高中物理 第12章 第2節(jié)波的圖象課件 新人教版選修3-4

1、高中物理選修高中物理選修3-43-4課件課件第二節(jié)波的圖象第二節(jié)波的圖象高中物理選修高中物理選修3-43-4課件課件課前自主學(xué)案課前自主學(xué)案核心要點(diǎn)突破核心要點(diǎn)突破課堂互動(dòng)講練課堂互動(dòng)講練課標(biāo)定位課標(biāo)定位知能優(yōu)化訓(xùn)練知能優(yōu)化訓(xùn)練第二節(jié)波的圖象第二節(jié)波的圖象高中物理選修高中物理選修3-43-4課件課件課標(biāo)定位學(xué)習(xí)目標(biāo)：1.理解波的圖象的物理意義2能根據(jù)波的圖象進(jìn)行有關(guān)判斷，以及根據(jù)有關(guān)信息畫出波的圖象重點(diǎn)難點(diǎn)：1.利用波的圖象和波的傳播方向，確定各質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向，從而判定質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)速度、回復(fù)力、動(dòng)能及勢能情況2理解和區(qū)別波的圖象與振動(dòng)圖象高中物理選修高中物理選修3-43-4課件課件課前自主學(xué)案課

2、前自主學(xué)案一、波的圖象一、波的圖象1波的圖象的作法波的圖象的作法(1)建立坐標(biāo)系：用橫坐標(biāo)建立坐標(biāo)系：用橫坐標(biāo)x表示在波的傳播方向上表示在波的傳播方向上各質(zhì)點(diǎn)的各質(zhì)點(diǎn)的_，縱坐標(biāo)，縱坐標(biāo)y表示某時(shí)刻各質(zhì)表示某時(shí)刻各質(zhì)點(diǎn)偏離平衡位置的點(diǎn)偏離平衡位置的_(2)正方向的選?。阂话阋?guī)定，在橫波中，位移正方向的選?。阂话阋?guī)定，在橫波中，位移_時(shí)時(shí)y取正值，取正值，_時(shí)時(shí)y取負(fù)值取負(fù)值平衡位置平衡位置位移位移向上向上向下向下高中物理選修高中物理選修3-43-4課件課件(3)描點(diǎn)：把平衡時(shí)位于x1、x2、x3的質(zhì)點(diǎn)的位移y1、y2、y3畫在xOy坐標(biāo)平面內(nèi)，得到一系列坐標(biāo)為(x1，y1)，(x2，y2)，(

3、x3，y3)的點(diǎn)(4)連線：用一條平滑的線把(3)中的諸點(diǎn)連接起來(或說(3)中無窮多點(diǎn)的集合)就是這時(shí)的_波的圖象波的圖象高中物理選修高中物理選修3-43-4課件課件2波的圖象也稱_，簡稱_3簡諧波：如果波的圖象是正弦曲線，這樣的波叫_，也叫_這一稱呼是我們今后更常見的一種說法，當(dāng)介質(zhì)中有這樣的波傳播時(shí)，波所到之處的介質(zhì)質(zhì)點(diǎn)在做_波形圖波形圖波形波形正弦波正弦波簡諧波簡諧波簡諧運(yùn)動(dòng)簡諧運(yùn)動(dòng)高中物理選修高中物理選修3-43-4課件課件二、波的圖象與振動(dòng)圖象的比較簡諧波的圖象與簡諧運(yùn)動(dòng)的圖象都是_曲線，但它們又有著諸多本質(zhì)的區(qū)別，具體如下：1描述對象(1)振動(dòng)圖象：_；(2)波的圖象：波傳播方向

4、上的_正弦正弦某個(gè)質(zhì)點(diǎn)某個(gè)質(zhì)點(diǎn)各個(gè)質(zhì)點(diǎn)各個(gè)質(zhì)點(diǎn)高中物理選修高中物理選修3-43-4課件課件2坐標(biāo)軸意義(1)振動(dòng)圖象橫軸：_；縱軸：質(zhì)點(diǎn)位移(2)波的圖象橫軸：波線上各質(zhì)點(diǎn)的_；縱軸：各質(zhì)點(diǎn)對平衡位置的_振動(dòng)到該點(diǎn)所用的時(shí)間振動(dòng)到該點(diǎn)所用的時(shí)間平衡位置平衡位置位移位移高中物理選修高中物理選修3-43-4課件課件3物理意義(1)振動(dòng)圖象：表示介質(zhì)中_在_的位移變化(可聯(lián)想“錄像機(jī)”)(2)波的圖象：表示介質(zhì)中_在_的位移一個(gè)振動(dòng)質(zhì)點(diǎn)一個(gè)振動(dòng)質(zhì)點(diǎn)一段時(shí)間內(nèi)一段時(shí)間內(nèi)各個(gè)質(zhì)點(diǎn)各個(gè)質(zhì)點(diǎn)某一時(shí)刻某一時(shí)刻高中物理選修高中物理選修3-43-4課件課件核心要點(diǎn)突破核心要點(diǎn)突破一、振動(dòng)圖象和波的圖象的異同一、振

5、動(dòng)圖象和波的圖象的異同簡諧運(yùn)動(dòng)的圖象簡諧波的圖象不同點(diǎn)研究的內(nèi)容一個(gè)質(zhì)點(diǎn)的位移隨時(shí)間的變化規(guī)律某時(shí)刻參與波動(dòng)的所有質(zhì)點(diǎn)的空間分布規(guī)律圖象圖象變化隨時(shí)間延伸隨時(shí)間推移一個(gè)完整圖象所占橫坐標(biāo)的距離表示一個(gè)周期T表示一個(gè)波長(見下節(jié))比喻單人舞的錄像拍攝的集體舞照片高中物理選修高中物理選修3-43-4課件課件簡諧運(yùn)動(dòng)的圖象簡諧波的圖象相同點(diǎn)及聯(lián)系圖象形狀正弦曲線縱坐標(biāo)質(zhì)點(diǎn)位移縱坐標(biāo)最大值振幅聯(lián)系質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)是組成波動(dòng)的基本要素高中物理選修高中物理選修3-43-4課件課件特別提醒：(1)注意研究對象的區(qū)別；(2)理解波動(dòng)中質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)；(3)形象記憶：振動(dòng)圖象是“個(gè)人錄像”，而波的圖象則是“集體照”高中物

6、理選修高中物理選修3-43-4課件課件即時(shí)應(yīng)用(即時(shí)突破，小試牛刀)1關(guān)于振動(dòng)圖象和波的圖象，以下說法正確的是()A波的圖象反映出很多質(zhì)點(diǎn)在同一時(shí)刻的位移B通過波的圖象可以找出任一質(zhì)點(diǎn)在任一時(shí)刻的位移C振動(dòng)圖象的橫軸是時(shí)間軸D兩種圖象y軸都表示質(zhì)點(diǎn)離開平衡位置的位移高中物理選修高中物理選修3-43-4課件課件解析：選ACD.波的圖象記錄的是大量質(zhì)點(diǎn)在某一時(shí)刻離開平衡位置的位移，不能讀出任一質(zhì)點(diǎn)在任一時(shí)刻的位移，B錯(cuò)；依據(jù)振動(dòng)圖象和波的圖象的畫法可知A、C、D正確高中物理選修高中物理選修3-43-4課件課件二、振動(dòng)方向與波傳播方向的關(guān)系質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)方向與波的傳播方向間存在著必然的聯(lián)系，若已知波的傳播

7、方向，便知波源的方位，任給一質(zhì)點(diǎn)，我們均可判定它跟隨哪些質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)，便知道它的振動(dòng)方向，反之亦然1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，并判斷位移、加速度、速度、動(dòng)能的變化高中物理選修高中物理選修3-43-4課件課件常用方法：(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)，簡稱“上坡下，下坡上”，如圖1221.圖圖1221高中物理選修高中物理選修3-43-4課件課件(2)帶動(dòng)法原理：先振動(dòng)的質(zhì)點(diǎn)帶動(dòng)鄰近的后振動(dòng)的質(zhì)點(diǎn)方法：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1222.圖圖1222高中物理選

8、修高中物理選修3-43-4課件課件(3)微平移法原理：波向前傳播，波形也向前平移方法：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，此刻質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)方向也就知道了，如圖1223. 圖圖1223高中物理選修高中物理選修3-43-4課件課件(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1224所示，若波向右傳播，則P向下運(yùn)動(dòng)圖圖1224高中物理選修高中物理選修3-43-4課件課件2由質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)方向確定波的傳播方向仍是上述幾種方法，只需將判定的程序倒過來，“反其道行之”即可高中物理選修高中物理選修3-43-4課件課件即時(shí)應(yīng)用(即時(shí)突破，小試牛刀)2如圖1225中正確的波形

9、圖是()解析：選BC.根據(jù)“坡形”法，凡是在“上坡”區(qū)的必向下運(yùn)動(dòng)，“下坡”區(qū)的必向上運(yùn)動(dòng)，故B、C正確圖圖1225高中物理選修高中物理選修3-43-4課件課件高中物理選修高中物理選修3-43-4課件課件2平移法先求出在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)間充滿波形高中物理選修高中物理選修3-43-4課件課件即時(shí)應(yīng)用(即時(shí)突破，小試牛刀)3.如圖1226所示，一列簡諧橫波沿x軸正方向傳播，實(shí)線和虛線分別表示t10和t20.5 s(T0.5 s)時(shí)的波形能正確反映t37.5 s時(shí)

10、波形的是圖()圖圖1226高中物理選修高中物理選修3-43-4課件課件圖圖1227高中物理選修高中物理選修3-43-4課件課件課堂互動(dòng)講練課堂互動(dòng)講練波的傳播方向與質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)方向的互判波的傳播方向與質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)方向的互判簡諧橫波某時(shí)刻的波形圖線如圖簡諧橫波某時(shí)刻的波形圖線如圖1228所示，由此圖可知所示，由此圖可知()圖圖1228高中物理選修高中物理選修3-43-4課件課件A若質(zhì)點(diǎn)a向下運(yùn)動(dòng)，則波是從左向右傳播的B若質(zhì)點(diǎn)b向上運(yùn)動(dòng)，則波是從左向右傳播的C若波從右向左傳播，則質(zhì)點(diǎn)c向下運(yùn)動(dòng)D若波從右向左傳播，則質(zhì)點(diǎn)d向上運(yùn)動(dòng)【精講精析】由“帶動(dòng)法”可知，若a向下運(yùn)動(dòng)，則a是由其右側(cè)鄰近質(zhì)點(diǎn)帶動(dòng)的，波源

11、位于右側(cè)，波向左傳播，故A錯(cuò)；同理，B正確；若波從右向左傳播，則c、d質(zhì)點(diǎn)均應(yīng)由其右側(cè)鄰近質(zhì)點(diǎn)帶動(dòng)，其右側(cè)質(zhì)點(diǎn)位于c、d上方，所以c、d均向上運(yùn)動(dòng)，故C項(xiàng)錯(cuò)誤，D正確高中物理選修高中物理選修3-43-4課件課件【答案】BD【方法總結(jié)】本題考查波的傳播方向與質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)方向之間的相互關(guān)系，判定的方法有多種，常用的有“上下坡法”、“帶動(dòng)法”等高中物理選修高中物理選修3-43-4課件課件變式訓(xùn)練1如圖1229所示是一列簡諧波某一時(shí)刻波的圖象，下列說法正確的是()A波一定沿x軸正方向傳播Ba、b兩個(gè)質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)速度方向相反C若a點(diǎn)此時(shí)的速度方向沿y軸正方向，那么波的傳播方向是沿x軸的正方向D若波沿x軸的負(fù)方

12、向傳播，則b質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)速度方向是沿y軸的負(fù)方向圖圖1229高中物理選修高中物理選修3-43-4課件課件解析：選BC.x軸是表示在波傳播方向上的一系列質(zhì)點(diǎn)的平衡位置，但x軸指向不表示波的傳播方向，故A錯(cuò)根據(jù)“上下坡”法：無論波向左傳播還是向右傳播，a、b都處于不同“坡區(qū)”，即當(dāng)a處于下坡路時(shí)，b處于上坡路，所以兩者振動(dòng)速度方向相反，故B正確同理可判斷C正確，D錯(cuò)誤高中物理選修高中物理選修3-43-4課件課件波的圖象的求解波的圖象的求解圖圖12210高中物理選修高中物理選修3-43-4課件課件【思路點(diǎn)撥】正確解答本題的關(guān)鍵有以下三點(diǎn)：(1)理解波的圖象的物理意義(2)掌握已知某一時(shí)刻波的圖象，確定

13、質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)方向的方法(3)理解波的傳播可看成是波形的傳播，不能誤認(rèn)為是質(zhì)點(diǎn)的平移高中物理選修高中物理選修3-43-4課件課件高中物理選修高中物理選修3-43-4課件課件【答案】AC【方法總結(jié)】在簡諧波的圖象中，每一個(gè)質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)規(guī)律同單個(gè)質(zhì)點(diǎn)的簡諧運(yùn)動(dòng)規(guī)律是完全相同的，因此波的圖象中，牽涉到單個(gè)質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)問題可利用已有的振動(dòng)規(guī)律作出判斷高中物理選修高中物理選修3-43-4課件課件 如圖12211所示，甲為一列簡諧橫波在t0.10 s時(shí)刻的波形圖，P是平衡位置為x1 m處的質(zhì)點(diǎn)，Q是平衡位置為x4 m處的質(zhì)點(diǎn)，圖乙為質(zhì)點(diǎn)O的振動(dòng)圖象，則()波的圖象與振動(dòng)圖象的綜合波的圖象與振動(dòng)圖象的綜合圖圖12211高中物理選修高中物理選修3-43-4課件課件At0.15 s時(shí)，質(zhì)點(diǎn)Q的加速度達(dá)到正向最大Bt0.15 s時(shí)，質(zhì)點(diǎn)P的運(yùn)動(dòng)方向沿y軸負(fù)方向C從t0.10 s到t0.25 s，該波沿x軸正方向傳播了6 mD從t0.10 s到t0.25 s，質(zhì)點(diǎn)P通過的路程為30 cm【精講精析】由質(zhì)點(diǎn)Q的振動(dòng)圖象可知，t0.15 s時(shí)，Q正處于最低點(diǎn)，加速度達(dá)到正向最大，選項(xiàng)A對；t0.10 s時(shí)，Q正處于平衡位置向下運(yùn)動(dòng)高中物理選修高中物理選修3-43-4課件課件【答案答案】AB高中物理選修高中物理選修3-43-4課件課件變式