【課件】波的描述課件高二上學(xué)期物理人教版（2019）選擇性必修第一冊(cè)+

人教版普通高中物理

選擇性必修第一冊(cè)3.2波的描述觀察水波，可以看出波在空間、時(shí)間上具有周期性，我們能否用圖像的方法來(lái)描述一列波呢？如果能，坐標(biāo)軸表示的是什么物理量？一、波的圖像①照相法：拍照得到照片，照片記錄了各質(zhì)點(diǎn)在該時(shí)刻的具體位置。1.波的圖像的獲得方法建立坐標(biāo)系，把該時(shí)刻各質(zhì)點(diǎn)的具體位置反映在坐標(biāo)系中，得到這一時(shí)刻波的圖像。②畫圖法：如圖將某一時(shí)刻各個(gè)質(zhì)點(diǎn)偏離平衡位置的位移矢量的末端用平滑的曲線連接起來(lái)，得到這一時(shí)刻波的圖像。用橫坐標(biāo)x表示在波的傳播方向上各質(zhì)點(diǎn)的平衡位置；縱坐標(biāo)y表示某時(shí)刻各質(zhì)點(diǎn)偏離平衡位置的位移。選取質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)的某一方向?yàn)閥軸的正方向，x軸一般取向右為正。在坐標(biāo)系中描出一系列點(diǎn),使各點(diǎn)的橫坐標(biāo)為對(duì)應(yīng)質(zhì)點(diǎn)的平衡位置,縱坐標(biāo)為該質(zhì)點(diǎn)位移。用一條平滑的曲線把描的點(diǎn)連接起來(lái)就是該時(shí)刻波的圖像,也稱波形圖或波動(dòng)圖。畫圖法步驟①如果波的圖像是正弦曲線，這樣的波叫做正弦波，也叫簡(jiǎn)諧波。2.簡(jiǎn)諧波的圖像②介質(zhì)中有正弦波傳播時(shí),介質(zhì)中的各質(zhì)點(diǎn)均在做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)。3.波的圖像與振動(dòng)圖像的意義①波形圖表示介質(zhì)中的“各個(gè)質(zhì)點(diǎn)”在“某一時(shí)刻”的位移。②振動(dòng)圖像表示介質(zhì)中“某一質(zhì)點(diǎn)”在“各個(gè)時(shí)刻”的位移。波動(dòng)圖像：全體質(zhì)點(diǎn)在某時(shí)刻的“集體照”振動(dòng)圖像：?jiǎn)蝹€(gè)質(zhì)點(diǎn)在某段時(shí)間內(nèi)的“錄像”波動(dòng)圖像：抓拍的集體舞的照片振動(dòng)圖像：?jiǎn)稳宋璧摹颁浵瘛弊ⅲ翰▌?dòng)圖像是某一時(shí)刻介質(zhì)中全體質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)情況的“定格”，即某一時(shí)刻對(duì)所有質(zhì)點(diǎn)拍下的“集體照”；而振動(dòng)圖像是某段時(shí)間對(duì)同一質(zhì)點(diǎn)所錄制的“錄像”。振動(dòng)圖象波動(dòng)圖象圖象物理意義橫坐標(biāo)縱坐標(biāo)圖象變化運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)表示某質(zhì)點(diǎn)在各個(gè)時(shí)刻對(duì)平衡位置的位移表示某時(shí)刻各個(gè)質(zhì)點(diǎn)對(duì)平衡位置的位移表示時(shí)間表示各個(gè)質(zhì)點(diǎn)的平衡位置振動(dòng)質(zhì)點(diǎn)對(duì)平衡位置的位移隨時(shí)間延伸，原有部分不變質(zhì)點(diǎn)作簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)整個(gè)波形沿波的傳播方向隨時(shí)間平移同一介質(zhì)中，波形作勻速直線運(yùn)動(dòng)，各質(zhì)點(diǎn)作簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)各個(gè)質(zhì)點(diǎn)對(duì)平衡位置的位移4.波動(dòng)圖象與振動(dòng)圖像的比較1.關(guān)于振動(dòng)圖象和波的圖象，下列說(shuō)法中正確的是(

)A．振動(dòng)圖象研究的是一個(gè)質(zhì)點(diǎn)在振動(dòng)過(guò)程中位移隨時(shí)間的變化，而波的圖象研究的是某一時(shí)刻在波的傳播方向上各個(gè)質(zhì)點(diǎn)在空間的分布B．振動(dòng)圖象的形狀不隨時(shí)間變化，而波的圖象的形狀隨時(shí)間而變化C．簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)圖象和簡(jiǎn)諧波的圖象其形狀都是正弦(或余弦)曲線D．振動(dòng)圖象的圖線實(shí)質(zhì)是振動(dòng)質(zhì)點(diǎn)所經(jīng)過(guò)的路徑形狀，波的圖象其圖線實(shí)質(zhì)是某一時(shí)刻各個(gè)質(zhì)點(diǎn)的連線形狀針對(duì)訓(xùn)練ABC補(bǔ)充：波動(dòng)圖上判斷振動(dòng)方向看前一質(zhì)點(diǎn)（帶動(dòng)法）,振動(dòng)圖上判斷振動(dòng)方向看下一時(shí)刻。ADA二、波長(zhǎng)、頻率和波速1.波長(zhǎng)(1)在波的傳播方向上,振動(dòng)相位總是

的兩個(gè)相鄰質(zhì)點(diǎn)間的距離，叫作波長(zhǎng)，通常用λ表示。閱讀教科書“波長(zhǎng)、頻率和波速”標(biāo)題下的內(nèi)容,思考后完成下列填空:振動(dòng)相位總相同：任意時(shí)刻x、v、a總相同，即有關(guān)振動(dòng)的一切物理量總相同。相同(3)在縱波中,兩個(gè)

密部或兩個(gè)

疏部之間的距離等于波長(zhǎng)。(2)在橫波中,兩個(gè)

波峰或兩個(gè)

波谷之間的距離等于波長(zhǎng)。相鄰相鄰相鄰相鄰(4)相距λ整數(shù)倍的質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)步調(diào)總是相同的；(5)相距λ/2奇數(shù)倍的質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)步調(diào)總是相反的。(1)在波動(dòng)中,各個(gè)質(zhì)點(diǎn)在波源和鄰近質(zhì)點(diǎn)的帶動(dòng)下做受迫振動(dòng),各個(gè)質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)周期或頻率是

的，都等于

的振動(dòng)周期或頻率,這個(gè)周期或頻率也叫波的周期或頻率。2.波的周期和頻率(2)決定因素:波的周期或頻率由

決定。(3)時(shí)空對(duì)應(yīng):波源經(jīng)過(guò)一個(gè)周期T完成一次全振動(dòng)，波恰好向前傳播一個(gè)波長(zhǎng)的距離。相同波源波源(1)定義:波速是指波在介質(zhì)中傳播的速度。波在均勻介質(zhì)中勻速傳播。3.波速(2)決定因素:①機(jī)械波的波速是

由本身的性質(zhì)決定的,不同頻率的機(jī)械波在相同的介質(zhì)中傳播速度

,在不同介質(zhì)中波速一般不同,另外,波速還與

有關(guān)。②某種機(jī)械波從一種介質(zhì)進(jìn)入另一介質(zhì),

不變,波速改變。介質(zhì)相同溫度頻率

圖中實(shí)線為t＝0時(shí)刻的波形圖，虛線為t＝0.1s時(shí)刻的波形圖。據(jù)此能否判定波的傳播方向？思考與討論：【例1】圖中的實(shí)線是一列正弦波在某一時(shí)刻的波形圖。經(jīng)過(guò)0.5s后，其波形如圖中虛線所示。設(shè)該波的周期T大于0.5s。（1）如果波是向左傳播的，波的速度是多大？波的周期是多大？（2）如果波是向右傳播的，波的速度是多大？波的周期是多大？分析以下兩道題目,歸納形成波的多解的原因。課堂精練1.圖中的實(shí)線是一列簡(jiǎn)諧波在某一時(shí)刻的波形曲線,經(jīng)2s后,其波形如圖中虛線所示。分析該波的波長(zhǎng)、周期和波速。2.一列簡(jiǎn)諧波在A、B兩質(zhì)點(diǎn)間傳播用時(shí)t=5s,A、B兩質(zhì)點(diǎn)平衡位置間的距離為10m,某時(shí)刻A質(zhì)點(diǎn)位于平衡位置且要向下振動(dòng),B質(zhì)點(diǎn)位于波峰位置,試求這列波的波長(zhǎng)波速和周期。造成波動(dòng)問(wèn)題多解的主要因素(1)周期性①時(shí)間周期性：時(shí)間間隔Δt與周期T的關(guān)系不明確。②空間周期性：波傳播距離Δx與波長(zhǎng)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)方向不確定。3.一列沿x軸負(fù)方向傳播的簡(jiǎn)諧橫波，t=2s時(shí)的波形如圖（a）所示，x=2m處質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)圖像如圖（b）所示，則波速可能是（）A4.(多選)圖（a）為一列波在t=2s時(shí)的波形圖，圖（b）是平衡位置