浙江省高中物理 第十二章 机械波 第2课时 波的图象课件 新人教版选修34.ppt

第2课时波的图象 研究选考 把握考情 知识点一横波的图象 基础梳理 1 用横坐标x表示在波的传播方向上各质点的 纵坐标y表示某时刻各质点偏离平衡位置的 规定位移向上时y取正值 向下时y取负值 在oxy坐标平面内 得到一系列坐标为 x1 y1 x2 y2 x3 y3 的点 这些点的集合就是这一时刻波的图象 波的图象有时也称波形图 简称波形 2 如果波的图象是 这样的波叫做正弦波 也叫简谐波 平衡位置 位移 正弦曲线 要点1由波的图象可获取的信息1 直接读出该时刻各质点的位移 间接判断回复力 加速度情况 2 介质中各质点的振幅 3 已知波的传播方向 可知质点的振动方向 常用方法有 1 带动法 后面质点依次重复前面质点的振动 2 上 下坡法 如图1所示 沿波的传播方向 上坡 的质点向下振动 如d e f 下坡 的质点向上振动 如a b c 简称 上坡下 下坡上 要点精讲 图1 3 同侧法 如图2所示 质点的振动方向与波的传播方向在波的图象的同一侧 图2 4 已知质点的振动方向 可知波的传播方向 仍是上述几种方法 只需将判定的程序倒过来 a 此列波的振幅是0 1mb x 15cm处质点的位移是0 1mc 若质点a的速度沿y轴正方向 则质点b的速度亦沿y轴正方向d 质点a的加速度为沿y轴负方向 而b c的加速度沿y轴正方向 例1 关于如图3所示的波形图 下列说法中正确的是 图3 解析从波动图象上可以直接读出振幅 各质点离开平衡位置的位移 a正确 b错误 各质点加速度的方向总是指向平衡位置 d正确 由于a b两质点在此时刻都在同一 坡 上 根据 上 下坡 法可以判断c正确 答案acd 规律总结由波的图象可直接看出该时刻沿波的传播方向上各质点的位移和各质点的振幅 可以判断出各质点该时刻的加速度方向 利用波的传播方向判断任一质点的振动方向或利用任一质点的振动方向判断波的传播方向的方法很多 但只要正确理解并掌握其中的一至两种 并能够熟练应用即可 2 波形平移法在已知波的传播速度的情况下 由 x v t可得经 t时间后波向前移动的距离 x 把图象沿传播方向平移 x即得到相对应的图象 要点2波的图象的画法1 特殊点法先找出两点 平衡位置和波峰及波谷等特殊点 并确定其运动方向 然后确定经 t时间内这两点所达到的位置 最后按正弦规律画出新的波形 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时的波形图象 例2 2016 杭州高二检测 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4所示 已知波的传播速率是16m s 图4 解析 1 由图象可以看出 质点振动的最大位移大小是10cm 因此振幅是10cm 2 再经0 125s波形沿x轴正方向移动的距离为 x v t 16 0 125m 2m 所以再经过0 125s后的波形图象如图中的虚线所示 答案 1 10cm 2 见解析图 知识点二波形图与振动图象的意义 1 波形图表示介质中 在 的位移 2 振动图象表示介质中 在 的位移 基础梳理 各个质点 某一时刻 某一质点 各个时刻 要点精讲 振动图象与波的图象的比较 例3 根据图5甲 乙所示 分别判断下列说法正确的是 图5 a 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 甲中a质点向下振 乙中b时刻质点向下振d 甲中a质点向上振 乙中b时刻质点向下振 解析波动图象的横坐标为波的传播方向上各质点的平衡位置 振动图象的横坐标为时间 故a错误 b正确 甲中a质点被其左侧的质点带动向上振 乙中b时刻后位移由零变为负值 故向下振 所以c错误 d正确 答案bd 规律总结振动图象与波的图象的区别 1 波的图象和振动图象的本质不同 波的图象描述的是介质中的 各个质点 在 某一时刻 离开平衡位置的位移 而振动图象描述的是 一个质点 在 各个时刻 离开平衡位置的位移 2 坐标轴所表示的物理量不同 波的图象中的横轴x表示介质中各个振动质点的平衡位置 纵轴y表示各个振动质点在某时刻的位移 振动图象的横轴t表示一个振动质点振动的时间 纵轴y表示这个质点振动时各个时刻的位移 1 简谐横波某时刻的波形图如图6所示 由此图可知 a 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向上运动答案bd 图6 2 如图7所示为一列横波在某时刻的波形图 若此时刻质点p正处于减速运动过程中 则此时刻 a 质点q和质点n均处于减速运动过程中b 质点q和质点n均处于加速运动过程中c 质点q处于减速运动过程中 质点n处于加速运动过程中d 质点q处于加速运动过程中 质点n处于减速运动过程中 图7 解析质点p减速运动 可知p正沿y轴正方向振动 根据 上下坡法 知 波向右传播 则q点沿y轴负方向振动 靠近平衡位置 n点沿y轴负方向振动 远离平衡位置 可知q点沿y轴负方向加速运动 n点沿y轴负方向减速运动 故d正确 a b c错误 答案d 3 一列简谐波在t 0时刻的波形图如图8 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8a 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点的振动图象解析在题图 b 中 t 0时刻质点在平衡位置且向y轴正方向运动 若波沿x轴正方向传播 只有b点满足此条件 选项b正确 答案b 4 如图9所示是一列沿x轴传播的简谐横波在t 0时刻的波形图 图中质点p正沿y轴正方向运动 此波的传播速度为v 4m s 则 图9a 此波沿x轴负方向传播b 质点p的振动周期为t 1 0sc x 1 0m处质点做简谐运动的表达式为y 5cos 4t cmd x 1 0m处质点在0 2 5s内通过的路程为50cm 解析因质点p正沿y轴正方向运动 由 上下坡法 知波沿x轴正方向传播 a错误 由题图知