高中物理教科版选修3-4课件：第2章第3节《波的图像》

欢迎进入物理课堂 第3节波的图像 学习目标 1 理解波的图像的物理意义 2 能根据波的图像进行有关判断 以及根据有关信息画出波的图像 重点难点 1 根据波的图像信息分析各质点的振动情况 2 理解和区分波的图像和振动图像 第3节 核心要点突破 课堂互动讲练 知能优化训练 课前自主学案 课标定位 课前自主学案 一 横波的图像1 波的图像的作法 1 建立坐标系 用横坐标x表示在波的传播方向上各质点的 纵坐标y表示某时刻各质点偏离平衡位置的 2 正方向的选取 一般规定 在横波中 位移 y取正值 时y取负值 3 描点 把平衡时位于x1 x2 x3 的质点的位移y1 y2 y3 画在xOy坐标平面内 得到一系列坐标为 x1 y1 x2 y2 x3 y3 的点 平衡位置 位移 向上 向下 4 连线 用一条平滑的线把 3 中的诸点连接起来 或说 3 中无穷多点的集合 就是这时的 2 波的图像也称 简称 波形图是正弦曲线的波 又称为 二 波的图像与振动图像的比较简谐波的图像与简谐运动的图像都是 曲线 但它们又有着诸多本质的区别 具体如下 1 描述对象 1 振动图像 2 波的图像 波传播方向上的 波的图像 波形图 波形 正弦波 正弦 某个质点 各个质点 2 坐标轴意义 1 振动图像横轴 振动到该点所用的 纵轴 质点位移 2 波的图像横轴 波线上各质点的 纵轴 各质点对平衡位置的 时间 平衡位置 位移 核心要点突破 一 对波的图像的认识1 波的图像的特点 1 波的图像并不是波实际运动的波形图 但某时刻横波的图像形状与波在该时刻的实际波形很相似 波形中的波峰对应波的图像中的位移正向最大值 波谷对应图像中位移负向最大值 波形中的平衡位置也对应图像中的平衡位置 2 简谐波的图像是正 余 弦曲线 是最简单的一种波 各个质点振动的最大位移都相同 3 波的周期性在波的传播过程中 各质点都在各自的平衡位置附近振动 不同时刻质点的位移不同 则不同时刻 波的图像不同 质点振动时位移做周期性变化 则波的图像也做周期性变化 经过一个周期 波的图像复原一次 4 波的传播方向的双向性如果只知道波沿x轴传播 则有可能沿x轴正向 也有可能沿x轴负向 2 波的图像的应用根据机械波的传播规律 利用该图像可以得出以下的判定 1 介质中质点的振幅A 波长 两相邻波峰或波谷之间的距离 以及该时刻各质点的位移和加速度的方向 2 根据波的传播方向 画出在 t前或后的波形图像 3 根据某一质点的振动方向 确定该时刻各质点的振动方向 4 根据波的传播方向 确定该时刻各质点的振动方向 5 根据周期 确定波的传播速度 即时应用 即时突破 小试牛刀 1 在均匀介质中 各质点的平衡位置在同一直线上 相邻两质点的距离均为s 如图2 3 1甲所示 振动从质点1开始向右传播 质点1开始运动时的速度方向向上 经过时间t 前13个质点第一次形成如图乙所示的波形 关于这列波的周期和波速有如下说法 其中正确的是 图2 3 1 A 这列波的周期T 2t 3B 这列波的周期T t 2C 这列波的传播速度v 12s tD 这列波的传播速度v 16s t 二 波的图像与振动图像的区别与联系 2 如图2 3 2所示 根据甲 乙两图 分别判断它们属于何种图像 图2 3 2 A 甲是振动图像 乙是波的图像B 甲是波的图像 乙是振动图像C 都是波的图像D 都是振动图像解析 选A 波的图像的横坐标为在波的传播方向上各质点的平衡位置 振动图像的横坐标为时间 课堂互动讲练 2011年四川高二检测 如图2 3 3所示为一列沿x轴负方向传播的简谐横波 实线为t 0时刻的波形图 虚线为t 0 6s时的波形图 波的周期T 0 6s 则 图2 3 3 A 波的周期为2 4sB 在t 0 9s时 P点沿y轴正方向运动C 经过0 4s P点经过的路程为4mD 在t 0 5s时 Q点到达波峰位置 精讲精析 波向x轴负向传播 T 0 6s 由波形图可知 x 时间t 0 6s T T 0 8s A错 t 0 9s T 0 1s P点沿y轴负方向运动 B错 经0 4s P点运动半个周期 经过的路程为0 4m C错 t 0 x 10m处质点处在波峰 经0 5s 波峰向左传 x 5m 故D正确 答案 D 方法总结 在简谐波的图像中 每一个质点的振动规律同单个质点的简谐运动规律是完全相同的 因此波的图像中 牵涉到单个质点的振动问题可利用已有的振动规律作出判断 2011年浙江高二检测 如图2 3 4所示 甲为一列简谐横波在t 0 10s时刻的波形图 P是平衡位置为x 1m处的质点 Q是平衡位置为x 4m处的质点 图乙为质点Q的振动图像 则 图2 3 4 A t 0 15s时 质点Q的加速度达到正向最大B t 0 15s时 质点P的运动方向沿y轴负方向C 从t 0 10s到t 0 25s 该波沿x轴正方向传播了6mD 从t 0 10s到t 0 25s 质点P通过的路程为30cm 自主解答 由质点Q的振动图像可知 t 0 15s时 Q正处于最低点 加速度达到正向最大 选项A对 t 0 10s时 Q正处于平衡位置向下运动 故波是向左传播的 所以t 0 15s时 质点P运动方向沿y轴负方向 选项B对 答案 AB 方法总结 1 波的图像与振动图像外形上很相似 辨别它们时要看图像的横坐标是时间t还是位移x 2 简谐波中的所有质点都做简谐运动 它们的振幅 周期均相同 3 求解两种图像结合问题的技巧是要从一种图像中找到某一质点的振动信息 再根据该质点的振动信息 题设条件和相应的物理规律推知另一种图像及相关情况 知能优化训练 本部分内容讲解结束 点此进入课件目录 按ESC键退出全屏播放 谢谢使用 同学们 来学校和回家的路上要注意安全 同学们 来学校和回家的路上要注意安全