第十二章機械波《第2節(jié) 波的圖像》課課件

第十二章機械波第2節(jié)波的圖像學(xué)習(xí)目標(biāo)1.知道波的圖象生成過程，理解橫、縱坐標(biāo)物理意義。

2.知道什么是簡諧波，學(xué)會在波的圖象中讀出A、x、V等物理量，理解波速、振速概念。

3.學(xué)會畫不同時刻波的圖象，能熟練判定某一時刻各質(zhì)點振動速度。4.理解波的圖象與振動圖像的區(qū)別和聯(lián)系。5.能利用波的圖象解決實際問題。復(fù)習(xí)回顧：從簡諧運動圖象可以求哪些物理量?t/sx/m5-502461.直接描述量：（1）振幅A；(2)周期T（頻率f）；（3）任意時刻的位移x2.間接描述量

（2）速度系列：動能（1）位移系列：回復(fù)力、加速度、勢能（4）任意時刻的振速V知識回顧物理意義：反映某一質(zhì)點在各個時刻的位移。簡諧運動的x--t圖象及其物理意義知識回顧機械波：是機械振動在介質(zhì)里的傳播過程。形成：從波源開始，介質(zhì)中的各個質(zhì)點開始由近及遠(yuǎn)振動起來。這些質(zhì)點只在平衡位置附近做重復(fù)波源的振動，但它們振動步調(diào)不一致。所以，在某一時刻介質(zhì)中各個質(zhì)點對平衡位置的位移各不相同。知識回顧機械波的形成及傳播Y位移1.橫坐標(biāo)：表示各質(zhì)點的平衡位置到振源的距離2.縱坐標(biāo)：表示某一時刻各個質(zhì)點離開平衡位置的位移X平衡位置正方向負(fù)方向一、波的圖象新課內(nèi)容3.在xoy坐標(biāo)平面上畫出某一時刻各個質(zhì)點偏離平衡位置的位移yxo4.波的圖象的畫法：

將某一時刻各個質(zhì)點偏離平衡位置的位移矢量的末端用光滑的曲線連接起來。一、波的圖象新課內(nèi)容1.波的圖象：縱坐標(biāo)和橫坐標(biāo)都是同一時刻的空間位置坐標(biāo)，連接各位移矢量的末端所得到的平滑曲線就形成了波的圖象。一、波的圖象新課內(nèi)容2.簡諧波：波形圖象是正弦曲線或余弦曲線的波叫正弦波，也叫簡諧波。簡諧波的波源做的是簡諧振動。

（出現(xiàn)正、余弦兩種曲線是由于所選計時起點不同）橫波的圖象表示的是某個時刻波的形態(tài)。就像用照相機給各個質(zhì)點拍攝的某一瞬間的位置集體照。乙繩上的橫波甲橫波的圖象一、波的圖象新課內(nèi)容

橫波的圖象就反映了介質(zhì)中各個質(zhì)點在某一時刻空間的實際分布情況。物理意義：反映介質(zhì)中的各個質(zhì)點在某一時刻偏離平衡位置的位移。注意圖像與物理過程的對應(yīng)二、波的圖象的物理意義新課內(nèi)容1.直接描述量：(某列波t時刻的波形圖如右圖所示)（1）振幅A:圖像中的峰值。（2）波長λ:相鄰兩個波峰（波谷）之間的距離。x/my/cm5-50246（3）各個質(zhì)點的位移y:

（x，y）的含義：圖象中平衡位置到振源距離為x的質(zhì)點在t時刻的位移為y。

新課內(nèi)容三、波的圖象中包含的信息x/my/cm5-50246（1）已知波速方向，結(jié)合某時刻波的圖象可推斷各質(zhì)點的振速方向。（4）推斷出經(jīng)過一段時間后的波形圖。（3）計算某質(zhì)點在一段時間內(nèi)通過的路程和位移。（2）可判斷質(zhì)點的位移、振速、加速度的大小和方向。2.間接描述量：三、波的圖象中包含的信息新課內(nèi)容1.波速方向、波的圖象和質(zhì)點的振速方向之間的關(guān)系。（1）帶動法：步驟1：明確波的傳播方向，確定波源方位；

步驟2：在某質(zhì)點P靠近波源一方（緊挨著P點）圖像上找另外一點P′

步驟3：若P′在P上方，則P′帶動P向上運動；若P′在P下方，則P'帶動P向下運動x/my/cm5-50246v．P．P′．Q′．Q思考：如果已知P點的振動方向向下，能否判斷波的傳播方向？離振源近質(zhì)點帶動離振源遠(yuǎn)的質(zhì)點依次振動四、波的圖象的應(yīng)用新課內(nèi)容（2）微平移法.做出經(jīng)Δt微小時間后的波形,就知道了各質(zhì)點經(jīng)過Δt時間達(dá)到的位置,運動方向就可確定。YXOv思考：如果已知P點的振動方向向下，判斷波的傳播方向。P四、波的圖象的應(yīng)用新課內(nèi)容（3）上下坡法。YXOv下坡上上坡下上坡下P

沿著波的傳播方向：上坡下，下坡上。四、波的圖象的應(yīng)用新課內(nèi)容YXOv傳v振v傳v振（4）同側(cè)法。

振速方向與波速方向必須處于波形同側(cè)四、波的圖象的應(yīng)用新課內(nèi)容例1.圖所示為一列向右傳播的簡諧波在某時刻的波形圖試求出波形圖上A、B、C、D四個質(zhì)點的振動方向.YXOABCDVVVV思考：如果這列波向左傳播的，則這四個質(zhì)點的振動方向又如何？v題型1.已知波速方向和波形圖判斷質(zhì)點的振動方向典例分析典例2.如圖所示為一列簡諧波在某時刻的波形圖，已知圖形上某點的振動方向如圖所示。試推斷這列波的傳播方向。YXOV思考1.如果這個質(zhì)點的振動方向向上，則波的傳播方向又如何？2.如果已知這個質(zhì)點做減速運動，則波的傳播方向又如何？v題型2.已知波形和質(zhì)點振動方向判斷波的傳播方向典例分析先找出兩個特殊點并確定其運動方向；然后確定經(jīng)△t時間內(nèi)這兩點所達(dá)到的位置；最后畫出新的波形。⑴特殊點法x/my/m01234v畫出再經(jīng)t=T/4時的波形圖．P．P′．Q．Q′2.求波在任意時刻的波形圖四、波的圖象的應(yīng)用新課內(nèi)容例3.某一簡諧橫波在t＝0時刻的波形圖如圖的實線所示．若波向右傳播，畫出T/4后和5T/4前兩個時刻的波的圖象。OYXT/4后的波形圖5T/4前的波形圖典例分析題型3.

求波在任意時刻的波形圖經(jīng)過時間，波在傳播方向移動的距離,因此，把圖象沿傳播方向平移即得到相對應(yīng)的圖象。x/my/m01234v機械波在同種均勻介質(zhì)中以波速勻速傳播。四、波的圖象的應(yīng)用新課內(nèi)容（2）波形平移法2.求波在任意時刻的波形圖1.各個質(zhì)點振動的最大位移都相同2.波的圖像的重復(fù)性，相隔時間為周期整數(shù)倍的兩個時刻的波形相同3.波的傳播方向的雙向性五、波的圖象的特點新課內(nèi)容XtOYXO振動圖象波的圖象想一想：你認(rèn)為有哪些區(qū)別？六、波的圖像與振動圖像的區(qū)別新課內(nèi)容確定質(zhì)點運動方向形象記憶圖線變化物理意義y/m

x/mx/m

圖線研究內(nèi)容研究對象波動圖象振動圖象

單一振動質(zhì)點沿波傳播方向的所有質(zhì)點一質(zhì)點的位移隨時間的變化規(guī)律某時刻所有質(zhì)點的空間分布規(guī)律表示各質(zhì)點在某時刻的位移表示一個質(zhì)點在各時刻的位移隨時間推移圖象延伸，但已有的圖象形狀不變隨時間推移圖象沿傳播方向平移①比喻為一質(zhì)點的“傳記記錄卡”②比喻為一個質(zhì)點的“錄象帶”①比喻為無數(shù)質(zhì)點某一時刻的“特寫鏡頭”②比喻為無數(shù)質(zhì)點某一時刻拍攝的“照片”根據(jù)下一時刻的位移來判斷根據(jù)“質(zhì)點帶動原理”來判斷t/s

振動圖象波動圖象項目圖象研究對象單一振動質(zhì)點所有振動質(zhì)點研究內(nèi)容某時刻所有質(zhì)點的空間分布規(guī)律物理意義一個質(zhì)點在各時刻的位移各個質(zhì)點在某時刻的位移周期性隨時間推移圖象延伸，但已有圖象形狀不變運動特點簡諧振動單個質(zhì)點：簡諧運動波的傳播：勻速直線圖像變化振幅A，波長λ振幅A，周期T一質(zhì)點的位移隨時間的變化規(guī)律t/sx/m隨時間推移圖象沿傳播方向平移x/my/m形象化理解兩種圖象振動圖像①比喻為一質(zhì)點的“傳記記錄卡”②比喻為一個質(zhì)點的“錄像帶”波動圖象①比喻為無數(shù)質(zhì)點某一時刻的“特寫鏡頭”②比喻為無數(shù)質(zhì)點某一時刻拍攝的“照片”連接各位移矢量的末端所得到的平滑曲線就形成了波的圖象波形圖象是正弦曲線或余弦曲線的波叫正弦波，也叫簡諧波。課堂小結(jié)1波的圖象如何畫出2簡諧波3圖象的物理意義波的圖象表示介質(zhì)中的各個質(zhì)點在同一時刻偏離各自平衡位置的位移。4從圖象上獲取的物理信息及圖象的應(yīng)用振幅波長任一點的位移已知波的傳播方向判斷任一點的振動方向已知質(zhì)點的振動方向判斷波的傳播方向5振動圖象與波動圖象的區(qū)別例.一列波振幅是2cm，頻率是4Hz的簡諧橫波，以32cm/s的速度沿圖中x軸正方向傳播，在某時刻x坐標(biāo)為－7cm處的介質(zhì)質(zhì)點正好經(jīng)過平衡位置向y軸正方向運動，畫出此時刻的波形圖。x(cm)y(cm)0v24681012-2-4-6-8-102-2解析：定量確定某一時刻的波形除已知波的傳播方向和某質(zhì)點的振動方向外，還需要知道波的振幅和波長．（四要素定量確定波形）1、某列波沿x軸正方向傳播，t=0時的波形圖如圖所示，已知在t=0.6秒時A點正好第三次出現(xiàn)波峰，則波的周期為多少？波傳到P點所需的時間為多少？P點第一次出現(xiàn)波峰的時間是多少？課堂練習(xí)周期T=0.3s波傳到P點的時間為t1=0.45sP點第一次出現(xiàn)波峰的時間為t2=0.675s2、一列簡諧橫波沿x軸傳播，t=0時刻的波形如圖實線所示，經(jīng)過△t=0.05s后的波形如圖虛線所示。已知△t小