第十二章機(jī)械波《第2節(jié) 波的圖像》課課件

第十二章機(jī)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(guò)程，理解橫、縱坐標(biāo)物理意義。

2.知道什么是簡(jiǎn)諧波，學(xué)會(huì)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(huì)畫(huà)不同時(shí)刻波的圖象，能熟練判定某一時(shí)刻各質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)速度。4.理解波的圖象與振動(dòng)圖像的區(qū)別和聯(lián)系。5.能利用波的圖象解決實(shí)際問(wèn)題。復(fù)習(xí)回顧：從簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)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(shí)刻的位移x2.間接描述量

（2）速度系列：動(dòng)能（1）位移系列：回復(fù)力、加速度、勢(shì)能（4）任意時(shí)刻的振速V知識(shí)回顧物理意義：反映某一質(zhì)點(diǎn)在各個(gè)時(shí)刻的位移。簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的x--t圖象及其物理意義知識(shí)回顧機(jī)械波：是機(jī)械振動(dòng)在介質(zhì)里的傳播過(guò)程。形成：從波源開(kāi)始，介質(zhì)中的各個(gè)質(zhì)點(diǎn)開(kāi)始由近及遠(yuǎn)振動(dòng)起來(lái)。這些質(zhì)點(diǎn)只在平衡位置附近做重復(fù)波源的振動(dòng)，但它們振動(dòng)步調(diào)不一致。所以，在某一時(shí)刻介質(zhì)中各個(gè)質(zhì)點(diǎn)對(duì)平衡位置的位移各不相同。知識(shí)回顧機(jī)械波的形成及傳播Y位移1.橫坐標(biāo)：表示各質(zhì)點(diǎn)的平衡位置到振源的距離2.縱坐標(biāo)：表示某一時(shí)刻各個(gè)質(zhì)點(diǎn)離開(kāi)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(huà)出某一時(shí)刻各個(gè)質(zhì)點(diǎn)偏離平衡位置的位移yxo4.波的圖象的畫(huà)法：

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光滑的曲線連接起來(lái)。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(shí)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(jiǎn)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(jiǎn)諧波。簡(jiǎn)諧波的波源做的是簡(jiǎn)諧振動(dòng)。

（出現(xiàn)正、余弦兩種曲線是由于所選計(jì)時(shí)起點(diǎn)不同）橫波的圖象表示的是某個(gè)時(shí)刻波的形態(tài)。就像用照相機(jī)給各個(gè)質(zhì)點(diǎn)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(gè)質(zhì)點(diǎn)在某一時(shí)刻空間的實(shí)際分布情況。物理意義：反映介質(zhì)中的各個(gè)質(zhì)點(diǎn)在某一時(shí)刻偏離平衡位置的位移。注意圖像與物理過(guò)程的對(duì)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(shí)刻的波形圖如右圖所示)（1）振幅A:圖像中的峰值。（2）波長(zhǎng)λ:相鄰兩個(gè)波峰（波谷）之間的距離。x/my/cm5-50246（3）各個(gè)質(zhì)點(diǎn)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(diǎn)在t時(shí)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(shí)刻波的圖象可推斷各質(zhì)點(diǎn)的振速方向。（4）推斷出經(jīng)過(guò)一段時(shí)間后的波形圖。（3）計(jì)算某質(zhì)點(diǎn)在一段時(shí)間內(nèi)通過(guò)的路程和位移。（2）可判斷質(zhì)點(diǎn)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(diǎn)的振速方向之間的關(guān)系。（1）帶動(dòng)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(diǎn)P靠近波源一方（緊挨著P點(diǎn)）圖像上找另外一點(diǎn)P′

步驟3：若P′在P上方，則P′帶動(dòng)P向上運(yùn)動(dòng)；若P′在P下方，則P'帶動(dòng)P向下運(yùn)動(dòng)x/my/cm5-50246v．P．P′．Q′．Q思考：如果已知P點(diǎn)的振動(dòng)方向向下，能否判斷波的傳播方向？離振源近質(zhì)點(diǎn)帶動(dòng)離振源遠(yuǎn)的質(zhì)點(diǎn)依次振動(dòng)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(shí)間后的波形,就知道了各質(zhì)點(diǎn)經(jīng)過(guò)Δt時(shí)間達(dá)到的位置,運(yùn)動(dòng)方向就可確定。YXOv思考：如果已知P點(diǎn)的振動(dòng)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(jiǎn)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.YXOABCDVVVV思考：如果這列波向左傳播的，則這四個(gè)質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向又如何？v題型1.已知波速方向和波形圖判斷質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向典例分析典例2.如圖所示為一列簡(jiǎn)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。試推斷這列波的傳播方向。YXOV思考1.如果這個(gè)質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向向上，則波的傳播方向又如何？2.如果已知這個(gè)質(zhì)點(diǎn)做減速運(yùn)動(dòng)，則波的傳播方向又如何？v題型2.已知波形和質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)方向判斷波的傳播方向典例分析先找出兩個(gè)特殊點(diǎn)并確定其運(yùn)動(dòng)方向；然后確定經(jīng)△t時(shí)間內(nèi)這兩點(diǎn)所達(dá)到的位置；最后畫(huà)出新的波形。⑴特殊點(diǎn)法x/my/m01234v畫(huà)出再經(jīng)t=T/4時(shí)的波形圖．P．P′．Q．Q′2.求波在任意時(shí)刻的波形圖四、波的圖象的應(yīng)用新課內(nèi)容例3.某一簡(jiǎn)諧橫波在t＝0時(shí)刻的波形圖如圖的實(shí)線所示．若波向右傳播，畫(huà)出T/4后和5T/4前兩個(gè)時(shí)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(shí)刻的波形圖經(jīng)過(guò)時(shí)間，波在傳播方向移動(dòng)的距離,因此，把圖象沿傳播方向平移即得到相對(duì)應(yīng)的圖象。x/my/m01234v機(jī)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(shí)刻的波形圖1.各個(gè)質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)的最大位移都相同2.波的圖像的重復(fù)性，相隔時(shí)間為周期整數(shù)倍的兩個(gè)時(shí)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(diǎn)新課內(nèi)容XtOYXO振動(dòng)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(dòng)圖像的區(qū)別新課內(nèi)容確定質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)方向形象記憶圖線變化物理意義y/m

x/mx/m

圖線研究?jī)?nèi)容研究對(duì)象波動(dòng)圖象振動(dòng)圖象

單一振動(dòng)質(zhì)點(diǎn)沿波傳播方向的所有質(zhì)點(diǎn)一質(zhì)點(diǎn)的位移隨時(shí)間的變化規(guī)律某時(shí)刻所有質(zhì)點(diǎn)的空間分布規(guī)律表示各質(zhì)點(diǎn)在某時(shí)刻的位移表示一個(gè)質(zhì)點(diǎn)在各時(shí)刻的位移隨時(shí)間推移圖象延伸，但已有的圖象形狀不變隨時(shí)間推移圖象沿傳播方向平移①比喻為一質(zhì)點(diǎn)的“傳記記錄卡”②比喻為一個(gè)質(zhì)點(diǎn)的“錄象帶”①比喻為無(wú)數(shù)質(zhì)點(diǎn)某一時(shí)刻的“特寫(xiě)鏡頭”②比喻為無(wú)數(shù)質(zhì)點(diǎn)某一時(shí)刻拍攝的“照片”根據(jù)下一時(shí)刻的位移來(lái)判斷根據(jù)“質(zhì)點(diǎn)帶動(dòng)原理”來(lái)判斷t/s

振動(dòng)圖象波動(dòng)圖象項(xiàng)目圖象研究對(duì)象單一振動(dòng)質(zhì)點(diǎn)所有振動(dòng)質(zhì)點(diǎn)研究?jī)?nèi)容某時(shí)刻所有質(zhì)點(diǎn)的空間分布規(guī)律物理意義一個(gè)質(zhì)點(diǎn)在各時(shí)刻的位移各個(gè)質(zhì)點(diǎn)在某時(shí)刻的位移周期性隨時(shí)間推移圖象延伸，但已有圖象形狀不變運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)簡(jiǎn)諧振動(dòng)單個(gè)質(zhì)點(diǎn)：簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)波的傳播：勻速直線圖像變化振幅A，波長(zhǎng)λ振幅A，周期T一質(zhì)點(diǎn)的位移隨時(shí)間的變化規(guī)律t/sx/m隨時(shí)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(dòng)圖像①比喻為一質(zhì)點(diǎn)的“傳記記錄卡”②比喻為一個(gè)質(zhì)點(diǎn)的“錄像帶”波動(dòng)圖象①比喻為無(wú)數(shù)質(zhì)點(diǎn)某一時(shí)刻的“特寫(xiě)鏡頭”②比喻為無(wú)數(shù)質(zhì)點(diǎn)某一時(shí)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(jiǎn)諧波。課堂小結(jié)1波的圖象如何畫(huà)出2簡(jiǎn)諧波3圖象的物理意義波的圖象表示介質(zhì)中的各個(gè)質(zhì)點(diǎn)在同一時(shí)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(zhǎng)任一點(diǎn)的位移已知波的傳播方向判斷任一點(diǎn)的振動(dòng)方向已知質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向判斷波的傳播方向5振動(dòng)圖象與波動(dòng)圖象的區(qū)別例.一列波振幅是2cm，頻率是4Hz的簡(jiǎn)諧橫波，以32cm/s的速度沿圖中x軸正方向傳播，在某時(shí)刻x坐標(biāo)為－7cm處的介質(zhì)質(zhì)點(diǎn)正好經(jīng)過(guò)平衡位置向y軸正方向運(yùn)動(dòng)，畫(huà)出此時(shí)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(shí)刻的波形除已知波的傳播方向和某質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向外，還需要知道波的振幅和波長(zhǎng)．（四要素定量確定波形）1、某列波沿x軸正方向傳播，t=0時(shí)的波形圖如圖所示，已知在t=0.6秒時(shí)A點(diǎn)正好第三次出現(xiàn)波峰，則波的周期為多少？波傳到P點(diǎn)所需的時(shí)間為多少？P點(diǎn)第一次出現(xiàn)波峰的時(shí)間是多少？課堂練習(xí)周期T=0.3s波傳到P點(diǎn)的時(shí)間為t1=0.45sP點(diǎn)第一次出現(xiàn)波峰的時(shí)間為t2=0.675s2、一列簡(jiǎn)諧橫波沿x軸傳播，t=0時(shí)刻的波形如圖實(shí)線所示，經(jīng)過(guò)△t=0.05s后的波形如圖虛線所示。已知△t小