機(jī)械波 教學(xué)課件

機(jī)械波第十二章第二節(jié)波的圖象第十二章學(xué)習(xí)目標(biāo)定位1課堂情景切入2知識自主梳理3重點(diǎn)難點(diǎn)突破4考點(diǎn)題型設(shè)計(jì)5課后強(qiáng)化作業(yè)6學(xué)習(xí)目標(biāo)定位※理解波的圖象的意義※※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※能夠區(qū)分振動圖象與波動圖象課堂情景切入運(yùn)動會中的團(tuán)體操表演，常常利用運(yùn)動員下蹲、站起的動作來表現(xiàn)波浪。我們?nèi)绾斡脠D象來表現(xiàn)波的傳播呢？知識自主梳理1．圖象的建立用橫坐標(biāo)x表示在波的傳播方向上介質(zhì)中各質(zhì)點(diǎn)的____________，縱坐標(biāo)y表示某一時刻各個質(zhì)點(diǎn)偏離平衡位置的_________，并規(guī)定橫波中位移方向向上時為正值，位移向下時為______。在x－y平面上，畫出各個質(zhì)點(diǎn)的平衡位置x與各質(zhì)點(diǎn)偏離平衡位置的位移y的各點(diǎn)(x，y)，用____________把各點(diǎn)連接起來就得到了橫波的波形圖象。波的圖象平衡位置位移負(fù)值平滑的曲線2．圖象的特點(diǎn)(1)橫波的圖象形狀與波在傳播過程中介質(zhì)中各質(zhì)點(diǎn)某時刻的分布相似，波形中的波峰即為圖象中的位移____________，波谷即為圖象中位移__________________，波形中通過平衡位置的質(zhì)點(diǎn)在圖象中恰處于平衡位置。(2)波形圖線是________或________曲線的波稱為簡諧波，簡諧波是最簡單的波，對于簡諧波而言，各個質(zhì)點(diǎn)振動的最大位移都________。正向最大值負(fù)向的最大值正弦余弦相同(3)波的圖象的重復(fù)性：相隔時間為周期整數(shù)倍的兩個時刻的波形_________。(4)波的傳播方向的雙向性：不指定波的傳播方向時，圖象中波可能向x軸_______或x軸_______傳播。相同正向負(fù)向如果已知一列波某時刻波形如圖所示，那么我們從波的圖象中可以獲取的信息有以下幾點(diǎn)：由波的圖象可獲取的信息1．確定位移可以直接看出在該時刻沿傳播方向上各質(zhì)點(diǎn)的位移。圖象上各點(diǎn)的縱坐標(biāo)表示各點(diǎn)在該時刻的位移。如上圖中M點(diǎn)的位移是________。2．確定振幅可以直接看出在波的傳播過程中介質(zhì)各點(diǎn)的振幅A，即波動圖象上縱坐標(biāo)最大值的絕對值，如上圖中波的振幅為A＝________。2cm4cm3．判斷質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動方向可以由波的傳播方向判斷質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動方向，也可以由質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動方向判斷出波的傳播方向。如上圖中，由波向右傳播，可知點(diǎn)M向____運(yùn)動，反之，如果M向上運(yùn)動，可知波向______傳播。上右重點(diǎn)難點(diǎn)突破一、波的圖象與振動圖象的比較圖上能表示的量1.各時刻對應(yīng)的位移2.各時刻質(zhì)點(diǎn)的振動方向3.振幅A、周期T、頻率f1.某時刻各質(zhì)點(diǎn)位移2.根據(jù)波傳播方向可確定各質(zhì)點(diǎn)振動方向3.波長λ(波形在一個周期內(nèi)傳播的距離)振幅A圖隨時間變化情況圖線隨時間延伸，原有部分圖形不變整個波形沿波的傳播方向平移，不同時刻波形一般不同運(yùn)動情況質(zhì)點(diǎn)做簡諧運(yùn)動屬非勻變速運(yùn)動波在同一均勻介質(zhì)中是勻速傳播，介質(zhì)的質(zhì)點(diǎn)做簡諧運(yùn)動比喻一人獨(dú)舞的錄像集體舞的劇照特別提醒：(1)波的圖象與振動圖象外形上很相似，辨別它們時要看圖象的橫坐標(biāo)是時間t還是位移x。(2)簡諧波中的所有質(zhì)點(diǎn)都做簡諧運(yùn)動，它們的振幅、周期均相同。根據(jù)如圖所列的兩圖形，分別判斷它們屬于何種圖象，并確定圖中A、B兩質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動方向(

)A．(a)是振動圖象，(b)是波的圖象B．(a)是波的圖象，(b)是振動圖象C．兩質(zhì)點(diǎn)均向上D．兩質(zhì)點(diǎn)均向下答案：BD解析：由兩圖象的橫坐標(biāo)可看出(a)是波的圖象，(b)是振動圖象，選項(xiàng)B正確，A錯誤；由(a)的傳播方向可看出A質(zhì)點(diǎn)此刻應(yīng)向下運(yùn)動，選項(xiàng)C錯誤；由(b)圖可判定B時刻質(zhì)點(diǎn)也向下運(yùn)動，故選項(xiàng)D正確。二、波的傳播方向和質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動方向的判斷方法已知質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動方向來判斷波的傳播方向或已知波的傳播方向來判斷質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動方向時，判斷依據(jù)的基本規(guī)律是橫波的形成與傳播的特點(diǎn)，常用方法有：1．上下坡法沿波的傳播方向看，“上坡”的點(diǎn)向下運(yùn)動，“下坡”的點(diǎn)向上運(yùn)動，簡稱“上坡下、下坡上”(如圖所示)。2．同側(cè)法在波的圖象上的某一點(diǎn)，沿豎直方向畫出一個箭頭表示質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動方向，并設(shè)想在同一點(diǎn)沿水平方向畫出一個簡頭表示波的傳播方向，那么這兩個箭頭總是在曲線的同側(cè)(如圖所示)。3．微平移法如圖所示，實(shí)線為t時刻的波形圖，作出微小時間Δt(Δt<)后的波形如虛線所示。由圖可見t時刻的質(zhì)點(diǎn)由P1(P2)位置經(jīng)Δt后運(yùn)動到P′1(P′2)處，這樣就可以判斷質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動方向了。(如圖所示)特別提醒：實(shí)際應(yīng)用時掌握以上方法中的一種或兩種，常用“上下坡法”或“同側(cè)法”。下列選項(xiàng)為一列橫波在某介質(zhì)中傳播時某一時刻的波形圖，已知波的傳播方向(v的方向)，能正確描述各質(zhì)點(diǎn)繼續(xù)振動時運(yùn)動方向的是(

)答案：BC解析：處在波峰或波谷處的質(zhì)點(diǎn)一定向平衡位置處運(yùn)動，因此，A、D錯誤，利用“上下坡法”可判B、C正確，D錯誤?？键c(diǎn)題型設(shè)計(jì)對波的圖象的認(rèn)識答案：AC點(diǎn)評：正確解此題的關(guān)鍵有以下幾點(diǎn)：①理解波的圖象的物理意義；②掌握已知某一時刻波的圖象，確定質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動方向的方法；③理解波的傳播可看成波形的傳播，不能誤認(rèn)為是質(zhì)點(diǎn)的平移。一列橫波沿繩子向右傳播，某時刻繩子形成如圖所示的凹凸形狀，對此繩上A、B、C、D、E、F6個質(zhì)點(diǎn)有(

)A．它們的振幅相同B．其中D和F的速度方向相同C．其中A和C的速度方向相同D．從此時算起，B比C先回到平衡位置答案：AD解析：各質(zhì)點(diǎn)先后達(dá)到波峰或波谷處，振幅相同，選項(xiàng)A正確。由于各質(zhì)點(diǎn)均要“尾隨”前邊質(zhì)點(diǎn)振動，在波向右傳播時，質(zhì)點(diǎn)D向上振動，質(zhì)點(diǎn)F向下振動，二者雖然速度大小相同，但方向不同，B錯。同樣理由，知A向下運(yùn)動，C向上運(yùn)動，二者速度方向相反，C錯。從此時起，B和C均向上振動，顯然B先達(dá)波峰，先回到平衡位置，選項(xiàng)D正確。介質(zhì)中各質(zhì)點(diǎn)均做簡諧運(yùn)動，可以運(yùn)用簡諧運(yùn)動的知識加以處理，處理中，要抓住前邊質(zhì)點(diǎn)要“帶動”后邊質(zhì)點(diǎn)，后邊質(zhì)點(diǎn)要“尾隨”前邊質(zhì)點(diǎn)這一性質(zhì)。波的圖象與振動圖象的關(guān)系A(chǔ)．若波沿x軸正方向傳播，(b)圖可能是a點(diǎn)的振動圖象B．若波沿x軸正方向傳播，(b)圖可能是b點(diǎn)的振動圖象C．若波沿x軸正方向傳播，(b)圖可能是c點(diǎn)的振動圖象D．若波沿x軸正方向傳播，(b)圖可能是d點(diǎn)的振動圖象解析：在(b)的振動圖象中，t＝0時質(zhì)點(diǎn)在平衡位置且向y軸正方向運(yùn)動，在平衡位置的點(diǎn)只有b、d，故選項(xiàng)A、C錯誤；因題干中未給出波的傳播方向，此時還不知b、d的運(yùn)動方向。若波沿x正向傳播，波源在左側(cè)，b、d兩點(diǎn)都是在其左側(cè)點(diǎn)的帶動下振動的，b左側(cè)的點(diǎn)在其上方，因此b質(zhì)點(diǎn)正向上運(yùn)動，符合要求，選項(xiàng)B正確；d左側(cè)的點(diǎn)在其下方，d質(zhì)點(diǎn)正向下運(yùn)動，不合要求，選項(xiàng)D錯誤。答案：B點(diǎn)評：根據(jù)(b)圖首先判定出此質(zhì)點(diǎn)在O時刻的位置和振動方向，然后向波形圖中尋找符合條件的點(diǎn)。(濰坊市2013～2014學(xué)年高二下學(xué)期五校聯(lián)考)振源A帶動細(xì)繩振動，某時刻形成的橫波波形如圖1所示，在波傳播到細(xì)繩上一點(diǎn)P時開始計(jì)時，則圖2中能表示P點(diǎn)振動圖象的是(

)答案：C解析：由波的傳播特點(diǎn)，前邊的質(zhì)點(diǎn)帶動后面的質(zhì)點(diǎn)，后面的質(zhì)點(diǎn)重復(fù)前面的質(zhì)點(diǎn)振動，由圖1可知振源A初始是從平衡位置向下振動的，所以t＝0時刻，質(zhì)點(diǎn)P應(yīng)由平衡位置開始向下運(yùn)動，選項(xiàng)C正確。畫波的圖象解析：本題雖說是確定質(zhì)點(diǎn)位置(或畫波形)，其實(shí)質(zhì)在考查橫波的形成原理、振動和波動的關(guān)系，考查了學(xué)生的分析、推理能力，是一道理論聯(lián)系實(shí)際的好題。由題中給出的9、10、11、12四點(diǎn)的位置和運(yùn)動方向，畫出此時刻的波形圖如圖甲中實(shí)線所示。點(diǎn)評：畫波的圖象時，關(guān)鍵仍是要能正確判斷各質(zhì)點(diǎn)的振動方向，然后再根據(jù)所經(jīng)歷的時間與周期的關(guān)系確定它們在所求時刻的位置。某一簡