湖北省荆州市沙市第五中学高中物理 12.2波的图象学案 新人教版选修34.doc

12.2 波的图象 学案（人教版选修3-4）1用横坐标x表示在波的传播方向上各质点的_，纵坐标y表示某一时刻各质点偏离平衡位置的_，选取质点振动的某一个方向为_正方向，x轴一般_为正，把某一时刻所有质点的_描在坐标系里，用一条_的曲线把坐标系中的各点连接起来就是这时的_2波的图象也称_，简称_，如果波的图象是正弦曲线，这样的波叫做_，也叫_介质中有正弦波传播时，介质的质点在做_3波形图表示介质中的“各个质点”在_的位移，振动图象表示介质中“某一质点”在_的位移4分别判断图1中的两图象属于何种图象()图1a甲是振动图象，乙是波动图象b甲是波动图象，乙是振动图象c都是波动图象d都是振动图象5关于振动图象和波的图象，下列说法中正确的是()a振动图象研究的是一个质点在振动过程中位移随时间的变化，而波的图象研究的是某一时刻在波的传播方向上各个质点在空间的分布b振动图象的形状不随时间变化，而波的图象的形状随时间而变化c简谐运动图象和简谐波的图象其形状都是正弦(或余弦)曲线d振动图象的图线实质是振动质点所经过的路径形状，波的图象其图线实质是某一时刻各个质点的连线形状6如图2所示，由此图可知()图2a若质点a向下运动，则波是从左向右传播的b若质点b向上运动，则波是从左向右传播的c若波从右向左传播，则质点c向下运动d若波从右向左传播，则质点d向上运动概念规律练知识点一对波的图象的认识1如图3所示，图3画出了一列沿x轴正方向传播的简谐横波在某个时刻的波形，由图象可知()a质点b此时位移为零b质点b此时向y方向运动c质点d的振幅是2 cmd质点a再经过通过的路程是4 cm，偏离平衡位置的位移是4 cm图42如图4所示，是一列简谐波沿x轴正方向传播的某时刻的波形图，a在正向最大位移处，b恰好处在平衡位置，经过t的时间，关于a、b两个质点所通过的路程的关系下列说法正确的是()asasb bsasb d以上三种情况都有可能知识点二波动与振动图象的关系3一列简谐波在t0时刻的波形图如图5(a)所示，图(b)表示该波传播的介质中某质点此后一段时间内的振动图象，则()图5a若波沿x轴正方向传播，(b)图应为a点的振动图象b若波沿x轴正方向传播，(b)图应为b点的振动图象c若波沿x轴正方向传播，(b)图应为c点的振动图象d若波沿x轴正方向传播，(b)图应为d点的振动图象4一列简谐横波沿x轴负方向传播，如图6甲是t1 s时的波形图，图乙是波中某振动质点位移随时间变化的振动图线(两图用同一时间起点)则图乙可能是图甲中哪个质点的振动图线()图6ax0处的质点 bx1 m处的质点cx2 m处的质点 dx3 m处的质点方法技巧练质点振动方向与波传播方向的互判技巧5如图7所示是一列简谐横波某时刻的波形图，下列关于所标点的振动方向的描述正确的是()图7a质点a向上运动b质点b向上运动c质点c向上运动d质点d向下运动6如图8所示为一列简谐横波在某一时刻的波形图，已知质点a在此时刻的振动方向如图中箭头所示，则以下说法中正确的是()图8a波向左传播，质点b向下振动，质点c向上振动b波向右传播，质点b向上振动，质点c向下振动c波向左传播，质点b向上振动，质点c向上振动d波向右传播，质点b向下振动，质点c向下振动参考答案课前预习练1平衡位置位移y轴向右位移平滑波的图象2波形图波形正弦波简谐波简谐运动3某一时刻各个时刻4b5abc解题的关键是理解振动图象和波的图象的意义和区别振动和波动图象都是用数学方法来描述物理现象，简谐运动图象和简谐波都是正弦(或余弦)曲线，故c项正确，d错误；但它们各自表达的物理意义又不同，振动图象表示的是一个振动质点离开平衡位置的位移与时间的函数关系，而从波的图象(不论横波还是纵波)上能找出这一时刻各个质点所在的空间位置，即空间的分布，故a项正确因振动图象表示一个质点在各个时刻的位移情况，故不随时间变化，而波的图象表示的是某一时刻各质点在空间的分布，不同时刻，这些质点因振动而使所处的位置会有所不同，故波动图象的形状会随时间而变化，b项正确6bd由波的形成特点可知，介质中先振动的质点将带动它后面的质点振动若质点a向下运动，则是被a右侧的质点带动，即波是从右向左传播的，故a错同理可判断b、d正确，c错误课堂探究练1ac由波形知，质点b在平衡位置，所以其位移此刻为0，选项a正确；因波向右传播，波源在左侧，在质点b的左侧选一参考点b，由图知b在b上方，所以质点b此时向y方向运动，选项b错误；简谐波传播过程中，介质各质点振幅相同，所以质点d的振幅是2 cm，选项c正确；再过的时间，质点a将运动到负向最大位移处，它偏离平衡位置的位移为2 cm，故选项d错误点评判断b点的振动(速度)方向时易与振动图象混淆，振动图象上判断某时刻质点的振动(速度)方向时，可直接从xt图象上看该质点下一时刻的位移即可，波动图象上也是看下一时刻该质点的位移，但从图象上不能直接得出，而是利用先振的带动后振的，找到此时“先振”的质点的位移即为下一时刻该质点的位移，然后就可以判断出该质点的振动(速度)方向2b在简谐波传播过程中各质点在各自的平衡位置附近做简谐运动，所以质点做的是变速运动，由题中图象知，在图示时刻，质点a位于最大位移处，则其加速度最大，速度为零，而质点b位于平衡位置，其加速度为零，速度最大，所以在t的时间内，a质点的平均速度小于b质点的平均速度，因此sasb.点评形成简谐波时，波源和介质中各质点都在各自的平衡位置附近做简谐运动，即质点的运动遵循简谐运动的规律3b根据(b)图首先判定出此质点在0时刻的位置和振动方向，然后在波形图中寻找符合条件的点在(b)的振动图象中，t0时质点在平衡位置且向y轴正方向运动，在平衡位置的点只有b、d，故选项a、c错误；因题干中未给出波的传播方向，此时还不知b、d的运动方向若波沿x正向传播，波源在左侧，b、d两点都是在其左侧点的带动下振动的，b左侧的点在其上方，因此b质点正向上运动，符合要求，选项b正确；d左侧的点在其下方，d质点正向下运动，不合要求，选项d错误点评由振动图象可以知道质点的运动规律，再由波动图象中波的传播方向和质点振动方向的关系确定出振动图象所描述的点4a由振动图线知该质点在t1 s时处于平衡位置且向y轴负方向运动，在波形图中，在t1 s时处于平衡位置且沿y轴负方向运动的是x0和x4 m处两质点点评解决此类问题时，要注意波动图象所对应的时刻，切不可认为都是描述零时刻的波形图5c由传播方向知，波源在左侧，找a左侧邻近的a点，由图可知a在a的下方，则a向下运动，同理得b点的运动方向向下，c点、d点都向上，故c正确6c解决该题有多种方法，现用“上下坡”法判断，若波向右传播，则a质点处于下坡，应向上振动由此可知波向左传播同理可判断c向上振动，b向上振动，故c正确方法总结质点振动方向与波传播方向的关系大体可由下列几种方法确定(1)带动法带动法是利用波的形成机理来判断的方法，它是最根本的方法原理：先振动的质点带动邻近的后振动质点方法：在质点p靠近波源一侧邻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(2)微平移法原理：波向前传