第二节-波的图像(好)

.,12.2波的图像12.3波长、频率和波速,.,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,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.用横坐标表示在各质点的平衡位置到原点的距离,2.用纵坐标表示某时刻各质点对平衡位置的位移,.,3.在XOY坐标平面上画出某时刻各质点偏离平衡位置的位移,Y,X,O,4.波的图象的画法：,将某时刻各质点偏离平衡位置的位移矢量的末端用光滑的曲线连接起来.,.,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.,注意：波的频率取决于波源，波速取决于介质。,.,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,.,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？,题型1.已知波的传播方向和波形图判断质点的振动方向。,.,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.,思考1.如果这个质点的振动方向向上，则波的传播方向又如何？2.如果已知这个质点做减速运动，则波的传播方向又如何？,题型2.已知波形和质点的振动方向判断波的传播方向。,.,先找出两点（平衡位置和波峰及波谷特殊点）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。,特殊点法,题型3.求波在任意时刻的波形图,思考：再经t=5T/4时的波形图？,.,图象平移法,经过时间，波在传播方向移动的距离,因此，把图象沿传播方向平移即得到相对应的图象.,机械波的振动状态和波形以波速匀速传播。,.,1,2,3,例题：下图的实线是一列简谐波在某一时刻的波形曲线，经0.5秒后，波形如图中的虚线所示。该波的周期T大于0.5秒1、如果波是向左传播的，波速是多大？周期是多大？2、如果波是向右传播的，波速是多大？周期是多大？,秒时的波形,0.5秒时的波形,题型4.根据波形图的变化求波速,0.24,.,解答：1、如果波向左传播，波形向左移动了,2、如果波向右传播，波形向右移动了,.,试试身手、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20ms,C,.,1.关于简谐波说法中正确的是（）A两个振动情况完全相同的质点之间的距离是一个波长B任意两个波峰或波谷之间的距离叫波长C波动在一周期内向前传播的距离等于波长D在一个周期内质点所走过的路程等于一个波长,C,课堂练习,.,2.关于波速说法错误的有（）A波速由介质和波源共同决定B提高振源频率，波的传播速度将增大C同时在空气中传播两列声波，波长较大的声波传播较快D频率大的声波在空气中传播的波长越短E波速反映了介质中质点振动的快慢F波速反映了振动在介质中传播的快慢,ABCE,课堂练习,.,3、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,.,4、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,.,5、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,.,6、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,.,7.如图在一条直线上有三点S、M、N，S为波源，距M点为12m，距N点为21m由于波源S的振动在直线上形成一列横波，其波长为8m，波速为4m/s，下列说法中正确的是（）,AM点先开始振动，N点后振动，振动时间相差2.25s，但振动周期都为2sBM点在最高点时，N点在平衡位置以上向下振动CM点在最高点时，N点在平衡位置以上向上振动D振动过程中M、N两点的位移有可能在某时刻相同,ACD,.,8有一列沿水平绳传播的简波，频率为10Hz，振动方向沿竖直方向，当绳上的质点P达其平衡位置且向下运动时，在其右方相距0.6m处的Q刚好到达最高点，由此可知波速和传播方向可能是()A.8m/s，向右传播B.8m/s，向左传播C.24m/s，向右传播D.24m/s，向左传播,BC,.,9、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.2cmx4cmB.2cmx4cmC.2cmx3cmD.2cmx3cm,C,.,10、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x0。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x2m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,.,11.某列波沿x轴正方向传播，t=0时的波形图如图所示，已知在t=0.6秒时A点正好第三次出现波峰，则波的周期为多少？波传到P点所需的时间为多少？P点第一次出现波峰的时间是多少？,周期T=0.3s,波传到P点的时间为t1=0.45s,P点第一次出现波峰的时间为t2=0.675s,.,12水平绳上有相距L的a、b两点一列简谐横波沿绳传播，在某时刻a、b均正通过平衡位置，且a、b之间只有一个波谷从此时刻开始计时，经过时间t，a处第一次出现波峰，b处第一次出现波谷那么，这列波的传播速度可能是()AL/2tBL/4tCL6tDL8t,AC,.,13、某时刻在波的传播方向上相距s的P、Q两点之间只有一个波峰的四种可能情况如图所示，设各情况的波速均为v，传播方向均向右，那么，自该时刻起，P点最先出现波谷的情况是（）,B,.,14A、B两列波在某时刻的波形如图所示，经过t=T时间(T为波A的周期)，两波再次出现如图波形，则两波的波速之比VA：VB可能是()A1：3B1：2C2：1D3：1,ABC,.,15.如图所示，波源S在t0时刻从平衡位置开始向上运动，形成向左右两侧传播的简谐横波。S、a、b、c、d、e和a、b、c是沿波传播方向上的间距为1m的9个质点，t0时刻均静止于平衡位置。已知波的传播速度大小为1m/s，当t1s时波源S第一次到达最高点，则在t4s到t4.6s这段时间内，下列说法中正确的是（）A.质点c的加速度正在增大B.质点a的速度正在减小C.质点b的运动方向向上D.质点c的位移正在减小,D,.,16.如图所示，甲为某一波在t0.5s时的图象，乙为参与该波动的P质点的振动图象1)试确定波的传播方向；2)求该波的波速v；3)在甲图中画出3.25s时的波形图；,题型4：波的图象与振动图象综合应用,.,波的图象与振动图象的比较,表示了介质中的所有质点在同一时刻相对平衡位置的位移.(照相),波的图象,振动图象,图象,物理意义,表示了单个质点在不同时刻相对平衡位置的位.(录像),作用,直接读出波长、波幅,直接读出周期、振幅,波形变化,波形平移,波形顺势沿伸,.,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。,.,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,.,16.如图所示，甲为某一波在t0.5s时的图象，乙为参与该波动的P质点的振动图象1)试确定波的传播方向；2)求该波的波速v；3)在甲图中画出3.25s时的波形图；,.,练1.一列简谐横波沿直线由a向b传播,相距10.5m的a、b两处的质点振动图象如图中a、b所示,则()A.该波振幅可能是20cmB.该波波长可能是8.4mC.该波波速可能是10.5m/sD.该波由a传播到b可能历时7s,D,.,练2一列简谐横波沿直线水平向右传播，先后通过介质中的P、Q两质元已知波速v=80m/s，频率f=100Hz，P、Q两质元相距为d=4.6m若以Q质元开始振动的时刻作为计时的零点，则Q质元的振动图象如图甲所示由此可知P质元的振动图象是如图乙中所示的(),C,.,练3一列简谐横波沿x轴负方向传播，波速为v=4m/s。已知坐标原点（x=0）处质点的振动图像如图所示，在下列4幅图中能够正确表示t=0.15s时波形的图是（）,A,.,练4.图1中，波源s从平衡位置y=0开始振动，运动方向竖直向上(y轴的正方向)，振动周期t=0.01s，产生的简谐波向左、右两个方向传播波速均为v=80m/s，经过一段时间后，P、Q两点开始振动，已知距离SP=1.2m,SQ=2.6m.若以Q点开始振动的时刻作为计时的零点，则在图2中，能正确描述P、Q两点振动情况的是（）A.甲为Q点的振动图象B.乙为Q点的振动图象C.丙为P点的振动图象D.丁为P点的振动图象,AD,.,练5.一列简谐横波某时刻的波形如图甲所示，从该时刻开始计时，波上A质点的振动图象如图乙所示，则(),A这列波沿x轴正向