高中物理 第十二章 机械波 第2节 波的图象课件 新人教版选修34.ppt

第十二章 机械波 第二节波的图象 课前预习 1 图象的建立 1 用横坐标x表示在波的传播方向上介质中各质点的 纵坐标y表示某一时刻各个质点偏离平衡位置的 2 规定横波中位移方向向上时为正值 位移向下时为 3 在x y平面上 画出各个质点的平衡位置x与各质点偏离平衡位置的位移y的各点 x y 波的图象 平衡位置 位移 负值 4 用 把各点连接起来就得到了横波的波形图象 2 图象的物理意义波的图象描述的是某一时刻介质中各个质点偏离平衡位置的位移情况 平滑的曲线 3 图象的特点 1 横波的图象形状与波在传播过程中介质中各质点某时刻的分布相似 波形中的波峰即为图象中的位移 波谷即为图象中位移 波形中通过平衡位置的质点在图象中恰处于平衡位置 2 波形图线是 或 曲线的波称为简谐波 简谐波是最简单的波 对于简谐波而言 各个质点振动的最大位移都 正向最大值 负向的最大值 正弦 余弦 相同 如果已知一列波某时刻波形如图所示 那么我们从波的图象中可以获取的信息有以下几点 由波的图象可获取的信息 1 确定位移可以直接看出在该时刻沿传播方向上各质点的位移 图象上各点的纵坐标表示各点在该时刻的位移 如上图中m点的位移是 2 确定振幅可以直接看出在波的传播过程中介质各点的振幅a 即波动图象上纵坐标最大值的绝对值 如上图中波的振幅为a 2cm 4cm 3 判断质点的运动方向可以由波的传播方向判断质点的运动方向 也可以由质点的运动方向判断出波的传播方向 如上图中 由波向右传播 可知点m向 运动 反之 如果m向上运动 可知波向 传播 上 右 判一判 1 通过波的图象可以找出任一质点在任意时刻的位移 2 波的图象表示质点在各个不同时刻的位移 3 只有横波才能画出波的图象 4 波的图象表示波中各质点在某一时刻的位移 5 由波形图可确定各质点的振幅 选一选 多选 根据如图所列的两图形 分别判断它们属于何种图象 并确定图中a b两质点的运动方向 a a 是振动图象 b 是波的图象b a 是波的图象 b 是振动图象c 两质点均向上d 两质点均向下 bd 解析 由两图象的横坐标可看出 a 是波的图象 b 是振动图象 选项b正确 a错误 由 a 的传播方向可看出a质点此刻应向下运动 选项c错误 由 b 图可判定b时刻质点也向下运动 故选项d正确 想一想 某一简谐波在t 0时刻的波形图如图中的实线所示 若波向右传播 你能画出t 4后时刻的波的图象吗 答案 解析 根据t 0时刻波的图象及传播方向 可知此时刻a b c d e f各质点在该时刻的振动方向 由各个质点的振动方向可确定出经t 4后各个质点所在的位置 将这些点所在位置用平滑曲线连接起来 便可得到经t 4后时刻的波的图象 课内探究 一列简谐波在某一时刻的图象如图所示 1 波的图象是什么形状的曲线 2 由图象可读出什么 提示 1 波的图象是正弦曲线 2 由图象可读出 该时刻各质点的位移 各质点振动的振幅 探究一对波的图象的理解 1 质点运动的 定格 波的图象是某一时刻介质中各个质点运动情况的 定格 可以将波的图象比喻为某一时刻对所有质点拍摄的 集体照 2 图象形式简谐波的图象是正 余 弦曲线 是最简单的一种波 各个质点振动的振幅都相等 3 波的图象的周期性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 也有可能沿x轴负向传播 具有双向性 5 由波的图象可获得的信息 1 从波的图象上可直接读出介质质点振动的振幅 2 可确定任一质点在该时刻的位移的大小和方向 3 根据加速度方向与位移方向的关系 可确定任一质点在该时刻的加速度方向 4 若已知波的传播方向 可确定各质点在该时刻的振动方向 速度方向 速度大小的变化趋势等 反之亦然 ac 解题指导 正确解此题的关键有以下几点 理解波的图象的物理意义 掌握已知某一时刻波的图象 确定质点运动方向的方法 理解波的传播可看成波形的传播 不能误认为是质点的平移 对点训练1 多选 如图所示 下列说法中正确的是 a 此列波的振幅是0 1mb x 15m处质点的位移是0 1mc 若a的速度沿y轴正方向 则b的速度亦沿y轴正方向d a的加速度沿y轴的负方向 而b c的加速度沿y轴的正方向解析 从波动图象上可以直接读出振幅 某质点的位移 判定运动方向 acd 一列波的图象如图甲 其中某一质点的振动图象如图乙 1 如何区分波的图象与振动图象 2 两种图象纵坐标的最大值相同吗 提示 1 从横轴来区分两个图象 振动图象的横轴表示时间 波的图象的横轴表示质点的平衡位置 2 相同 均为质点振动的振幅 探究二振动图象和波的图象的比较 波的图象与振动图象的比较 特别提醒 1 波的图象与振动图象外形上很相似 辨别它们时要看图象的横坐标是时间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 d 解题指导 根据 b 图首先判定出此质点在o时刻的位置和振动方向 然后向波形图中寻找符合条件的点 对点训练2 河北衡水中学2016年高二上学期调研 振源a带动细绳振动 某时刻形成的横波波形如图1所示 在波传播到细绳上一点p时开始计时 则图2中能表示p点振动图象的是 c 解析 由波的传播特点 前边的质点带动后面的质点 后面的质点重复前面的质点振动 由图1可知振源a初始是从平衡位置向下振动的 所以t 0时刻 质点p应由平衡位置开始向下运动 选项c正确 素养提升 已知质点的运动方向来判断波的传播方向或已知波的传播方向来判断质点的运动方向时 判断依据的基本规律是横波的形成与传播的特点 常用方法有 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1所示 波的传播方向和质点运动方向的判断方法 图1 2 同侧法在波的图象上的某一点 沿竖直方向画出一个箭头表示质点运动方向 并设想在同一点沿水平方向画出一个简头表示波的传播方向 那么这两个箭头总是在曲线的同侧 如图所示 多选 一列横波沿绳子传播 某时刻绳子形成如图所示的形状 对此时绳上a b c d e f六个质点 a 它们的振幅相同b 若波向右传播 此时质点b c d向下振动 质点a e f向上振动c 若波向左传播 此时质点a e f向上振动 质点b c d向下