的波形圖。,2,-2,解析：,定量確定某一時刻的波形除已知波的傳播方向和某質(zhì)點的振動方向外，還需要知道波的振幅和波長（四要素定量確定波形）,1、某列波沿x軸正方向傳播，t=0時的波形圖如圖所示，已知在t=0.6秒時A點正好第三次出現(xiàn)波峰，則波的周期為多少？波傳到P點所需的時間為多少？P點第一次出現(xiàn)波峰的時間是多少？,課堂練習(xí),周期T=0.3s,波傳到P點的時間為t1=0.45s,P點第一次出現(xiàn)波峰的時間為t2=0.675s,2、一列簡諧橫波沿x軸傳播，t=0時刻的波形如圖實線所示，經(jīng)過t=0.05s后的波形如圖虛線所示。已知t小于一個周期，則（）A這列波的波長是4mB這列波的振幅是0.4mC這列波的波速一定是20m/sD這列波的頻率可能是15Hz,AD,課堂練習(xí),3、如圖中的實線是一列簡諧波在某一時刻的波形曲線。經(jīng)t