高中物理 第十二章 機(jī)械波 2 波的圖象學(xué)案 新人教版選修3-4(2021年最新整理)

1、高中物理 第十二章 機(jī)械波 2 波的圖象學(xué)案 新人教版選修3-4高中物理 第十二章 機(jī)械波 2 波的圖象學(xué)案 新人教版選修3-4 編輯整理：尊敬的讀者朋友們：這里是精品文檔編輯中心，本文檔內(nèi)容是由我和我的同事精心編輯整理后發(fā)布的，發(fā)布之前我們對(duì)文中內(nèi)容進(jìn)行仔細(xì)校對(duì)，但是難免會(huì)有疏漏的地方，但是任然希望（高中物理 第十二章 機(jī)械波 2 波的圖象學(xué)案 新人教版選修3-4）的內(nèi)容能夠給您的工作和學(xué)習(xí)帶來便利。同時(shí)也真誠的希望收到您的建議和反饋，這將是我們進(jìn)步的源泉，前進(jìn)的動(dòng)力。本文可編輯可修改，如果覺得對(duì)您有幫助請(qǐng)收藏以便隨時(shí)查閱，最后祝您生活愉快 業(yè)績進(jìn)步，以下為高中物理 第十二章 機(jī)械波 2 波

2、的圖象學(xué)案 新人教版選修3-4的全部內(nèi)容。62 波的圖象課堂探究一、由波的圖象可以獲得的信息知道一列波在某時(shí)刻的波形,如圖所示,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(diǎn)：(1)可以直接看出在該時(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)表示的是各質(zhì)點(diǎn)在該時(shí)刻的位移.如圖中的m點(diǎn)的位移是2 cm。(2)可以直接看出在波的傳播過程中各質(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，即a=4 cm。(3）可以判斷出沿傳播方向上各質(zhì)點(diǎn)在該時(shí)刻的運(yùn)動(dòng)方向。如果要確定圖線上n點(diǎn)的振動(dòng)方向，可以根據(jù)波的傳播方向和波的形成過程，知道質(zhì)點(diǎn)n開始振動(dòng)的時(shí)刻比它左側(cè)相鄰質(zhì)點(diǎn)m要滯后一些，所以質(zhì)點(diǎn)m在此

3、時(shí)刻的位移值是質(zhì)點(diǎn)n在下一時(shí)刻的位移值,由此判斷出質(zhì)點(diǎn)n此時(shí)刻的速度方向應(yīng)沿y軸正方向，即向上振動(dòng)。如果這列波的傳播方向改為自右向左，則質(zhì)點(diǎn)m開始振動(dòng)的時(shí)刻比它右側(cè)相鄰質(zhì)點(diǎn)n要滯后一些，所以質(zhì)點(diǎn)n此時(shí)刻的位移值將是質(zhì)點(diǎn)m在晚些時(shí)刻的位移值,由此判斷出質(zhì)點(diǎn)m此時(shí)刻的速度方向應(yīng)沿y軸負(fù)方向，即向下振動(dòng)。利用波的傳播方向確定質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)方向的方法是要抓住波動(dòng)的成因,即先振動(dòng)的質(zhì)點(diǎn)(即相鄰兩點(diǎn)中離波源比較近的質(zhì)點(diǎn)）總是要帶動(dòng)后面的質(zhì)點(diǎn)（即相鄰兩點(diǎn)中離波源比較遠(yuǎn)的質(zhì)點(diǎn))運(yùn)動(dòng).二、波的傳播方向與質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)方向的關(guān)系已知質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)方向來判斷波的傳播方向或已知波的傳播方向來判斷質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)方向時(shí)，判斷依據(jù)的基本規(guī)律是

4、波形成與傳播的特點(diǎn)，常用的方法有：方法一(上下坡法）：沿波的傳播方向看去，“上坡”處的質(zhì)點(diǎn)向下振動(dòng)；“下坡”處的質(zhì)點(diǎn)向上振動(dòng)，簡稱“上坡下，下坡上”（如圖甲所示）.方法二（同側(cè)法)：在波的圖象上的某一點(diǎn)，沿豎直方向畫出一個(gè)箭頭表示質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)方向，并設(shè)想在同一點(diǎn)沿水平方向畫一個(gè)箭頭表示波的傳播方向，那么這兩個(gè)箭頭總是在曲線的同側(cè)(如圖乙所示）.方法三頭頭(尾尾）相對(duì)法：在波形圖的波峰(或波谷)上畫出一個(gè)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(gè)箭頭表示質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)方向，那么這三個(gè)箭頭總是頭頭相對(duì)，尾尾相對(duì)（如圖丙所示).方法四(微平移法)：如圖丁所示，實(shí)線為t時(shí)刻的波形圖，作出微小

5、時(shí)間t（t)后的波形如虛線所示。由圖可見t時(shí)刻的質(zhì)點(diǎn)由p1(或p2）位置經(jīng)t后運(yùn)動(dòng)到p1(或p2)處，這樣就可以判斷質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)方向了.三、振動(dòng)圖象和波的圖象的比較特點(diǎn)振動(dòng)圖象波的圖象相同點(diǎn)圖線形狀正（余）弦曲線正（余）弦曲線縱坐標(biāo)y不同時(shí)刻某一質(zhì)點(diǎn)的位移某一時(shí)刻所有運(yùn)動(dòng)質(zhì)點(diǎn)的位移縱坐標(biāo)最大值振幅振幅不同點(diǎn)描述對(duì)象某一個(gè)振動(dòng)質(zhì)點(diǎn)一群質(zhì)點(diǎn)（x軸上各個(gè)點(diǎn))物理意義振動(dòng)位移y隨時(shí)間t的變化關(guān)系x軸上所有質(zhì)點(diǎn)在某一時(shí)刻振動(dòng)的位移y橫坐標(biāo)表示時(shí)間t表示介質(zhì)中各點(diǎn)的平衡位置離原點(diǎn)的距離x 橫軸上相鄰兩個(gè)步調(diào)總一致的點(diǎn)之間的距離的含義表示周期t表示波長(見下節(jié)） 圖象變化隨時(shí)間延伸隨時(shí)間推移其他頻率和周期在圖

6、中直接識(shí)讀周期t已知波速v時(shí)，根據(jù)圖中可求出t（見下節(jié))兩者聯(lián)系質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)是組成波動(dòng)的基本要素之一波動(dòng)是由許多質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)所組成的，但從圖象上波形的變化無法直接看出，若知波的傳播方向和某時(shí)刻的波形圖,則可以討論波動(dòng)中各質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)情況振動(dòng)圖象和波的圖象從形狀上看都是正弦曲線，但圖象的物理意義、坐標(biāo)中描述的物理量、研究的內(nèi)容等方面有著本質(zhì)的不同.類型一 波的傳播方向和質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)方向的關(guān)系【例1】 一列橫波在某一時(shí)刻的波形圖如圖所示.若此時(shí)刻質(zhì)點(diǎn)a的振動(dòng)方向向下，則波向什么方向傳播？解析：取和a相鄰的兩個(gè)點(diǎn)b、c。若a點(diǎn)此時(shí)刻向下振動(dòng)，則b點(diǎn)應(yīng)是帶動(dòng)a點(diǎn)振動(dòng)的,c點(diǎn)應(yīng)是在a點(diǎn)帶動(dòng)下振動(dòng)的。所以b點(diǎn)先振動(dòng)，

7、其次是a、c兩點(diǎn)。因此，波是向左傳播的.答案：波向左傳播題后反思：解決該類問題方法較多，對(duì)前文提到過的方法要逐一落實(shí)，體會(huì)應(yīng)用,然后確定一種自己比較認(rèn)同的方法熟練掌握.觸類旁通：若波向右傳播，則d點(diǎn)如何振動(dòng)？類型二 振動(dòng)圖象與波的圖象的區(qū)別【例2】 關(guān)于振動(dòng)圖象和波的圖象,下列說法中正確的是()。a振動(dòng)圖象研究的是一個(gè)質(zhì)點(diǎn)在振動(dòng)過程中位移隨時(shí)間的變化，而波的圖象研究的是某一時(shí)刻在波的傳播方向上各個(gè)質(zhì)點(diǎn)在空間的分布b振動(dòng)圖象的形狀不隨時(shí)間變化，而波的圖象的形狀隨時(shí)間而變化c簡諧運(yùn)動(dòng)圖象和簡諧波的圖象其形狀都是正弦（或余弦）曲線d振動(dòng)圖象的圖線實(shí)質(zhì)是振動(dòng)質(zhì)點(diǎn)所經(jīng)過的路徑形狀，波的圖象其圖線實(shí)質(zhì)是某

8、一時(shí)刻各個(gè)質(zhì)點(diǎn)的連線形狀解析：解題的關(guān)鍵是理解振動(dòng)圖象和波的圖象的意義和區(qū)別。振動(dòng)圖象和波的圖象都是用數(shù)學(xué)方法來描述物理現(xiàn)象的，簡諧運(yùn)動(dòng)圖象和簡諧波都是正弦（或余弦)曲線，故c項(xiàng)正確;但它們各自表達(dá)的物理意義又不同，振動(dòng)圖象表示的是一個(gè)振動(dòng)質(zhì)點(diǎn)離開平衡位置的位移與時(shí)間的函數(shù)關(guān)系,而從波的圖象(不論橫波還是縱波)上能找出的是這一時(shí)刻各個(gè)質(zhì)點(diǎn)所在的空間位置，即空間的分布，故a項(xiàng)正確,d項(xiàng)錯(cuò)誤。因振動(dòng)圖象表示一個(gè)質(zhì)點(diǎn)在各個(gè)時(shí)刻的位移情況，故不隨時(shí)間變化，而波的圖象表示的是某一時(shí)刻各質(zhì)點(diǎn)在空間的分布，不同時(shí)刻，這些質(zhì)點(diǎn)因振動(dòng)而使所處的位置會(huì)有所不同，故波的圖象的形狀會(huì)隨時(shí)間而變化，b項(xiàng)正確.答案：abc題后反思：本題考查振動(dòng)圖象和波的圖象的物理意義，要知道它們都是借助數(shù)學(xué)的表示形式來描述物理問題的，“形狀”相同而物理意義不同。類型三 作波的圖象的方法【例3】 某一簡諧波在t0時(shí)刻的波形圖如圖所示。若波向右傳播,畫出后時(shí)刻的波的圖象.解析：根據(jù)t0時(shí)刻波的圖象及傳播方向，可知a、b、c、d、e、f各質(zhì)點(diǎn)在該時(shí)刻的振動(dòng)方向，由各個(gè)質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向可確定出經(jīng)后各個(gè)質(zhì)點(diǎn)所在的位置，將這些點(diǎn)所在位置用平滑曲線連接起來，便可得到經(jīng)后時(shí)刻的波的圖象。如圖中虛線所示。若波向左傳播，同樣道理可以畫出