【教學(xué)課件】波的描述 示范課件1

2波的描述第三章機(jī)械波第2課時(shí)新課引入復(fù)習(xí)回顧1.圖線的橫、縱坐標(biāo)分別表示什么物理量？橫軸表示時(shí)間各質(zhì)點(diǎn)的平衡位置,縱軸表示某一時(shí)刻各質(zhì)點(diǎn)偏離平衡位置的位移。關(guān)于波的圖像2.從簡諧運(yùn)動(dòng)圖象可以求哪些物理量?x/my/m5-50246（1）振幅A:圖像的峰值。（2）波長λ:相鄰兩個(gè)波峰或波谷之間的距離。（3）各個(gè)質(zhì)點(diǎn)的位移x:對應(yīng)于圖像上某一點(diǎn)的坐標(biāo)（x，y）。

如何根據(jù)波的傳播方向判斷質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向？思考：Q′QP′一、波的圖像的應(yīng)用1.波的傳播方向和質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向之間的關(guān)系。⑴帶動(dòng)法步驟1：明確波的傳播方向，確定波源方位；x/my/cm5-50246v步驟2：在某質(zhì)點(diǎn)P（Q）靠近波源一方（緊挨著P點(diǎn)）圖像上找另外一點(diǎn)P′（Q′）；步驟3：若P′在P下方，則P′帶動(dòng)P向下運(yùn)動(dòng)；P若Q′在Q上方，則Q'帶動(dòng)Q向上運(yùn)動(dòng)。如果已知P點(diǎn)的振動(dòng)方向向下，判斷波的傳播方向。思考：一、波的圖像的應(yīng)用（2）微平移法做出經(jīng)微小時(shí)間后的波形，就知道了各質(zhì)點(diǎn)經(jīng)過Δt時(shí)間達(dá)到的位置，運(yùn)動(dòng)方向就可確定。v將波的圖像視為蜿蜒起伏的“山坡”，沿波的傳播方向看，“上坡路段”上的各質(zhì)點(diǎn)都向下振動(dòng)，“下坡路段”上的各質(zhì)點(diǎn)都向上振動(dòng)。簡稱“上坡下，下坡上”。一、波的圖像的應(yīng)用（3）上下坡法YXOv下坡上上坡下上坡下注意一、波的圖像的應(yīng)用例1圖所示為一列向右傳播的簡諧波在某時(shí)刻的波形圖,試求出波形圖上A、B、C、D四個(gè)質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向。Vvvvv例2如圖所示為一列簡諧波在某時(shí)刻的波形圖，已知圖形上某點(diǎn)的振動(dòng)方向如圖所示。試求這列波的傳播方向。YXOvV練習(xí)一、波的圖像的應(yīng)用2.求波在某時(shí)刻的波形圖（1）特殊點(diǎn)法：先找出兩點(diǎn)（平衡位置和波峰及波谷特殊點(diǎn)）并確定其運(yùn)動(dòng)方向；然后確定經(jīng)Δt時(shí)間內(nèi)這兩點(diǎn)所達(dá)到的位置；最后按正弦規(guī)律畫出新的波形。x/my/m01234v畫出再經(jīng)t=T/4時(shí)的波形圖PP′QQ′一、波的圖像的應(yīng)用（2）圖象平移法：經(jīng)過時(shí)間Δt，波在傳播方向移動(dòng)的距離x=vΔt,因此，把圖象沿傳播方向平移x即得到相對應(yīng)的圖象。x/my/m01234v二、波的圖像與振動(dòng)圖像對比兩者都是按正弦或余弦規(guī)律變化的曲線，振動(dòng)圖像和波的圖像中的縱坐標(biāo)均表示質(zhì)點(diǎn)離開平衡位置的位移，縱坐標(biāo)的最大值均表示質(zhì)點(diǎn)的振幅。相同點(diǎn)不同點(diǎn)⑴橫軸坐標(biāo)的意義不同：波的圖象中橫軸表示各個(gè)質(zhì)點(diǎn)的平衡位置到原點(diǎn)的距離；振動(dòng)圖象中橫軸表示該質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)的時(shí)間。⑵物理意義不同：波動(dòng)圖像表示某一時(shí)刻各個(gè)質(zhì)點(diǎn)離開平衡位置的位移；振動(dòng)圖象描述的是某一質(zhì)點(diǎn)在不同時(shí)刻離開平衡位置的位移．二、波的圖像與振動(dòng)圖像對比(3)最大值間距的含義不同：波的圖像中相鄰的最大值之間的間隔等于波長；振動(dòng)圖像中相鄰的最大值之間的間隔等于周期。不同點(diǎn)(4)圖線變化不同：波的圖像隨時(shí)間推移沿傳播方向平移；振動(dòng)圖像隨時(shí)間推移圖像延伸，但已有的圖像形狀不變。x/my/m01234t/sy/m01234哪個(gè)是振動(dòng)圖像？哪個(gè)是波形圖？波形圖振動(dòng)圖像圖線隨時(shí)間如何變化波形平移圖像延伸三、機(jī)械波的多解問題1.周期性(1)時(shí)間的周期性：時(shí)間間隔Δt與周期T的關(guān)系不明確。(2)空間的周期性：波傳播距離Δx與波長λ的關(guān)系不明確。2.雙向性(1)傳播方向雙向性：波的傳播方向不確定。(2)振動(dòng)方向雙向性：質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)方向不明確。給出兩時(shí)刻的波形，則有可能是波形重復(fù)多次后又變至題目所給的后一種波形只告訴波速不說傳播方向，應(yīng)考慮沿兩個(gè)方向傳播的可能三、機(jī)械波的多解問題例3如圖所示，實(shí)線是某時(shí)刻的波形圖象，虛線是0.2s后的波形圖。(1)若波向左傳播，求它的可能周期和最大周期；(2)若波向右傳播，求它的可能傳播速度；(3)若波速是45m/s，求波的傳播方向。應(yīng)用三、機(jī)械波的多解問題解析(1)波向左傳播，傳播的時(shí)間為Δt＝T＋nT，(n＝0,1，2，…)，所以T＝s＝s，(n＝0,1,2,3，…)，當(dāng)n=0時(shí)，最大周期為Tmax＝s≈0.27s.(2)波向右傳播Δt＝T＋nT,(n＝0,1,2,3…)所以T＝s,(n＝0,1,2…)，而λ＝4m所以v＝＝5(4n＋1)m/s,(n＝0,1,2…)．(3)波速是45m/s，設(shè)波向右傳播，由上問求得的向右傳播的波速公式得45m/s＝5(4n＋1)m/s，解得n＝2.故假設(shè)成立，波向右傳播．典題剖析例1一列簡諧波在t=0時(shí)刻的波形如圖甲所示,圖乙表示該波傳播的介質(zhì)中某質(zhì)點(diǎn)此后一段時(shí)間內(nèi)的振動(dòng)圖像,則()A.若波沿x軸正方向傳播,圖乙應(yīng)為a點(diǎn)的振動(dòng)圖像B.若波沿x軸正方向傳播,圖乙應(yīng)為b點(diǎn)的振動(dòng)圖像C.若波沿x軸正方向傳播,圖乙應(yīng)為c點(diǎn)的振動(dòng)圖像D.若波沿x軸正方向傳播,圖乙應(yīng)為d點(diǎn)的振動(dòng)圖像解析：在圖乙的振動(dòng)圖像中，t=0時(shí)刻質(zhì)點(diǎn)在平衡位置并向y軸的正方向運(yùn)動(dòng)，而圖甲的波形卻表明在t=0時(shí)刻質(zhì)點(diǎn)b、d在平衡位置，而a、c不在平衡位置，故選項(xiàng)A、C判斷錯(cuò)誤；若波沿x軸正方向傳播，質(zhì)點(diǎn)b向上運(yùn)動(dòng)，d向下運(yùn)動(dòng)，故選項(xiàng)B判斷正確，選項(xiàng)D判斷錯(cuò)誤。B典題剖析例2周期為2.0s的簡諧橫波沿x軸傳播，該波在某時(shí)刻的圖象如圖所示，此時(shí)質(zhì)點(diǎn)P沿y軸負(fù)方向運(yùn)動(dòng)，則該波()A．沿x軸正方向傳播，波速v＝20m/sB．沿x軸正方向傳播，波速v＝10m/sC．沿x軸負(fù)方向傳播，波速v＝20m/sD．沿x軸負(fù)方向傳播，波速v＝10m/s解析：由質(zhì)點(diǎn)P沿y軸負(fù)方向運(yùn)動(dòng)，可知波源在左，波沿x軸正方向傳播，波長λ=20m，波速v＝＝10m/s，B項(xiàng)正確．B典題剖析例2(多選)如圖，一列簡諧橫波沿x軸正方向傳播，實(shí)線為t＝0時(shí)的波形圖，虛線為t＝0.5s時(shí)的波形圖。已知該簡諧波的周期大于0.5s。關(guān)于該簡諧波，下列說法正確的是()A．波長為2mB．波速為6m/sC．頻率為1.5HzD．t＝2s時(shí)，x＝2m處的質(zhì)點(diǎn)經(jīng)過平衡位置BCD解析：由圖象可知簡諧橫波的波長為λ＝4m，A項(xiàng)錯(cuò)誤；波沿x軸正向傳播，t＝0.5s＝（n+）T，可得周期T＝s，由于t>0.5s，故n=0，T=s，頻率f＝＝1.5Hz，波速v＝λf＝6m/s，B、C項(xiàng)正確；t＝0時(shí)