波的图象PPT学习教案

1、会计学1 波的图象波的图象PPT课件课件 复习提问：复习提问： 1 1：产生机械波的条件是什么？：产生机械波的条件是什么？ 2 2：机械波传播的实质是什么？：机械波传播的实质是什么？ 3 3：机械波分哪二种？各有什么特点？：机械波分哪二种？各有什么特点？ 第1页/共38页 第2页/共38页 Y 位移位移 一、波的图象一、波的图象 1.1.用横坐标表示在波用横坐标表示在波传播方向上传播方向上各质点的各质点的平衡位置平衡位置 2.2.用纵坐标表示用纵坐标表示某时刻某时刻各质点偏离平衡位置的各质点偏离平衡位置的位移位移 X 平衡位置平衡位置 正方向负方向 （一）波的图象的画法（一）波的图象的画法 第

2、3页/共38页 3.在在XOY坐标平面上画出坐标平面上画出某时刻某时刻各质点各质点偏离平衡位置的偏离平衡位置的位移位移 Y 位移 X 平衡位置平衡位置 O 4.波的图象的画法：波的图象的画法： 将将某时刻某时刻各质点各质点偏离平衡位置的偏离平衡位置的位移矢量的末端位移矢量的末端用光滑的用光滑的 曲线连接起来曲线连接起来 第4页/共38页 （二）简谐波（二）简谐波 1 1、如果波的图象是正弦曲线，这样的波叫做正弦、如果波的图象是正弦曲线，这样的波叫做正弦 波，也叫简谐波。波，也叫简谐波。 2 2、介质中有正弦波传播时，介质的质点在做简谐、介质中有正弦波传播时，介质的质点在做简谐 振动。振动。 3

3、 3、简谐波是一种最基本、最简单的波。、简谐波是一种最基本、最简单的波。 （三）波的图象和波的形状的区别（三）波的图象和波的形状的区别 波的图象有时也称波形图，简称波形。横波的图波的图象有时也称波形图，简称波形。横波的图 象和波的形状相似，但象和波的形状相似，但波的图象（波形图）和波的形波的图象（波形图）和波的形 状实质上是不同的状实质上是不同的。波的图像是一种数学函数图象，。波的图像是一种数学函数图象， 它的长短、高低完全取决于坐标尺度的选取；而波的它的长短、高低完全取决于坐标尺度的选取；而波的 形状不会因坐标尺度的选取不同而改变。纵波的图象形状不会因坐标尺度的选取不同而改变。纵波的图象 和

4、纵波的形状一点和纵波的形状一点“形似形似”都不存在了，所以都不存在了，所以波的图波的图 象（波形图）并不反映实际的波的形状。象（波形图）并不反映实际的波的形状。 第5页/共38页 二、波的图象的物理意义二、波的图象的物理意义 1.波的图象的物理意义：波的图象的物理意义： 表示介质中表示介质中各个质点各个质点某一时刻某一时刻偏离平衡位置的偏离平衡位置的位移位移的空间分布情况的空间分布情况 由波的图象的画法可以知道：由波的图象的画法可以知道： 对对横波横波而言图象反映了某时刻介质中各个质点在空间的实际分布情况。而言图象反映了某时刻介质中各个质点在空间的实际分布情况。 第6页/共38页 三、振动图象

5、与波的图象的区别三、振动图象与波的图象的区别 第7页/共38页 周期性周期性 图线变化图线变化 位移位移时间（时间（x-t) 图线图线 纵横坐标纵横坐标 研究内容研究内容 （物理意义）（物理意义） 研究对象研究对象 波动图象波动图象振动图象振动图象 x/m T t/s y/m x/m 单一振动质点单一振动质点沿波传播方向的所有质沿波传播方向的所有质 点点 一质点的位移随时间的变化规律一质点的位移随时间的变化规律某时刻所有质点的空间分布规律某时刻所有质点的空间分布规律 表示表示各质点各质点在在某时刻某时刻的位移的位移表示表示一个质点一个质点在在各时刻各时刻的位的位 移移 随时间推移随时间推移图象

6、延伸图象延伸，但已，但已 有的图象形状不变有的图象形状不变 随时间推移图象沿传播方向随时间推移图象沿传播方向平平 移移 比喻为一质点的比喻为一质点的“传记记录传记记录 卡卡” 比喻为一个质点的比喻为一个质点的“录象带录象带 ” 比喻为无数质点某一时刻比喻为无数质点某一时刻 的的“特写镜头特写镜头” 比喻为无数质点某一时刻比喻为无数质点某一时刻 拍摄的拍摄的“照片照片” 曲线的一个完整变化在横坐曲线的一个完整变化在横坐 标上的距离表示振动时间的标上的距离表示振动时间的 一个周期即一个周期即T 曲线的一个完整变化在横坐曲线的一个完整变化在横坐 标上的距离表示振动在一个标上的距离表示振动在一个 振动

7、周期中传播的距离（波振动周期中传播的距离（波 长）长） 位移位移空间（空间（y-x) 第8页/共38页 112 3 4 5 6 7 8 9 1012131415161718192021222324252627282930311 动画 质点质点与质点同步与质点同步 质点质点与质点同步与质点同步 质点质点 与质点同步与质点同步返回 第9页/共38页 四、波具有空间周期性、时间周期性四、波具有空间周期性、时间周期性 第10页/共38页 （一）、从图像可以获得的信息（一）、从图像可以获得的信息 ; 1、各个质点的振幅、各个质点的振幅 2、判断各个质点的位移的大小和方向、判断各个质点的位移的大小和方向

8、3、判断各个质点的加速度的大小和方向、判断各个质点的加速度的大小和方向 A B 五、波的图象的应用五、波的图象的应用 第11页/共38页 （二）、已知波的传播方向判断质点的振动方（二）、已知波的传播方向判断质点的振动方 向或已知质点的振动方向判断波的传播方向向或已知质点的振动方向判断波的传播方向 1 1、定义法（波的形成法）、定义法（波的形成法） 临近的先振动的质点在该点下方，该质点向下临近的先振动的质点在该点下方，该质点向下 振动；临近的先振动的质点在该点上方，该质点向振动；临近的先振动的质点在该点上方，该质点向 上振动。上振动。 2 2、微平移法：画出经过很短时间、微平移法：画出经过很短时

9、间t 后的波形图后的波形图 ，若图线在该质点上方，则该质点向上振动；若，若图线在该质点上方，则该质点向上振动；若 图线在该质点下方，则该质点向下振动。图线在该质点下方，则该质点向下振动。 第12页/共38页 例题例题1： 如图所示为一列向右传播的简谐波在某时刻的波形图如图所示为一列向右传播的简谐波在某时刻的波形图 试求出波形图上试求出波形图上A、B、C、D四个质点的振动方向四个质点的振动方向 Y X O 波的传播方向 A B C D V V V V 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？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？ 第13页/共38页 例题例题2： 如

10、图所示为一列简谐波在某时刻的波形图，已知图形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上某点的振动方向如图所示。试求这列波的传播方向 Y X O V 答案：向左传播 如果这个质点的振动方向向上，则波的传播方向又如何？如果这个质点的振动方向向上，则波的传播方向又如何？ 如果已知这个质点做减速运动，则波的传播方向又如何？如果已知这个质点做减速运动，则波的传播方向又如何？ 第14页/共38页 （三）、据某时刻的波形图及波的传播方（三）、据某时刻的波形图及波的传播方 向画出另一时刻的波形图向画出另一时刻的波形图 2 2、特殊点法：、特殊点法：在波形上

11、找两特殊点，如过平衡位置的点和与它们相邻的峰(谷)点，先确定这两点的振动方向，再将t换算为nT+xT，其中n为正整数，T为周期，x为真分数.由于经nT波形不变，所以也采取去整(nT)留零(xT)的方法，分别做出两特殊点经xT后的位置，然后按正弦规律画出新波形. 1 1、平移法：、平移法：先算出经t时间波传播的距离x=vt，再把波形沿波的传播方向平移x即可.因为波动图像的重复性，若已知波长，则波形平移n时波形不变，当x=n+x时，可采取去整(n)留零(x)的方法，只需平移x即可. 第15页/共38页 例3、如图，是一列简谐横波在某时刻的波动图像.波的传播速度为0.2m/s，试画出经过0.5s后和

12、2s后的波形图。 试画出该时刻前0.5s和2s的波形图 第16页/共38页 (四四)、波的图象和振动图象的综合应用、波的图象和振动图象的综合应用 例4一列简谐横波沿轴正方向传播，图1是t=3s时的波形图，图2是波中某质点P振动位移随时间变化的振动图线（两图用同一时间起点），下列判断正确的是: A质点P在t=3s时正向y轴负方向振动 B质点P在t=3s时的速度为零 C质点P的平衡位置可能是x=0 D质点P的平衡位置可能是x=2m 第17页/共38页 第18页/共38页 第19页/共38页 四、波的图象的基本应用四、波的图象的基本应用 主要题型之一：主要题型之一： 三种主要方法：三种主要方法： （

13、1）上下坡法上下坡法 （2）质点带动法质点带动法 （3）三角形法三角形法 Y X O 波的传播方向 波的传播方向波的传播方向质点的振动方向质点的振动方向 第20页/共38页 Y X O 波的传播方向波的传播方向 上坡上坡 下坡下坡 上坡上坡 （1）上下坡法上下坡法 判断方法：判断方法： 上坡上的质点向下振动，下坡上的质点向上振动上坡上的质点向下振动，下坡上的质点向上振动 第21页/共38页 （2）质点带动法质点带动法 Y X O 波的传播方向 a b 判断方法：判断方法： 临近的先振动的质点在该点下方，该质点向下振动；临近的先振动的质点在该点上方，该质点向上振动临近的先振动的质点在该点下方，该

14、质点向下振动；临近的先振动的质点在该点上方，该质点向上振动 第22页/共38页 Y X O 波的传播方向 波的传播方向 质点的振动方向 质点的振动方向向上或向下 三角形顶部表示波峰或波谷 （3）三角形法三角形法 第23页/共38页 第24页/共38页 O Y t 振动图象的画法振动图象的画法-描点法描点法 T/4T/23T/4T 第25页/共38页 O Y t 振动图象的画法振动图象的画法-描点法描点法 T/4T/23T/4T 第26页/共38页 O Y t 振动图象的画法振动图象的画法-描点法描点法 T/4T/23T/4T 第27页/共38页 O Y t 振动图象的画法振动图象的画法-描点法

15、描点法 T/4T/23T/4T 第28页/共38页 O Y t 振动图象的画法振动图象的画法-描点法描点法 T/4T/23T/4T 第29页/共38页 O Y t 振动图象的画法振动图象的画法-描点法描点法 T/4T/23T/4T 第30页/共38页 O Y t 振动图象的画法振动图象的画法-描点法描点法 T/4T/23T/4T 第31页/共38页 O Y t 振动图象的画法振动图象的画法-描点法描点法 T/4T/23T/4T 第32页/共38页 O Y t 振动图象的画法振动图象的画法-描点法描点法 T/4T/23T/4T 返回 第33页/共38页 三、振动图象与波的图象的比较三、振动图象与

16、波的图象的比较 X t O Y X O 振动图象 波的图象 1.两个图象的纵坐标纵坐标都表示质点偏离平衡位置的位移 振动图象的横坐标横坐标表示时间，O点为质点的平衡位置 波的图象的横坐标横坐标表示在波的传播方向上各质点的平衡位置 2.两种图象的形状形状都是正弦或余弦曲线 3.研究对象研究对象、图像意义图像意义：振动图象表示一个质点在不同时刻的位移（一质点的位移随时间的变化规律）一质点的位移随时间的变化规律）；波的图象表示多个质点在某一时刻的位移（某时刻所有质点的空间分布规律某时刻所有质点的空间分布规律 ） 4.图线变化：图线变化：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 第34页/共38页 我们可以用照象机把波的形状摄下我们可以用照象机把波的形状摄下 来，就是按下来，就是按下快门瞬间快门瞬间各个质点各个质点离开离开 各自平衡位置各自平衡位置时的情形。我们就把这时的情形。我们就把这 些质点连成曲线，就是该时刻的波的些质点连成曲线，就是该时刻的波的 图象。图象。 第35页/共38页 例题3： 如图所示为一列向右传播的简谐波在某时