3.2+波的描述+課件+-【知識(shí)精研】高二上學(xué)期物理人教版（2019）選擇性必修第一冊(cè)

3.2波的描述人教版選擇性必修1新知導(dǎo)入t/sx/m5-502461.圖線的x、y軸(橫、縱坐標(biāo))分別表示什么物理量？3.曲線是不是質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)軌跡？質(zhì)點(diǎn)做的是什么運(yùn)動(dòng)？2.圖象的物理意義是什么？質(zhì)點(diǎn)做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)時(shí)各個(gè)時(shí)刻對(duì)平衡位置的位移隨時(shí)間變化的函數(shù)關(guān)系。它不是質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的軌跡.質(zhì)點(diǎn)只是在平衡位置的兩側(cè)來(lái)回做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng),其軌跡是直線。而圖線是正弦或余弦曲線.橫軸(x軸)表示時(shí)間（t）,縱軸(y軸)表示質(zhì)點(diǎn)相對(duì)平衡位置位移（x）.看圖先看坐標(biāo)軸(自變量和因變量）關(guān)于簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的圖像注意圖像與物理過(guò)程的對(duì)應(yīng)。因變量隨自變量變化的函數(shù)關(guān)系4.從簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)圖象可以求哪些物理量?⑴直接描述量：①振幅A②周期T③任意時(shí)刻的位移x⑵間接描述量：①頻率:f=1/T②回復(fù)力③加速度④勢(shì)能⑤動(dòng)能新知講解思考：簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的圖像直觀地反映了質(zhì)點(diǎn)做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的物理過(guò)程，根據(jù)圖像可以看出質(zhì)點(diǎn)在任意時(shí)刻的位移。如何用圖像描述機(jī)械波在同一時(shí)刻各質(zhì)點(diǎn)的位移？一、波的圖像我們可以用照象機(jī)把波的形狀攝下來(lái)，就是按下快門(mén)瞬間各個(gè)質(zhì)點(diǎn)離開(kāi)各自平衡位置時(shí)的情形。我們就把這些質(zhì)點(diǎn)連成曲線，就是該時(shí)刻的波的圖象。也稱波形圖。新知講解1、定義：如果波源做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)，各介質(zhì)也跟著做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)，所形成的波叫做簡(jiǎn)諧波2、圖象：正弦曲線（或余弦曲線）.3、簡(jiǎn)諧波是一種最基本、最簡(jiǎn)單的波.4、波的圖像的物理意義：反映某時(shí)刻各個(gè)質(zhì)點(diǎn)偏離平衡位置的位移.x/my/cm5-50246新知講解

從波的圖象上可獲得哪些信息？x/my/cm5-50246③各個(gè)質(zhì)點(diǎn)的位移Y:對(duì)應(yīng)于圖像上某一點(diǎn)的坐標(biāo)（x，y）．①振幅A:圖像的峰值.②波長(zhǎng)λ:相鄰兩個(gè)波峰或波谷之間的距離.二、波的圖像的應(yīng)用新知講解（1）已知波向右傳播，試判斷P點(diǎn)振動(dòng)方向？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，判斷波的傳播方向．波的成因法:前一質(zhì)點(diǎn)依次帶動(dòng)后一質(zhì)點(diǎn)延遲振動(dòng)1.求波的傳播方向新知講解上下坡法：將波的圖像視為蜿蜒起伏的“山坡”，沿波的傳播方向看，“上坡路段”上的各質(zhì)點(diǎn)都向下振動(dòng)，“下坡路段”上的各質(zhì)點(diǎn)都向上振動(dòng)．簡(jiǎn)稱“上坡下，下坡上”YXOv下坡上上坡下上坡下思考：如果已知P點(diǎn)的振動(dòng)方向向上，判斷波的傳播方向．P課堂練習(xí)2、圖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：如果這列波是向左傳播的，則這四個(gè)質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向又如何？v新知講解先找出兩點(diǎn)（平衡位置和波峰及波谷特殊點(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；最后按正弦規(guī)律畫(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)刻的波形圖新知講解⑵圖象平移法經(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)械波的振動(dòng)狀態(tài)和波形以波速勻速傳播。新知講解確定質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)方向形象記憶圖線變化物理意義y/mλx/mx/mTt/s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比喻為一個(gè)質(zhì)點(diǎn)的“錄象帶”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)判斷振動(dòng)圖像與波動(dòng)圖像的對(duì)比課堂練習(xí)3.D課堂練習(xí)4、一列簡(jiǎn)諧波在t=0時(shí)刻的波形如圖甲所示,圖乙表示該波傳播的介質(zhì)中某質(zhì)點(diǎn)此后一段時(shí)間內(nèi)的振動(dòng)圖像,則()A.若波沿x軸正方向傳播,圖乙應(yīng)為a點(diǎn)的振動(dòng)圖像B.若波沿x軸正方向傳播,圖乙應(yīng)為b點(diǎn)的振動(dòng)圖像C.若波沿x軸正方向傳播,圖乙應(yīng)為c點(diǎn)的振動(dòng)圖像D.若波沿x軸正方向傳播,圖乙應(yīng)為d點(diǎn)的振動(dòng)圖像B新知講解1、波長(zhǎng):沿波的傳播方向，振動(dòng)相位總是相同的兩個(gè)相鄰質(zhì)點(diǎn)間的距離，叫做波長(zhǎng)，常用λ表示。三、波長(zhǎng)、頻率和波速觀察：在波動(dòng)中，相隔等于波長(zhǎng)的兩個(gè)點(diǎn)的振動(dòng)特點(diǎn)？（1）這兩點(diǎn)對(duì)平衡位置的位移的大小和方向總保持相同。（2）這兩點(diǎn)速度大小和方向總保持相同。新知講解相隔λ/2的兩個(gè)質(zhì)點(diǎn)的步調(diào)有什么關(guān)系？相隔λ的兩個(gè)質(zhì)點(diǎn)的步調(diào)有什么關(guān)系？步調(diào)總是相同步調(diào)總是相反在橫波中,兩個(gè)相鄰的波峰(或波谷)之間的距離等于波長(zhǎng).在縱波中,兩個(gè)相鄰的密部(或疏部)之間的距離等于波長(zhǎng)．新知講解2、頻率（或周期）：介質(zhì)中各質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)的頻率（或周期）都等于波源的振動(dòng)頻率（或周期），我們把這個(gè)頻率（或周期）叫做波的頻率（或周期）。頻率通常用字母f表示，單位是Hz．周期通常用字母T表示，單位是s．幾點(diǎn)說(shuō)明(1)波的周期（或頻率）應(yīng)由波源決定，與傳播波的介質(zhì)無(wú)關(guān)。(2)每經(jīng)過(guò)一個(gè)周期的時(shí)間波就沿傳播方向傳播一個(gè)波長(zhǎng)的距離。(3)每經(jīng)歷一個(gè)周期，原有的波形圖不改變。新知講解（2）波速在數(shù)值上等于在單位時(shí)間內(nèi)某一波峰或波谷（疏部和密部）向前移動(dòng)的距離。ｔ+△t時(shí)刻的波形3、波速：?jiǎn)挝粫r(shí)間內(nèi)振動(dòng)所傳播的距離叫做波速。（3）幾點(diǎn)說(shuō)明②一列波在同一均勻介質(zhì)中是勻速傳播的①波速的大小由介質(zhì)的性質(zhì)決定，同一列波在不同介質(zhì)中傳播速度不同。（1）物理意義:反映振動(dòng)在介質(zhì)中傳播的快慢程度.ｔ時(shí)刻的波形新知講解波速和振動(dòng)速度有什么區(qū)別？波速由介質(zhì)決定，與波的頻率、質(zhì)點(diǎn)的振幅無(wú)關(guān)波的頻率只取決于波源，與波速、波長(zhǎng)無(wú)關(guān)。波在傳播過(guò)程中、從一種介質(zhì)進(jìn)入另一種介質(zhì)時(shí)頻率不變。波長(zhǎng)則決定于波速和頻率。波從一種介質(zhì)進(jìn)入另一種介質(zhì)波速發(fā)生變化，頻率不變，波長(zhǎng)發(fā)生變化；波在同一介質(zhì)中傳播，當(dāng)頻率發(fā)生變化，波長(zhǎng)也發(fā)生變化。①波速由什么決定？②頻率由什么決定？③波長(zhǎng)由什么決定？新知講解四、機(jī)械波的多解問(wèn)題造成波動(dòng)問(wèn)題多解的主要因素有：1、周期性（1）時(shí)間的周期性（2）空間的周期性2、雙向性（1）傳播方向的雙向性：波的傳播方向不確定（2）振動(dòng)方向的雙向性：質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)方向不明確新知講解例題：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?新知講解解：(1)如果波是向左傳播的，從圖看出，虛線所示的波形相當(dāng)于實(shí)線所示的波形向左移動(dòng)了6cm(1/4一個(gè)波長(zhǎng)),由此可求出波速的大小波的周期為(2)如果波是向右傳播的，從圖看出，虛線所示的波形相當(dāng)于實(shí)線所示的波形向右移動(dòng)了18cm(3/4個(gè)波長(zhǎng)),由此可以求出波速的大小。波的周期為課堂練習(xí)1、(多選)關(guān)于波長(zhǎng),下列說(shuō)法正確的是()A.在一個(gè)周期內(nèi)振動(dòng)在介質(zhì)中傳播的距離等于波長(zhǎng)B.在一個(gè)周期內(nèi)某個(gè)質(zhì)點(diǎn)所走過(guò)的路程等于波長(zhǎng)C.在波的傳播方向上位移始終相同的相鄰兩質(zhì)點(diǎn)間的距離等于波長(zhǎng)D.在波的傳播方向上振動(dòng)速度始終相同的相鄰兩質(zhì)點(diǎn)間的距離等于波長(zhǎng)解析:在波動(dòng)中,對(duì)平衡位置的位移總是相同的兩個(gè)相鄰質(zhì)點(diǎn)間的距離等于波長(zhǎng),在一個(gè)周期內(nèi),振動(dòng)在介質(zhì)中的傳播距離等于一個(gè)波長(zhǎng),故選項(xiàng)A、C正確;在波傳播過(guò)程中,質(zhì)點(diǎn)只是上下振動(dòng),并不隨波遷移,故選項(xiàng)B錯(cuò)誤;在波的傳播方向上振動(dòng)速度始終相同的相鄰兩質(zhì)點(diǎn)間的距離等于波長(zhǎng),故選項(xiàng)D正確。ACD拓展提高2、一列簡(jiǎn)諧波在x軸上傳播,在某時(shí)刻波形如圖所示,已知此時(shí)質(zhì)點(diǎn)E的運(yùn)動(dòng)方向向下,則()A.此波沿x軸正方向傳播B.質(zhì)點(diǎn)C此時(shí)向下運(yùn)動(dòng)C.質(zhì)點(diǎn)A將比質(zhì)點(diǎn)B先回到平衡位置D.質(zhì)點(diǎn)D的振幅為零解析:由題意可知波沿x軸負(fù)方向傳播,質(zhì)點(diǎn)C向下運(yùn)動(dòng),質(zhì)點(diǎn)B將比質(zhì)點(diǎn)A先回到平衡位置,質(zhì)點(diǎn)D的位移為零,但振幅不為零。B拓展提高3、(多選)關(guān)于波長(zhǎng)的下列說(shuō)法正確的是()A.機(jī)械振動(dòng)在一個(gè)周期內(nèi)傳播的距離等于一個(gè)波長(zhǎng)B.在波形上位移相同的相鄰兩質(zhì)點(diǎn)之間的距離等于一個(gè)波長(zhǎng)C.在波形上速度最大且相同的相鄰兩質(zhì)點(diǎn)間的距離等于一個(gè)波長(zhǎng)D.在波形上振動(dòng)情況總是相同的兩點(diǎn)間的距離等于一個(gè)波長(zhǎng)解析:機(jī)械振動(dòng)的質(zhì)點(diǎn)在一個(gè)周期內(nèi)向遠(yuǎn)處傳播一個(gè)完整的波形,故選項(xiàng)A正確;由波形可見(jiàn),在一個(gè)完整波形上,位移相同的相鄰質(zhì)點(diǎn)之間的距離不一定等于一個(gè)波長(zhǎng),故選項(xiàng)B錯(cuò)誤;速度最大且相同的質(zhì)點(diǎn),在波形上是在平衡位置上,如果相鄰,那么正好是一個(gè)完整波形的兩個(gè)端點(diǎn),所以選項(xiàng)C正確;振動(dòng)情況總是相同的兩點(diǎn)間的距離是波長(zhǎng)λ的整數(shù)倍,故選項(xiàng)D錯(cuò)誤。AC拓展提高4、ABC拓展提高5、AD