高中物理 122波的图象课件 新人教版选修34.ppt

课前自主导学 当堂双基达标 课堂互动探究 课后知能检测 教学教法分析 教学方案设计 2波的图象 课标要求1 理解波的图象的意义 2 知道什么是简谐波 3 已知某一时刻某简谐波的图象和波的传播方向 能画出下一时刻的波的图象 课标解读1 知道波的图象中横 纵坐标各表示什么物理量 2 知道什么是波的图象 能在简谐波的图象中获取相关信息来解答问题 3 能根据某一时刻波的图象和波的传播方向 画出下一时刻和前一时刻的波的图象 并能指出图象中各个质点在该时刻的振动方向 4 通过对波的图象的意义的了解 培养学生应用数学工具表达物理关系的能力 教学地位波的图象是本章的重点内容 也是高考的热点内容 高考常以波动图象为背景考查波动和振动的特性 新课导入建议机械波是由机械振动引起的 机械振动研究单个质点的运动 机械波研究的是多个质点的振动 质点的振动情况可以用振动图象表示 波动也可以用图象表示 这节课我们学习波的图象 教学流程设计 1 基本知识 1 波的图象的作法 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 平衡位置 位移 正方向的选取 选取质点振动的某一个方向为y轴正方向 x轴一般向右为正 描点 把某一时刻所有质点的位置画在坐标系里 连线 用一条平滑的线把诸点连接起来就是这时的 波的图象 2 简谐波 正弦波 概念 波的图象是的波 如图12 2 1 质点的运动 各质点都做 正弦函数图象 简谐运动 2 思考判断 1 波的图象描述了某一时刻各质点离开平衡位置的位移情况 2 只有横波才能画出波的图象 3 简谐波中各质点做的是简谐运动 3 探究交流某同学认为 既然机械波是机械振动在介质中传播时产生的 所以波的图象与振动图象没有区别 实质上是一样的 你认为他的观点是否正确 提示 波的图象反映一系列质点在某时刻的位移 而振动图象反映一个质点在一段时间内位移的变化 本质不同 必须注意区分这两种图象 问题导思 1 从波的图象中可获取哪些信息 2 如何理解波传播的双向性 3 各质点振动的振幅和周期是否相同 1 波的图象的理解 1 波的图象是某一时刻介质中各个质点运动情况的 定格 可借用 定格 这一比喻加深理解 可以将波的图象比喻为某一时刻对所有质点拍摄下的 集体照 2 简谐波的图象是正 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等 2 图象的信息 1 该时刻各质点的位移及振幅 2 若已知该波的传播方向 可以确定各质点的振动方向 或已知某质点的振动方向 可以确定该波的传播方向 3 波的图象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 则不同时刻波的图象不同 质点的振动位移做周期性变化 则波的图象也做周期性变化 经过一个周期 波的图象复原一次 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轴正向传播 也可能沿x轴负向传播 具有双向性 5 由某时刻的波形图画另一时刻波形图的方法 1 特殊点法 2 平移法将原图象沿x轴方向即波传播的方向平移 根据波速和给定的时间 利用 x v t 求出在波的传播方向上移动的位移 将波进行平移 一列沿x轴正方向传播的横波在某一时刻的波形图象如图12 2 2所示 已知波的传播速度是16m s 1 指出这列波中质点振动的振幅是多少 2 画出再经过0 125s时的波的图象 解析 通过图象读出振动的最大位移 振幅 利用波传播的速度公式计算出在0 125s内波传播的位移 利用平移法作出图象 1 由图象可以看出 质点振动的最大位移是10cm 因此 振幅是10cm 2 经0 125s波形沿x轴正方向移动的距离为 x v t 16 0 125m 2m 所以 经过0 125s后的波形图象如图中的虚线所示 答案 1 10cm 2 图见解析 1 用平移法求解图象问题时 一定要注意波传播的方向 t时刻后的波形应沿传播方向移动v t 而t时刻之前的波形应沿波传播方向的反方向平移v t 2 经过一个周期 前面波形恢复原状 波向后传播一段距离 1 2013 福建高考 如图 t 0时刻 波源在坐标原点从平衡位置沿y轴正向开始振动 振动周期为0 4s 在同一均匀介质中形成沿x轴正 负两方向传播的简谐横波 下图中能够正确表示t 0 6s时波形的图是 答案 c 问题导思 1 振动图象和波动图象物理意义有何不同 2 振动图象和波动图象有什么相同点和联系 振动图象与波动图象的比较 2014 济南检测 一列简谐横波沿x轴负方向传播 如图12 2 3 a 是t 1s时的波形图 图12 2 3 b 是波中某振动质点位移随时间变化的振动图象 两图用同一时间起点 1 图 b 可能是图 a 中哪个质点的振动图象 a x 0处的质点b x 1m处的质点c x 2m处的质点d x 3m处的质点 2 若波沿x轴正方向传播 则图 b 可能是图 a 中哪个质点的振动图象 a x 0处的质点b x 1m处的质点c x 2m处的质点d x 3m处的质点 审题指导 先由图 b 确定t 1s时 质点的运动方向 再根据波的传播方向确定各点的运动方向 在图 a 中找出与所处位置及运动方向相符的质点 解析 1 当t 1s时 由图 b 振动图象可知 质点在t 1s时在平衡位置 正沿y轴负方向运动 由图 a 和波向x轴负方向传播判断x 0处质点在平衡位置 正沿y轴负方向运动 故选a 2 由图 a 和波向x轴正方向传播可判断x 2m处的质点在平衡位置 正沿y轴负方向运动 故选c 答案 1 a 2 c 解决这类问题关键是看清是哪一时刻的波形图 然后再看振动图象中这一时刻质点正在向哪一个方向振动 再由振动方向与波的传播方向的关系来确定是哪一质点的振动图象 反之亦可根据振动图象 画出波形图 2 振源a带动细绳振动 某时刻形成的横波波形如图12 2 4所示 则在波传播到细绳上一点p时 开始计时 如图所示四个图形中能表示p点振动图象的是 解析 由图象可知 振源开始起振的方向向下 所以 质点p从平衡位置开始向下振动 故p点的振动图象如选项c所示 答案 c 简谐横波某时刻的波形图如图12 2 5所示 由此可知 1 若质点a向下运动 则波向什么方向传播 2 若质点b向上运动 则波向什么方向传播 3 若波从右向左传播 则质点c向什么方向运动 规范解答 1 先在a质点上标出向下的振动方向 如图 根据 同侧法 波的传播方向一定向左 2 先在b质点上标出向上的振动方向 再根据 同侧法 画出与振动方向垂直的波的传播方向 则波向右传播 3 先在c质点上标出波的传播方向 向左 根据 同侧法 可知c质点振动方向一定向上 答案 1 向左 2 向右 3 向上 振动方向和波传播方向的判断方法1 上下坡法沿波的传播方向看 上坡 的点向下运动 下坡 的点向上运动 简称 上坡下 下坡上 如图所示 2 带动法原理 先振动的质点带动邻近的后振动的质点 方法 在质点p靠近波源一方附近的图象上另找一点p 若p 在p上方 则p向上运动 若p 在p下方 则p向下运动 如图所示 3 微平移法原理 波向前传播 波形也向前平移 方法 作出经微小时间 t后的波形 就知道了各质点经过 t时间到达的位置 此刻质点振动方向也就知道了 如图 1 所示 4 同侧法质点的振动方向与波的传播方向在波的图象的同一侧 如图 2 所示 若波向右传播 则p向下运动 1 多选 关于振动图象和波的图象 以下说法正确的是 a 波的图象反映出很多质点在同一时刻的位移b 通过波的图象可以找出任一质点在任一时刻的位移c 从振动图象可以找出很多质点在任一时刻的位移d 两种图象的纵坐标轴都表示质点离开平衡位置的位移 解析 波的图象表示的是连续介质中的各个质点在某一时刻的位移 振动图象表示的是某一质点在各个时刻的位移 答案 ad 2 多选 下列图中正确的波形图是 解析 根据 上下坡 法 凡是在 上坡 区必向下运动 下坡 区必向上运动 故b c正确 答案 bc 3 如图12 2 6所示 根据甲 乙两图 分别判断它们属于何种图象 a 甲是振动图象 乙是波的图象b 甲是波的图象 乙是振动图象c 都是波的图象d 都是振动图象 解析 波的图象的横坐标为各质点的平衡位置 振动图象中横坐标为时间 答案 b 4 2013 合肥质检 简谐波某时刻的