高中物理 第十二章 機(jī)械波 第2節(jié) 波的圖象課件 新人教版選修3-4

1、1物 理選修選修3-4 人教版人教版2第十二章機(jī)械波機(jī)械波第二節(jié)第二節(jié) 波的圖象波的圖象3理解波的圖象的意義理解波的圖象的意義能根據(jù)波的圖象進(jìn)行有關(guān)判斷，以及根據(jù)有關(guān)信息畫(huà)出波的圖象能根據(jù)波的圖象進(jìn)行有關(guān)判斷，以及根據(jù)有關(guān)信息畫(huà)出波的圖象能夠區(qū)分振動(dòng)圖象與波動(dòng)圖象能夠區(qū)分振動(dòng)圖象與波動(dòng)圖象451 1課前預(yù)習(xí)課前預(yù)習(xí)2 2課內(nèi)探究課內(nèi)探究3 3素養(yǎng)提升素養(yǎng)提升4 4課堂達(dá)標(biāo)課堂達(dá)標(biāo)5 5課時(shí)作業(yè)課時(shí)作業(yè)6課課 前前 預(yù)預(yù) 習(xí)習(xí)7 1圖象的建立 (1)用橫坐標(biāo)x表示在波的傳播方向上介質(zhì)中各質(zhì)點(diǎn)的_，縱坐標(biāo)y表示某一時(shí)刻各個(gè)質(zhì)點(diǎn)偏離平衡位置的_。 (2)規(guī)定橫波中位移方向向上時(shí)為正值，位移向下時(shí)為_(kāi)

2、。 (3)在xy平面上，畫(huà)出各個(gè)質(zhì)點(diǎn)的平衡位置x與各質(zhì)點(diǎn)偏離平衡位置的位移y的各點(diǎn)(x，y)。波的圖象波的圖象平衡位置平衡位置 位移位移 負(fù)值負(fù)值 8 (4)用_把各點(diǎn)連接起來(lái)就得到了橫波的波形圖象。 2圖象的物理意義 波的圖象描述的是某一時(shí)刻介質(zhì)中各個(gè)質(zhì)點(diǎn)偏離平衡位置的位移情況。平滑的曲線平滑的曲線 9 3圖象的特點(diǎn) (1)橫波的圖象形狀與波在傳播過(guò)程中介質(zhì)中各質(zhì)點(diǎn)某時(shí)刻的分布相似，波形中的波峰即為圖象中的位移_，波谷即為圖象中位移_，波形中通過(guò)平衡位置的質(zhì)點(diǎn)在圖象中恰處于平衡位置。 (2)波形圖線是_或_曲線的波稱(chēng)為簡(jiǎn)諧波，簡(jiǎn)諧波是最簡(jiǎn)單的波，對(duì)于簡(jiǎn)諧波而言，各個(gè)質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)的最大位移都_。正

3、向最大值正向最大值 負(fù)向的最大值負(fù)向的最大值 正弦正弦 余弦余弦 相同相同 10 如果已知一列波某時(shí)刻波形如圖所示，那么我們從波的圖象中可以獲取的信息有以下幾點(diǎn)：由波的圖象可獲取的信息由波的圖象可獲取的信息11 1確定位移 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。 圖象上各點(diǎn)的縱坐標(biāo)表示各點(diǎn)在該時(shí)刻的位移。如上圖中M點(diǎn)的位移是_。 2確定振幅 可以直接看出在波的傳播過(guò)程中介質(zhì)各點(diǎn)的振幅A，即波動(dòng) 圖象上縱坐標(biāo)最大值的絕對(duì)值，如上圖中波的振幅為A_。2cm 4cm 12 3判斷質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)方向 可以由波的傳播方向判斷質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)方向，也可以由質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)方向判斷出波的傳播方向。 如上圖中，由波向

4、右傳播，可知點(diǎn)M向_運(yùn)動(dòng)，反之，如果M向上運(yùn)動(dòng)，可知波向_傳播。上上 右右 13 判一判 (1)通過(guò)波的圖象可以找出任一質(zhì)點(diǎn)在任意時(shí)刻的位移。() (2)波的圖象表示質(zhì)點(diǎn)在各個(gè)不同時(shí)刻的位移。() (3)只有橫波才能畫(huà)出波的圖象。() (4)波的圖象表示波中各質(zhì)點(diǎn)在某一時(shí)刻的位移。() (5)由波形圖可確定各質(zhì)點(diǎn)的振幅。() 14 選一選 (多選)根據(jù)如圖所列的兩圖形，分別判斷它們屬于何種圖象，并確定圖中A、B兩質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)方向() A(a)是振動(dòng)圖象，(b)是波的圖象 B(a)是波的圖象，(b)是振動(dòng)圖象 C兩質(zhì)點(diǎn)均向上 D兩質(zhì)點(diǎn)均向下BD 15 解析：由兩圖象的橫坐標(biāo)可看出(a)是波的圖象，

5、(b)是振動(dòng)圖象，選項(xiàng)B正確，A錯(cuò)誤；由(a)的傳播方向可看出A質(zhì)點(diǎn)此刻應(yīng)向下運(yùn)動(dòng)，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；由(b)圖可判定B時(shí)刻質(zhì)點(diǎn)也向下運(yùn)動(dòng)，故選項(xiàng)D正確。16 想一想 某一簡(jiǎn)諧波在t0時(shí)刻的波形圖如圖中的實(shí)線所示。若波向右傳播，你能畫(huà)出T/4后時(shí)刻的波的圖象嗎。 答案： 解析：根據(jù)t0時(shí)刻波的圖象及傳播方向，可知此時(shí)刻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)T/4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(lái)，便可得到經(jīng)T/4后時(shí)刻的波的圖象。17課課 內(nèi)內(nèi) 探探 究究18 一列簡(jiǎn)諧波在某一時(shí)刻的圖象如圖所示。 (1)波的圖象是什么形狀的曲線？ (2)

6、由圖象可讀出什么？ 提示：(1)波的圖象是正弦曲線。 (2)由圖象可讀出：該時(shí)刻各質(zhì)點(diǎn)的位移。各質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)的振幅。探究一對(duì)波的圖象的理解探究一對(duì)波的圖象的理解19 1質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的“定格” 波的圖象是某一時(shí)刻介質(zhì)中各個(gè)質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)情況的“定格”?？梢詫⒉ǖ膱D象比喻為某一時(shí)刻對(duì)所有質(zhì)點(diǎn)拍攝的“集體照”。 2圖象形式 簡(jiǎn)諧波的圖象是正(余)弦曲線，是最簡(jiǎn)單的一種波，各個(gè)質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)的振幅都相等。 3波的圖象的周期性 質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)位移做周期性變化，則波的圖象也做周期性變化。經(jīng)過(guò)一個(gè)周期，波的圖象復(fù)原一次。20 4波的傳播方向的雙向性 如果只知道波沿x軸傳播，則有可能沿x軸正向傳播，也有可能沿x軸負(fù)向傳播，具有雙向性

7、。 5由波的圖象可獲得的信息 (1)從波的圖象上可直接讀出介質(zhì)質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)的振幅。 (2)可確定任一質(zhì)點(diǎn)在該時(shí)刻的位移的大小和方向。 (3)根據(jù)加速度方向與位移方向的關(guān)系，可確定任一質(zhì)點(diǎn)在該時(shí)刻的加速度方向。 (4)若已知波的傳播方向，可確定各質(zhì)點(diǎn)在該時(shí)刻的振動(dòng)方向(速度方向)，速度大小的變化趨勢(shì)等，反之亦然。21AC 22 解題指導(dǎo)：正確解此題的關(guān)鍵有以下幾點(diǎn)：理解波的圖象的物理意義；掌握已知某一時(shí)刻波的圖象，確定質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)方向的方法；理解波的傳播可看成波形的傳播，不能誤認(rèn)為是質(zhì)點(diǎn)的平移。23 對(duì)點(diǎn)訓(xùn)練1(多選)如圖所示，下列說(shuō)法中正確的是( ) A此列波的振幅是0.1m Bx15m處質(zhì)點(diǎn)的位移是

8、0.1m C若A的速度沿y軸正方向，則B的速度亦沿y軸正方向 DA的加速度沿y軸的負(fù)方向，而B(niǎo)、C的加速度沿y軸的正方向 解析：從波動(dòng)圖象上可以直接讀出振幅、某質(zhì)點(diǎn)的位移，判定運(yùn)動(dòng)方向。ACD 24 一列波的圖象如圖甲，其中某一質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)圖象如圖乙。 (1)如何區(qū)分波的圖象與振動(dòng)圖象？ (2)兩種圖象縱坐標(biāo)的最大值相同嗎？ 提示：(1)從橫軸來(lái)區(qū)分兩個(gè)圖象：振動(dòng)圖象的橫軸表示時(shí)間，波的圖象的橫軸表示質(zhì)點(diǎn)的平衡位置。 (2)相同，均為質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)的振幅。探究二振動(dòng)圖象和波的圖象的比較探究二振動(dòng)圖象和波的圖象的比較25 波的圖象與振動(dòng)圖象的比較振動(dòng)圖象振動(dòng)圖象波的圖象波的圖象圖象圖象意義意義質(zhì)點(diǎn)的位移

9、隨時(shí)間變化的曲質(zhì)點(diǎn)的位移隨時(shí)間變化的曲線，表示一個(gè)質(zhì)點(diǎn)不同時(shí)刻線，表示一個(gè)質(zhì)點(diǎn)不同時(shí)刻的位移，橫坐標(biāo)為時(shí)間的位移，橫坐標(biāo)為時(shí)間某一時(shí)刻的波形圖表示不同質(zhì)某一時(shí)刻的波形圖表示不同質(zhì)點(diǎn)同一時(shí)刻的位移，橫坐標(biāo)表點(diǎn)同一時(shí)刻的位移，橫坐標(biāo)表示介質(zhì)中各質(zhì)點(diǎn)的平衡位置示介質(zhì)中各質(zhì)點(diǎn)的平衡位置26振動(dòng)圖象振動(dòng)圖象波的圖象波的圖象圖上能表圖上能表示的量示的量1.各時(shí)刻對(duì)應(yīng)的位移各時(shí)刻對(duì)應(yīng)的位移2各時(shí)刻質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向各時(shí)刻質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向3振幅振幅A、周期、周期T、頻率、頻率f1.某時(shí)刻各質(zhì)點(diǎn)位移某時(shí)刻各質(zhì)點(diǎn)位移2根據(jù)波傳播方向可確定各根據(jù)波傳播方向可確定各質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)方向質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)方向3波長(zhǎng)波長(zhǎng)(波形在一個(gè)周期內(nèi)波形在

10、一個(gè)周期內(nèi)傳播的距離傳播的距離)振幅振幅A圖隨時(shí)間圖隨時(shí)間變化情況變化情況圖線隨時(shí)間延伸，原有部分圖線隨時(shí)間延伸，原有部分圖形不變圖形不變整個(gè)波形沿波的傳播方向平整個(gè)波形沿波的傳播方向平移，不同時(shí)刻波形一般不同移，不同時(shí)刻波形一般不同運(yùn)動(dòng)情況運(yùn)動(dòng)情況質(zhì)點(diǎn)做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)屬非勻變速質(zhì)點(diǎn)做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)屬非勻變速運(yùn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)波在同一均勻介質(zhì)中是勻速傳波在同一均勻介質(zhì)中是勻速傳播，介質(zhì)的質(zhì)點(diǎn)做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)播，介質(zhì)的質(zhì)點(diǎn)做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)比喻比喻一人獨(dú)舞的錄像一人獨(dú)舞的錄像集體舞的劇照集體舞的劇照27 特別提醒：(1)波的圖象與振動(dòng)圖象外形上很相似，辨別它們時(shí)要看圖象的橫坐標(biāo)是時(shí)間t還是位移x。 (2)簡(jiǎn)諧波中的所有質(zhì)點(diǎn)都做簡(jiǎn)諧

11、運(yùn)動(dòng)，它們的振幅、周期均相同。28D 29 解題指導(dǎo)：根據(jù)(b)圖首先判定出此質(zhì)點(diǎn)在O時(shí)刻的位置和振動(dòng)方向，然后向波形圖中尋找符合條件的點(diǎn)。30 對(duì)點(diǎn)訓(xùn)練2(河北衡水中學(xué)2016年高二上學(xué)期調(diào)研)振源A帶動(dòng)細(xì)繩振動(dòng)，某時(shí)刻形成的橫波波形如圖1所示，在波傳播到細(xì)繩上一點(diǎn)P時(shí)開(kāi)始計(jì)時(shí)，則圖2中能表示P點(diǎn)振動(dòng)圖象的是()C 解析：解析：由波的傳播特點(diǎn)，前邊的質(zhì)點(diǎn)帶動(dòng)后面的質(zhì)點(diǎn)，后面的質(zhì)點(diǎn)重復(fù)前由波的傳播特點(diǎn)，前邊的質(zhì)點(diǎn)帶動(dòng)后面的質(zhì)點(diǎn)，后面的質(zhì)點(diǎn)重復(fù)前面的質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)，由圖面的質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)，由圖1可知振源可知振源A初始是從平衡位置向下振動(dòng)的，所以初始是從平衡位置向下振動(dòng)的，所以t0時(shí)時(shí)刻，質(zhì)點(diǎn)刻，質(zhì)點(diǎn)P應(yīng)由平

12、衡位置開(kāi)始向下運(yùn)動(dòng)，選項(xiàng)應(yīng)由平衡位置開(kāi)始向下運(yùn)動(dòng)，選項(xiàng)C正確。正確。31素素 養(yǎng)養(yǎng) 提提 升升32 已知質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)方向來(lái)判斷波的傳播方向或已知波的傳播方向來(lái)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)律是橫波的形成與傳播的特點(diǎn)，常用方法有： 1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(chēng)“上坡下、下坡上”(如圖1所示)。波的傳播方向和質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)方向的判斷方法波的傳播方向和質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)方向的判斷方法圖圖1 33 2同側(cè)法 在波的圖象上的某一點(diǎn)，沿豎直方向畫(huà)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(huà)出一個(gè)簡(jiǎn)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)(如圖所示)。3435(多選)一列橫波沿繩子傳播，某時(shí)刻繩子形成如圖所示的形狀，對(duì)此時(shí)繩上A、B、C、D、E、F六個(gè)質(zhì)點(diǎn)( ) A它們的振幅相同 B若波向右傳播，此時(shí)質(zhì)點(diǎn)B、C