高中物理 第12章 第2节波的图象课件 新人教版选修34.ppt

成才之路 物理 路漫漫其修远兮吾将上下而求索 人教版 选修3 4 机械波 第十二章 第二节波的图象 第十二章 运动会中的团体操表演 常常利用运动员下蹲 站起的动作来表现波浪 我们如何用图象来表现波的传播呢 1 图象的建立用横坐标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 并规定横波中位移方向向上时为正值 位移向下时为 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 用 把各点连接起来就得到了横波的波形图象 波的图象 平衡位置 位移 负值 平滑的曲线 2 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 3 波的图象的重复性 相隔时间为周期整数倍的两个时刻的波形 4 波的传播方向的双向性 不指定波的传播方向时 图象中波可能向x轴 或x轴 传播 相同 正向 负向 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 一 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 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 两质点均向下答案 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 二 波的传播方向和质点运动方向的判断方法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 如图所示 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 3 微平移法如图所示 实线为t时刻的波形图 作出微小时间 t t 后的波形如虚线所示 由图可见t时刻的质点由p1 p2 位置经 t后运动到p 1 p 2 处 这样就可以判断质点的运动方向了 如图所示 特别提醒 实际应用时掌握以上方法中的一种或两种 常用 上下坡法 或 同侧法 下列选项为一列横波在某介质中传播时某一时刻的波形图 已知波的传播方向 v的方向 能正确描述各质点继续振动时运动方向的是 答案 bc解析 处在波峰或波谷处的质点一定向平衡位置处运动 因此 a d错误 利用 上下坡法 可判b c正确 d错误 对波的图象的认识 答案 ac点评 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 一列横波沿绳子向右传播 某时刻绳子形成如图所示的凹凸形状 对此绳上a b c d e f6个质点有 a 它们的振幅相同b 其中d和f的速度方向相同c 其中a和c的速度方向相同d 从此时算起 b比c先回到平衡位置答案 ad 解析 各质点先后达到波峰或波谷处 振幅相同 选项a正确 由于各质点均要 尾随 前边质点振动 在波向右传播时 质点d向上振动 质点f向下振动 二者虽然速度大小相同 但方向不同 b错 同样理由 知a向下运动 c向上运动 二者速度方向相反 c错 从此时起 b和c均向上振动 显然b先达波峰 先回到平衡位置 选项d正确 介质中各质点均做简谐运动 可以运用简谐运动的知识加以处理 处理中 要抓住前边质点要 带动 后边质点 后边质点要 尾随 前边质点这一性质 波的图象与振动图象的关系 a 若波沿x轴正方向传播 b 图可能是a点的振动图象b 若波沿x轴正方向传播 b 图可能是b点的振动图象c 若波沿x轴正方向传播 b 图可能是c点的振动图象d 若波沿x轴正方向传播 b 图可能是d点的振动图象 解析 在 b 的振动图象中 t 0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 答案 b点评 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 潍坊市2013 2014学年高二下学期五校联考 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 答案 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 画波的图象 解析 本题虽说是确定质点位置 或画波形 其实质在考查横波的形成原理 振动和波动的关系 考查了学生的分析 推理能力 是一道理论联系实际的好题 由题中给出的9 10 11 12四点的位置和运动方向 画出此时刻的波形图如图甲中实线所示 点评 画波的图象时 关键仍是要能正确判断各质点的振动方向 然后再根据所经历的时间与周期的关系确定它们在所求时刻的位置 某一简谐波在t 0时刻的波形图如