【教學(xué)課件】第2節(jié) 波的描述 示范課件

2波的描述第三章機(jī)械波第1課時新課引入觀察水波問題：我們能否用圖像來描述波呢？新課引入問題：我們用什么樣的圖像來描述波呢？簡諧運(yùn)動是單個質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動情況，用x-t圖像可以很方便的描述質(zhì)點(diǎn)在任意時刻的位移。

機(jī)械波卻是很多質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動，在同一時刻各個質(zhì)點(diǎn)的位移都不盡相同，不方便使用x-t圖像來描述。一、波的圖像觀察繩波照片它記錄了繩上各質(zhì)點(diǎn)在該時刻的具體位置

如果用橫坐標(biāo)x表示在波的傳播方向上繩中各質(zhì)點(diǎn)的平衡位置，縱坐標(biāo)y表示某一時刻繩中各質(zhì)點(diǎn)偏離平衡位置的位移。

把平衡時位于x1，x2，x3，…的質(zhì)點(diǎn)的位移y1，y2，y3，…畫在Oxy坐標(biāo)平面內(nèi)，得到一系列坐標(biāo)為（x1，y1），（x2，y2），（x3，y3），…的點(diǎn)，這些點(diǎn)的集合就是這一時刻波的圖像。yxO一、波的圖像波的圖像又稱為波形圖3.簡諧波定義：如果波的圖像是正弦曲線，這樣的波叫作正弦波，也叫簡諧波。簡諧波是一種最基本、最簡單的波。1.物理意義：反映某一時刻各個質(zhì)點(diǎn)偏離平衡位置的位移.2.注意：在波的圖像中，每一個質(zhì)點(diǎn)都只在自己的平衡位置附近振動，而不會隨波的傳播向遠(yuǎn)處遷移。yxO二波長、頻率和波速觀察：質(zhì)點(diǎn)1和質(zhì)點(diǎn)13的振動情況。1.波長定義：在波的傳播方向上，振動相位總是相同的兩個相鄰質(zhì)點(diǎn)間的距離，叫作波長。用λ表示。yxOλλλ相鄰兩個波峰（波谷）或相鄰兩個密部（疏部）之間的距離等于波長（1）這兩點(diǎn)對平衡位置的位移的大小和方向總保持相同。（2）這兩點(diǎn)速度大小和方向總保持相同。所以：這兩點(diǎn)振動步調(diào)總保持相同。在波動中，相隔等于波長的兩個點(diǎn)的振動特點(diǎn)：二波長、頻率和波速觀察：引申：（1）相隔λ整數(shù)倍的兩個質(zhì)點(diǎn)的步調(diào)總是相同(2)相隔λ/2的兩個質(zhì)點(diǎn)的步調(diào)總是相反（3）相隔λ/2的奇數(shù)倍兩個質(zhì)點(diǎn)的步調(diào)總是相反二波長、頻率和波速2.周期（頻率）定義：介質(zhì)中各質(zhì)點(diǎn)振動的周期（頻率）都等于波源的振動周期（頻率），我們把這個周期（頻率）叫做波的周期（頻率）。頻率通常用字母f表示，單位是Hz．周期通常用字母T表示，單位是s．幾點(diǎn)說明：(1)波的周期（或頻率）應(yīng)由波源決定，與傳播波的介質(zhì)無關(guān)。(3)每經(jīng)過一個周期的時間波就沿傳播方向傳播一個波長的距離。(2)每經(jīng)歷一個周期，原有的波形圖不改變。二波長、頻率和波速3、幾點(diǎn)說明(2)一列波在同一均勻介質(zhì)中是勻速傳播的。(3)要區(qū)分波速與質(zhì)點(diǎn)振動速度的含義。(1)波速的大小由介質(zhì)的性質(zhì)決定，同一列波在不同介質(zhì)中傳播速度不同。物理意義:反映振動在介質(zhì)中傳播的快慢程度.3.波速定義：單位時間內(nèi)振動所傳播的距離叫做波速。公式:v===λf

二波長、頻率和波速(1)波速的大小由介質(zhì)的性質(zhì)決定，與波的頻率、質(zhì)點(diǎn)的振幅無關(guān)。v==λf

波長、頻率和波速之間的關(guān)系波長、頻率和波速的決定因素（2）波的頻率只取決于波源，與波速、波長無關(guān)。波在傳播過程中、從一種介質(zhì)進(jìn)入另一種介質(zhì)時頻率不變。（3）波長則決定于波速和頻率。波從一種介質(zhì)進(jìn)入另一種介質(zhì)波速發(fā)生變化，頻率不變，波長發(fā)生變化；波在同一均勻介質(zhì)中傳播，v不變，當(dāng)頻率發(fā)生變化，波長也發(fā)生變化。典題剖析例1.(多選)關(guān)于波長,下列說法正確的是()A.在一個周期內(nèi)振動在介質(zhì)中傳播的距離等于波長B.在一個周期內(nèi)某個質(zhì)點(diǎn)所走過的路程等于波長C.在波的傳播方向上位移始終相同的相鄰兩質(zhì)點(diǎn)間的距離等于波長D.在波的傳播方向上振動速度始終相同的相鄰兩質(zhì)點(diǎn)間的距離等于波長解析:在波動中,對平衡位置的位移總是相同的兩個相鄰質(zhì)點(diǎn)間的距離等于波長,在一個周期內(nèi),振動在介質(zhì)中的傳播距離等于一個波長,故選項(xiàng)A、C正確;在波傳播過程中,質(zhì)點(diǎn)只是上下振動,一個周期內(nèi)某個質(zhì)點(diǎn)所走過的路程等于4A,故選項(xiàng)B錯誤;在波的傳播方向上振動速度始終相同的相鄰兩質(zhì)點(diǎn)間的距離等于波長,故選項(xiàng)D正確。ACD例2.(多選)下圖所示的是一列簡諧波在某一時刻的波形圖象，下列說法中正確的是()A．質(zhì)點(diǎn)A、C、E、G、I在振動過程中位移總是相同B．質(zhì)點(diǎn)B、F在振動過程中位移總是相等C．質(zhì)點(diǎn)D、H的平衡位置間的距離是一個波長D．質(zhì)點(diǎn)A、I在振動過程中位移總是相同，它們的平衡位置間的距離是一個波長典題剖析BC典題剖析解析:從圖象中可以看出質(zhì)點(diǎn)A、C、E、G、I在該時刻的位移都是零，由于波的傳播方向是向右的，容易判斷出質(zhì)點(diǎn)A、E、I的速度方向是向下的，而質(zhì)點(diǎn)C、G的速度方向是向上的，因而這五個點(diǎn)的位移不總是相同，A項(xiàng)錯誤；質(zhì)點(diǎn)B、F是同處在波峰的兩個點(diǎn)，它們的振動步調(diào)完全相同，在振動過程中位移總是相等，B項(xiàng)正確；質(zhì)點(diǎn)D、H是處在相鄰的兩個波谷的點(diǎn)，它們的平衡位置之間的距離等于一個波長，C項(xiàng)正確；雖然質(zhì)點(diǎn)A、I在振動過程中位移總是相同，振動步調(diào)也完全相同，但由于它們不是相鄰的振動步調(diào)完全相同的兩個點(diǎn)，它們的平衡位置之間的距離不是一個波長(應(yīng)為兩個波長)，D項(xiàng)錯誤．典題剖析例3.(多選)對機(jī)械波，關(guān)于公式v＝λf，下列說法正確的是()A．v＝λf適用于一切波B．由v＝λf知，f增大，則波速v也增大C．v、λ、f三個量中，對同一列波來說，在不同介質(zhì)中傳播時保持不變的只有fD．由v＝λf知，波長是4m的聲音為波長是2m的聲音傳播速度的2倍解析:公式v＝λf適用于一切波，A正確；公式中v、f都有其特定的決定因素，即介質(zhì)決定機(jī)械波的波速，波源決定頻率，由v＝λf可知，波速、頻率確定的同時，也確定了波長．故B錯D錯；C正確。AC典題剖析例4.(多選)某同學(xué)漂浮在海面上，雖然水面波正平穩(wěn)地以1.8m/s的速率向著海灘傳播，但他并不向海灘靠近．該同學(xué)發(fā)現(xiàn)從第1個波峰到第10個波峰通過身下的時間間隔為15s．下列說法正確的是()A．該水面波的頻率為6HzB．該水面波的波長為3mC．水面波沒有將該同學(xué)推向岸邊，是因?yàn)椴▊鞑r能量不會傳遞出去D．水面波沒有將該同學(xué)推向岸邊，是因?yàn)椴▊鞑r振動的質(zhì)點(diǎn)并不隨波遷移BD解析:水面波是一種機(jī)械波，傳播過程中各質(zhì)點(diǎn)只在平衡位置上下往復(fù)運(yùn)動，不隨波的傳播而遷移，因此水面波不會將該同學(xué)推向岸邊，故D正確；由題意可知該波的周期T＝s=s，頻率f＝＝0.6Hz，波長λ＝vT＝3m，故A錯、B正確．課堂小結(jié)波的描述波的圖像縱坐標(biāo)y表