2017-2018學(xué)年高中物理第十二章機械波第2節(jié)波的圖象學(xué)案新人教版選修

1、12.2波的圖象學(xué) 習(xí) 目 標(biāo)知 識 脈 絡(luò)1.知道波的圖象中橫、縱坐標(biāo)各表示什么物理量2知道什么是波的圖象，能在簡諧波的圖象中讀出質(zhì)點振動的振幅、波長、周期等物理量3能根據(jù)某一時刻波的圖象和波的傳播方向，畫出下一時刻和前一時刻的波的圖象，并能指出圖象中各個質(zhì)點在該時刻的振動方向(重點)4通過對波的圖象的意義的了解，培養(yǎng)應(yīng)用數(shù)學(xué)工具表達(dá)物理關(guān)系的能力.波的圖象eq avs4al(先填空)1波的圖象的作法(1)建立坐標(biāo)系：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表示該時刻各質(zhì)點偏離平衡位置的位移(2)選取正方向：規(guī)定位移的方向向上為正值，向下為負(fù)值(3)描點：把該時刻各質(zhì)點的位置

2、畫在坐標(biāo)系里(4)連線：用平滑曲線將各點連接起來就得到了這一時刻橫波的圖象2橫波圖象的物理意義：波的圖象直觀地表明了離波源不同距離的各振動質(zhì)點在某一時刻的位置3橫波圖象的特點：簡諧波的波形為正弦曲線eq avs4al(再判斷)1波的圖象描述了某一時刻各質(zhì)點離開平衡位置的位移情況()2只有橫波才能畫出波的圖象()3簡諧波中各質(zhì)點做的是簡諧運動()eq avs4al(后思考)1為什么不同時刻波的圖象的形狀不同？【提示】在波的傳播過程中，各質(zhì)點都在各自的平衡位置附近振動，不同時刻質(zhì)點的位移不同，故不同時刻波的圖象不同2波中各質(zhì)點做簡諧運動，是一種變加速運動，是否說明波的傳播也是變加速運動？【提示】不

3、能雖然質(zhì)點做變加速運動，但是在均勻介質(zhì)中波是勻速傳播的eq avs4al(核心點擊)1對波的圖象的理解(1)波的圖象是某一時刻介質(zhì)中各個質(zhì)點運動情況的“定格”可以將波的圖象比喻為某一時刻對所有質(zhì)點拍攝下的“集體照”(2)簡諧波的圖象是正(余)弦曲線，是最簡單的一種波，各個質(zhì)點振動的最大位移都相等，介質(zhì)中有正弦波傳播時，介質(zhì)中的質(zhì)點做簡諧運動(3)橫波的圖象形狀與波在傳播過程中介質(zhì)中各質(zhì)點某時刻的分布相似，波形中的波峰即為圖象中的位移正向的最大值，波谷即為圖象中的位移負(fù)向的最大值，波形中通過平衡位置的質(zhì)點在圖象中也恰處于平衡位置2波的圖象的周期性在波的傳播過程中，各質(zhì)點都在各自的平衡位置附近振動

4、，不同時刻質(zhì)點的位移不同，則不同時刻波的圖象不同質(zhì)點的振動位移做周期性變化，則波的圖象也做周期性變化經(jīng)過一個周期，波的圖象復(fù)原一次3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，也可能沿x軸負(fù)向傳播，具有雙向性1如圖1221所示為一列向右傳播的簡諧橫波在某個時刻的波形，由圖象可知()圖1221A質(zhì)點b此時位移為零B質(zhì)點b此時向y方向運動C質(zhì)點d的振幅是2 cmD質(zhì)點a再經(jīng)過eq f(T,2)通過的路程是4 cmE質(zhì)點a再經(jīng)過eq f(T,2)偏離平衡位置的位移是4 cm【答案】ACD2如圖1222為某一向右傳播的橫波在某時刻的波形圖，則下列敘述中正確的是() 【導(dǎo)學(xué)號：2

5、3570047】圖1222A經(jīng)過半個周期，質(zhì)點C將運動到E點處B M點和P點的振動情況時刻相同CA點比F點先到達(dá)最低位置DB點和D點的振動步調(diào)相反EA點和E點的振動步調(diào)相同【答案】CDE3.如圖1223所示為一波形圖，波沿x軸負(fù)方向傳播，就標(biāo)明的質(zhì)點而言，速度為正、加速度為負(fù)的質(zhì)點是_圖1223【答案】S對波的圖象的三點說明(1)在某一時刻各質(zhì)點的位移不同，但各質(zhì)點的振幅是相同的(2)每一質(zhì)點的振動規(guī)律相同，只是后一質(zhì)點比前一質(zhì)點振動的晚(3)某時刻波的圖象與經(jīng)過一段時間后波的圖象十分相似，不同的是波的圖象沿波的傳播方向又延伸了一段距離而已振動圖象與波動圖象的對比eq avs4al(先填空)1

6、由波的圖象可獲取的信息知道了一列波在某時刻的波形圖象，如圖1224所示，能從這列波的圖象中了解到波的情況主要有以下幾點：圖1224(1)可以直接看出在該時刻沿傳播方向上各質(zhì)點的位移圖線上各點的縱坐標(biāo)表示的是各點在該時刻的位移如圖線上的M點的位移是2_cm.(2)可以直接看出在波的傳播過程中介質(zhì)中各質(zhì)點的振幅A，即波的圖象上縱坐標(biāo)最大值的絕對值，圖中的振幅A4_cm.(3)可以判斷出沿傳播方向上各質(zhì)點在該時刻的運動方向2振動圖象與波動圖象的比較振動圖象波動圖象不同點物理意義表示一質(zhì)點在各個時刻的位移表示某時刻各個質(zhì)點的位移圖象圖象變化隨時間延伸隨時間推移比喻單人舞的錄像抓拍的集體舞照片相同點及聯(lián)

7、系圖象形狀正弦曲線可獲得的信息質(zhì)點振動的振幅，位移、加速度的方向聯(lián)系質(zhì)點的振動是組成波動的基本要素eq avs4al(再判斷)1波的圖象是質(zhì)點的運動軌跡()2由波的圖象可以看出質(zhì)點振動的振幅()3可以根據(jù)波的傳播方向確定各質(zhì)點某時刻的運動方向()eq avs4al(后思考)1怎樣從圖形上區(qū)分振動圖象和波動圖象？【提示】振動圖象的橫坐標(biāo)軸是時間，波動圖象的橫坐標(biāo)軸是傳播距離2振動圖象和波動圖象的物理意義有什么不同？【提示】振動圖象表示一個質(zhì)點在各個不同時刻的位移變化情況，波動圖象表示某一時刻各個質(zhì)點的位移eq avs4al(核心點擊)波的傳播方向和質(zhì)點振動方向的判斷質(zhì)點振動方向跟波的傳播方向存在

8、著必然的聯(lián)系，若知道波的傳播方向，便知道波源的方位，任給一質(zhì)點，我們均可判定它跟隨哪些質(zhì)點振動，便知道它的振動方向，反之亦然1上下坡法沿波的傳播方向看，“上坡”的點向下運動，“下坡”的點向上運動，簡稱“上坡下，下坡上”，如圖1225所示圖12252帶動法原理：先振動的質(zhì)點帶動鄰近的后振動的質(zhì)點方法：在質(zhì)點P靠近波源一方附近的圖象上另找一點P，若P在P上方，則P向上運動，若P在P下方，則P向下運動，如圖1226所示圖12263微平移法原理：波向前傳播，波形也向前平移方法：作出經(jīng)微小時間t后的波形，就知道了各質(zhì)點經(jīng)過t時間到達(dá)的位置，運動方向也就知道了，如圖1227甲所示圖12274同側(cè)法質(zhì)點的振

9、動方向與波的傳播方向在波的圖象的同一側(cè)如圖1227乙所示，波向右傳播5首首相對法橫波是條正(余)弦線，峰點、谷點、臨界點，傳播、振動方向間，首首相對(或尾尾相對)“是必然”其意思是：峰點與谷點是振動方向改變的臨界點，用箭頭表示傳播與振動方向，則在臨界點畫出的箭頭必有“首首相對”(或尾尾相對)，如圖1228所示圖1228以上五種方法，都是以波的產(chǎn)生或傳播作為依據(jù)，掌握這五種方法，有助于我們理解波的產(chǎn)生和傳播，并且在以后解題中經(jīng)常用到，我們應(yīng)認(rèn)真體會并掌握4.如圖1229所示為一列簡諧橫波在某一時刻的波形圖，已知質(zhì)點A在此時刻的振動方向如圖中箭頭所示，則以下說法中正確的是()圖1229A波向左傳播

10、B波向右傳播C質(zhì)點B向上振動D質(zhì)點B向下振動E質(zhì)點C向上振動【答案】ACE5(2014北京高考)一簡諧機械橫波沿x軸正方向傳播，波長為，周期為T.t0時刻的波形如圖12210甲所示，a、b是波上的兩個質(zhì)點圖乙是波上某一質(zhì)點的振動圖象. 【導(dǎo)學(xué)號：23570048】甲乙圖12210At0時質(zhì)點a的加速度最大Bt0時質(zhì)點a的速度最大 Ct0時質(zhì)點b的速度最大D圖乙可以表示質(zhì)點a的振動E圖乙可以表示質(zhì)點b的振動【答案】ACE6如圖12211所示為一列簡諧波在某一時刻的波形，求：圖12211(1)該波的振幅；(2)已知該波向右傳播，說明A，B，C，D各質(zhì)點的振動方向【解析】(1)波的圖象上縱坐標(biāo)的最大值就是波的振幅；所以該波的振幅是5 cm.(2)由于該波向右傳播，所以在A，B，