湖北省丹江口市高中物理第十二章机械波第2节波的图像课件新人教版选修3-4.ppt

第二节波的图像 复习提问 1 什么是机械波 2 产生机械波的条件是什么 3 机械波分哪二种 各有什么特点 问题 机械波中各个质点在某一时刻相对平衡位置的位移相同吗 如何进行描述 一 波的图象1 建立坐标系 横坐标X 表示在波的传播方向上各质点的平衡位置与振源的距离 纵坐标Y 表示某一时刻各质点偏离平衡位置的位移 2 波的图象意义 1 波的图象表示介质中各质点在某一时刻偏离平衡位置的位移的情况 2 在不同时刻质点振动的位移不同 波的图像也随之改变 3 简谐波 简谐振动产生的波是简谐波 其波的图像是一条正弦曲线 4 横波的图象特点 横波的图象与形成横波的质点的分布形状相似 故波的图象又叫波形图 纵波的图象较为复杂 不再深入讨论 二 波长 频率和波速1 波长 在波动中振动相位总是相同的两个相邻质点间的距离 对于横波 相邻的两个波峰或相邻的两个波谷之间的距离等于一个波长 对于纵波 相邻的两个密部或相邻的两个疏部之间的距离等于一个波长 2 频率 波的频率就是波源的振动频率 也是所有质点的振动频率 3 波速 波在均匀介质中匀速传播的速率只与介质有关 而与频率无关 注意波速与质点振动速度不是同一概念 4 三者关系 质点振动一个周期 波形向前移动一个波长 即 v S t T f f和v决定 三 波的图象的应用1 分析波图像问题的二种思路和方法1 从整体看 波形在向波传播的方向匀速移动 平移法 波移动的距离s vt 2 从局部看 无数个质点在不同步的振动 带动法 先振动的质点带动后振动的质点运动 2 波的图像能反映的物理量 1 直接反映 振幅和波长 2 间接反映 该时刻介质各质点的位移 速度 加速度的方向 A y m x m 12345678 0 B 0 10 A V a v 3 由波的传播方向判断质点的振动方向1 带动法 先带后 后跟先 2 微平移法 前面上升 后面下降 例 如图为一列简谐横波在某一时刻的波形图 此时刻质点F的运动方向如图所示 则A 该波向左传播B 质点B和D的运动方向相同C 质点C比质点B先回到平衡位置D 此时质点F和H的加速度相同 ACD 例 如图为一列横波某时刻的波的图像 已知波向右传播 则下列叙述正确的是A 经过半个周期 C点将运动到E点处B M点和P点的振动情况完全相同C A点比F点先达到最低位置D B D两点的振动步调相反 BCD 例 图中所示为波在某一时刻的波形 此时振动还只发生在M N之间 并知此波的周期T Q质点速度方向是竖直向下的 则下列说法中正确的是A 波源是M P点已经振动时间为TB 波源是N P点已经振动时间为3T 4C 波源是N P点已经振动时间为T 4D 波源是M P点已经振动时间为3T 4 C 例 如图为一简谐横波的波形图 已知B质点先于A质点0 08s到达波峰 由此可知波的传播方向是 波的传播速度为 向左 25m s 4 由波的传播方向画出t秒后 前 的波形图 1 平移法 沿波的传播方向将整个波形图平移x vt的距离 2 带动法 根据某质点的振动方向 知道t秒后该质点的位置 就可以画出波形图 例 图为一列沿x轴正方向传播的简谐横波在t 0时的波形 当R点在t 0时的振动状态传到S点时 PR范围内 含P R 有一些质点正在向y轴负方面运动 这些质点的x坐标取值范围是A 2cm x 4cmB 2cm x 4cmC 2cm x 3cmD 2cm x 3cm C 例 一列简谐机械横波某时刻的波形如图 波源的平衡位置坐标为x 0 当波源质点处于其平衡位置上方且向下运动时 介质中平衡位置坐标x 2m的质点所处位置及运动情况是A 在其平衡位置下方且向上运动B 在其平衡位置上方且向下运动C 在其平衡位置上方且向上运动D 在其平衡位置上方且向下运动 A 例 图中实线和虚线分别是x轴上传播的一列简谐横波在t 0和t 0 03s时刻的波形图 x 1 2m处的质点在t O 03s时刻向y轴正方向运动 则 A 该波的频率可能是125HzB 该波的波速可能是lOm sC t 0时x 1 4m处质点的加速度方向沿y轴正方向D 各质点在0 03s内随波迁移O 9m A 例 一列沿x轴正方向传播的简谐横波 t O时刻的波形如图l中实线所示 t O 2s时刻的波形如图l中的虚线所示 则 A 质点P的运动方向向右 B 波的周期可能为0 27s C 波的频率可能为1 25Hz D 波的传播速度可能为20m s C 问题 振动图像与波的图像有什么区别 四 振动图象和波的图象区别1 横坐标的含义不同 振动图像代表时间 波的图像代表平衡位置离开振源的距离 2 研究对象不同 振动图像研究一个质点 波的图像研究无数个质点 3 图象随时间的演变情况不同 振动图像随时间的演变振动图像是图线的延伸 原图象形状不变 波的图像随时间的演变原图象的形状将沿横坐标方向整个地平移 而不是原图象的延伸 4 判断质点运动方向的方法不同 t1时刻质点向 x方向运动 质点A在向 y方向运动 例 关于振动图像和波的图像以下正确的是A 波的图像反映出各个质点在