四川省天全中学高中物理 2.2 波的图像课件 教科版选修34.ppt

选修3 42 2波的图像 x o 1 图线横 纵坐标分别表示什么物理量 3 曲线是不是质点的运动轨迹 质点做的是什么运动 2 图象的物理意义是什么 4 研究图像的点 线 斜 截 面的物理意义 点 一个振动状态 线 简谐运动的物理过程 质点做简谐运动时各个时刻对平衡位置的位移 随时间变化的函数关系 它不是质点运动的轨迹 质点只是在平衡位置的两侧来回做简谐运动 其轨迹是直线 而图线是正弦或余弦曲线 横轴表示时间 t 纵轴表示质点相对平衡位置位移 x 看图先看坐标轴 自变量和因变量 注意图像与函数解析式的对应 复习 关于简谐运动的图像 注意图像与物理过程的对应 因变量随自变量变化的函数关系 斜 斜率表示速度 截 横截距表示达到位移为零的时刻 5 回顾 从简谐运动图象可以求哪些物理量 t s x m 5 5 0 2 4 6 直接描述量 振幅a 图像的峰值 周期t 相邻两个位移为正的最大值或负的最大值之间的时间间隔 任意时刻的位移x 对应于图像上某一点的坐标 t x 间接描述量 简谐运动的图像直观地反映了质点做简谐运动的物理过程 根据图像可以看出质点在任意时刻的位移 如何描述同一时刻各质点的位移 机械波是机械振动在介质里的传播过程 从波源开始 随着波的传播 介质中的大量质点先后开始振动起来 虽然这些质点只在平衡位置附近做重复波源的振动 但由于它们振动步调不一致 所以 在某一时刻介质中各质点对平衡位置的位移各不相同 一 波的图象 我们可以用照象机把波的形状摄下来 就是按下快门瞬间各个质点离开各自平衡位置时的情形 我们就把这些质点连成曲线 就是该时刻的波的图象 1 用横坐标表示在波传播方向上各质点的平衡位置 2 用纵坐标表示某时刻各质点偏离平衡位置的位移 一 横波的图象 1 用横坐标表示在波传播方向上各质点的平衡位置 2 用纵坐标表示某时刻各质点偏离平衡位置的位移 3 在坐标平面内画出某时刻各质点偏离平衡位置的位移 描点法作图 一 横波的图象 4 波的图象的画法 将某时刻各质点偏离平衡位置的位置 x y 用光滑的曲线连接起来 二 波的图象的物理意义 横波的图象就反映了某时刻介质中各个质点在空间的实际分布情况 反映某时刻各个质点偏离平衡位置的位移 反映了各个质点的位移随其平衡位置到原点距离变化的函数关系 注意图像与函数解析式的对应 注意图像与物理过程的对应 三 从波的图象上可获得哪些信息 三 从波的图象上可获得哪些信息 直接描述量 振幅a 图像的峰值 波长 相邻两个波峰或波谷之间的距离 各个质点的位移x 对应于图像上某一点的坐标 y x 间接描述量 已知波的传播方向可求各个质点的振动方向 反之亦然 经过一段时间后的波形图 质点在一段时间内通过的路程和位移 可判断质点的位移 加速度的大小和方向 五 波的图象的应用 波的传播方向 质点的振动方向以及波形图三者知其二 而求其一 求波在任意时刻的波形图 描点作图法 图像平移法 题型一 题型二 方法 1 带动法2 同侧法 运动状态往后传前带后 后跟前 波的图像的应用之一 由波的传播方向判断某一质点的振动方向 例1 图所示为一列向右传播的简谐波在某时刻的波形图试求出波形图上a b c d四个质点的振动方向 思考 如果这列波是向左传播的 则这四个质点的振动方向又如何 v 应用一 已知波的传播方向和波形图判断质点的振动方向 如图所示为一列向右传播的简谐波在某时刻的波形图试画出再经过 和时的波形图 波的图像的应用之二 画波在任意时刻的波形图 描点作图法 再经过时的波形图 波的图像的应用之二 画波在任意时刻的波形图 描点作图法 例2 如图所示为一横波在t 0时刻的波形图 1 若波向右传播 作出t 4后的波形图 1 2 4 3 波的图像的应用之二 画波在任意时刻的波形图 图像平移法 1 2 4 3 波的图像的应用之二 画波在任意时刻的波形图 图像平移法 例2 如图所示为一横波在t 0时刻的波形图 1 若波向右传播 作出t 2后的波形图 例2 如图所示为一横波在t 0时刻的波形图 2 若波向左传播 作出t 2后的波形图 1 2 4 3 波的图像的应用之二 画波在任意时刻的波形图 图像平移法 例2 如图所示为一列简谐波在某时刻的波形图 已知图形上某点的振动方向如图所示 试求这列波的传播方向 题型2 已知波形和质点的振动方向判断波的传播方向 v 四 波的图象的特点 1 各个质点振动的最大位移都相同 2 波的图像的重复性 相隔时间为周期整数倍的两个时刻的波形相同 3 波的传播方向的双向性 波的图象与振动图象的区别 类比 波的图象与振动图象的区别 1 横坐标的物理意义 2 两种图像描述的对象 波的图象 某一时刻各个质点离开平衡位置的位移振动图象 某一质点在不同时刻离开平衡位置的位移 3 两种图像的物理意义 波的图像 大量质点振动图象 一个质点 波的图象与振动图象的异同 横轴坐标的意义不同 波的图象中横轴表示各个质点的平衡位置到原点的距离 振动图象中横轴表示该质点振动的时间 1 相同点 两者都是按正弦或余弦规律变化的曲线 振动图像和波的图像中的纵坐标均表示质点离开平衡位置的位移 纵坐标的最大值均表示质点的振幅 物理意义不同 波动图像表示某一时刻各个质点离开平衡位置的位移 振动图象描述的是某一质点在不同时刻离开平衡位置的位移 最大值间距的含义不同 波的图像中相邻的最大值之间的间隔等于波长 振动图像中相邻的最大值之间的间隔等于周期 2 不同点 不同质点在同一时刻的位移 同一质点在不同时刻的位移 随时间推移图象延伸 但已有的图象形状不变 随时间推移图象沿传播方向平移 比喻为一个质点的 录象带 比喻为无数质点某一时刻拍摄的 集体照片 特写镜头 振幅 周期 不同时刻的位移 振幅 波长 此时各质点的位移 某一质点 不同时刻 一群质点 同一时刻 横坐标 表示时间 表示平衡位置 直接获得量 t s t x m 2t 例3 一列波振幅是2cm 频率是4hz的简谐横波 以32cm s的速度沿图中x轴正方向传播 在某时刻x坐标为 7cm处的介质质点正好经过平衡位置向y轴正方向运动 画出此时刻的波形图 2 2 解析 定量确定某一时刻的波形除已知波的传播方向和某质点的振动方向外 还需要知道波的振幅和波长 四要素定量确定波形 题型3 已知波的传播方向和质点的振动方向画波形图 例4 某一简谐横波在t 0时刻的波形图如图的实线所示 若波向右传播 画出t 4后和5t 4前两个时刻的波的图象 t 4后的波形图 5t 4前的波形图 本节课你学会了什么 2 波的图像的物理意义 3 波的图像的应用 介质中不同质点在同一时刻的位移 传播方向和振动方向的互相判断 画出t时间后的波形变换 5 6 7 8 9 1 3 2 4 1 波的图像及其意义1 波的图像2