新教材高中物理第三章機械波第2節(jié)波的描述課件新人教版選擇性必修第一冊

第三章

機械波第2節(jié)

波的描述課標解讀課標要求素養(yǎng)要求1.能用圖像描述橫波。2.理解波速、波長和頻率的關系。1.物理觀念：理解波長、頻率和波速的含義。2.科學思維：知道波的圖像的物理意義，能正確區(qū)分波的圖像與振動圖像，能從波的圖像中讀取相關信息來解決問題。

波的圖像①（1）簡述波的圖像的建立過程。提示

①建立坐標系；②選取正方向；③描點；④連線。（2）為什么不同時刻波的圖像的形狀不同？提示

在波的傳播過程中，各質點都在各自的平衡位置附近振動，不同時刻質點的位移不同，故不同時刻波的圖像不同。（3）波中各質點做簡諧運動，是一種變加速運動，能否說明波的傳播也是變加速運動？提示

不能。雖然質點做變加速運動，但是在均勻介質中波是勻速傳播的。

波長周期頻率速度②某時刻，兩個相鄰的、位移相等的質點間的距離等于波長嗎？提示不一定。③在一個周期的時間內，振動在介質中傳播的距離是什么？提示在一個周期的時間內，振動在介質中傳播的距離等于一個波長，這體現(xiàn)了時空的對應性。④波的傳播速度取決于什么？不同頻率的橫波在同一種介質中的傳播速度是否相同？提示波的傳播速度取決于介質，同一種介質中頻率不同的機械波傳播速度相同。1.橫波圖像的物理意義：波的圖像直觀地表明了離波源不同距離的各振動質點在某一時刻的位置。2.橫波圖像的特點：簡諧波的波形為正弦曲線。3.在橫波中，兩個相鄰波峰或兩個相鄰波谷之間的距離等于波長。在縱波中，兩個相鄰疏部或兩個相鄰密部之間的距離等于波長。4.波的周期或頻率由波源的周期或頻率決定。5.機械波在介質中的傳播速度由介質的性質決定，在不同的介質中，波速一般不同。6.決定波長的因素：波長由波速和頻率共同決定。探究點一

波的圖像1.波的圖像的理解（1）波的圖像是某一時刻介質中各個質點運動情況的“定格”?？梢詫⒉ǖ膱D像比喻為某一時刻對所有質點拍攝下的“集體照”。（2）橫波的圖像形狀與波在傳播過程中介質中各質點某時刻的分布相似，波形中的波峰即圖像中的位移正向最大值，波谷即圖像中位移負向最大值，2.由波的圖像可獲取的信息如果已知一列波某時刻波形如圖所示，那么我們從波的圖像中可以獲取的信息有以下幾點：1.（多選）如圖所示為一列向右傳播的簡諧橫波在某個時刻的波形，由圖像可知(

)AC

AC

AC探究點二

波長、頻率和波速一個大人和一個小孩并肩行走（如圖），哪個人的雙腿前后交替更為迅速？如果拿這兩個人與兩列波做類比，波長、頻率、波速分別可以比作什么？[提示]小孩的雙腿前后交替更為迅速；波長、頻率、波速可類比為：人每一步跨的距離、雙腿交替的頻率、前進的速度。1.波長（1）定義：在波的傳播方向上，振動相位總是相同的兩個相鄰質點間的距離。（2）特征：在橫波中，兩個相鄰波峰或兩個相鄰波谷之間的距離等于波長。在縱波中，兩個相鄰密部或兩個相鄰疏部之間的距離等于波長。

[答案]見解析圖

B

40.220

[答案]見解析

[答案]見解析

1.關于振動圖像和波的圖像，以下說法正確的是(

)A.波的圖像反映出很多質點在不同時刻的位移B.通過波的圖像可以找出任一質點在任一時刻的位移C.從振動圖像中可以找出很多質點在任一時刻的位移D.兩種圖像的縱坐標都表示質點離開平衡位置的位移D[解析]波的圖像表示的是連續(xù)介質中的各個質點在某一時刻的位移，振動圖像表示的是某一質點在各個時刻的位移。評價檢測·素養(yǎng)提升2.（多選）一列簡諧橫波某時刻的波形如圖所示。由圖可知(

)

AD

D

（1）該簡諧橫波的振幅與波長；

[答案]見解析

波的圖像和振動圖像的綜合應用波的圖像和振動圖像的比較名稱振動圖像波的圖像研究對象一個振動質點沿波傳播方向的所有質點研究內容質點的位移隨時間的變化規(guī)律某時刻介質中所有質點的空間分布規(guī)律名稱振動圖像波的圖像圖像物理意義表示某質點在各時刻偏離平衡位置的位移表示某時刻各質點偏離平衡位置的位移續(xù)表名稱振動圖像波的圖像圖像信息（1）質點振動周期（2）質點振幅（3）某一質點在各時刻偏離平衡位置的位移（4）某一質點在各時刻速度、加速度的方向（1）波長、振幅（2）各質點在該時刻偏離平衡位置的位移（3）各質點在該時刻的加速度方向（4）已知波的傳播方向，可判斷介質中各質點振動方向；已知介質中某一質點的振動方向，可判斷波的傳播方向續(xù)表名稱振動圖像波的圖像圖像變化隨時間推移，圖像延續(xù)，但已有形狀不變隨時間推移，波形沿傳播方向平移一個完整曲線占橫坐標的距離表示一個周期表示一個波長續(xù)表

BC

[解析]由圖乙可知，周期T=0.4s，質點B在t=0.2s時在平衡位置向下振動，由同側法可知，波沿x軸負方向傳播，故A錯誤；由圖甲向前推半個周期可知，t=0時刻，質點A的速度方向和加速度方向均沿y軸正方向，故B正確；從t=0.2s到t=0.3s經(jīng)過0.1s，即四分之一周期，質點B從平衡位置開始經(jīng)過四分之一周期，運動路程為5cm，故C正確；將圖甲的波形向前推四分之一周期，t=0.1s時，C、D質點雖都在平衡位置，但兩者相差半個波長，所以速度方向不相同，故D錯誤。2.（多選）根據(jù)圖甲、乙所示，判斷下列說法正確的是(

)

BD[解析]波的圖像的橫坐標為波的傳播方向上各質點的平衡位置，振動圖像的橫坐標為時間，故A錯誤，B正確；甲圖中A質點被其左側的質點帶動向上振動，乙圖中B時刻后位移由零變?yōu)樨撝?，故該時刻質點向下振動，故C錯誤，D正確。

BC

1.（多選）如圖所示為一列簡諧橫波在某時刻的波形圖，該波傳播方向向左，則此時刻有(

)CD

D

3.機械波在給定的介質中傳播時，下列說法正確的是(

)A.振幅越大，則波傳播的速度越快B.振幅越大，則波傳播的速度越慢C.在一個周期內，振動質點走過的路程等于一個波長D.振動的頻率越高，則波傳播一個波長的距離所用的時間越短D

A