物理选修3-423波的图像C组

1、南充市第十二中学校高2016级6班授课小组：C组 汪柯利制1新课标高中物理选修新课标高中物理选修3-4授课小组授课小组：C C组组第二章第二章 机械波机械波3.3.波的图像波的图像 南充市第十二中学校高2016级6班授课小组：C组 汪柯利制2思考：怎样得到波的图象？思考：怎样得到波的图象？南充市第十二中学校高2016级6班授课小组：C组 汪柯利制3用横坐标用横坐标x表示在波的传播方向上介质中各个点的平衡位置，表示在波的传播方向上介质中各个点的平衡位置，纵坐标纵坐标y表示某一时刻各个质点偏离平衡位置的位移，并规定表示某一时刻各个质点偏离平衡位置的位移，并规定横波中位移方向向上为正值，位移方向向下

2、为负值。在横波中位移方向向上为正值，位移方向向下为负值。在xOy平平面内，描出该时刻各质点位置（面内，描出该时刻各质点位置（x，y），用平滑曲线把各点连），用平滑曲线把各点连接起来就得到了这一时刻横波的波形图像。接起来就得到了这一时刻横波的波形图像。波的图像有时也称为波形图。波的图像有时也称为波形图。图像的建立O1 2 3 4 5 67 8 9 1011 12131415161718xy南充市第十二中学校高2016级6班授课小组：C组 汪柯利制4图像的物理意义图像的物理意义波的图像描述的是在波的传播方向上的波的图像描述的是在波的传播方向上的介质中的各个质点在某一时刻的位置。介质中的各个质点在某

3、一时刻的位置。南充市第十二中学校高2016级6班授课小组：C组 汪柯利制5图像的特点横波的图像的形状与振动图像的形状相似，波形横波的图像的形状与振动图像的形状相似，波形中波峰即为图像中位移正向的最大值，波谷即为中波峰即为图像中位移正向的最大值，波谷即为图像中位移负向的最大值，波形中通过平衡位置图像中位移负向的最大值，波形中通过平衡位置的质点在图像中也恰好处于平衡位置。的质点在图像中也恰好处于平衡位置。波的图像是正弦曲线的波称为正弦波。波的图像是正弦曲线的波称为正弦波。波的图像的波的图像的重复性重复性：相隔时间为周期整数倍的两：相隔时间为周期整数倍的两个时刻的波形时间。个时刻的波形时间。波的传播

4、方向的波的传播方向的双向性双向性：不指定波的传播方向时，：不指定波的传播方向时，图像中的波可能向图像中的波可能向x轴正方向或轴正方向或x轴负方向传播。轴负方向传播。南充市第十二中学校高2016级6班授课小组：C组 汪柯利制6由波的图像可以获取的信息可以直接看出在该时刻沿传播方向上各质点偏离平衡位置的位移。可以直接看出在波的传播过程中各质点的振幅A。可以直接读出波长（注意单位）。可确定各质点振动的加速度方向。在波传播方向已知（或已知波源方位）时可确定各质点在该时刻的振动方向，反之，已知波形和质点的振动方向可确定波的传播方向。Oy/cmbdca35fex/m-2.55-51南充市第十二中学校高20

5、16级6班授课小组：C组 汪柯利制7波的图像与振动图像的比较比较内容振动图像（简谐运动）波的图像（简谐波）相同点图像形状正（余）弦曲线正（余）弦曲线纵坐标的最大值振幅振幅不同点研究内容某一质点振动的过程中，各时刻的位置相对于平衡位置的位移波传播时某一时刻介质中各质点的位置相对于平衡位置的位移物理意义振动位移y随时间t的变化关系x轴上所有质点在某一时刻偏离平衡位置的位移y横坐标表示时间t表示在波的传播方向上各质点的平衡位置横轴上相邻两个步调总一致的点之间的距离的含义表示周期T表示波长图像变化随时间延伸随距离推移频率和周期在图中直接识读周期T已知波速v，根据图中可求出T=/vt/sy/cmTAO-

6、Ax/my/cmAO-A南充市第十二中学校高2016级6班授课小组：C组 汪柯利制8波的图像与振动图像的联系振动图像：质点的振动是组成波动的基本要素之一。波的图像：波动是由许多质点振动所组成，但从图像上波形的变化无法直接看出，若已知波的传播方向和某时刻的波形图，则可以讨论波动中各质点的振动情况。南充市第十二中学校高2016级6班授课小组：C组 汪柯利制9对于已知质点的振动方向判断波的传播方向或已知波的传播方向判断质点的振动方向的问题，判断的基本规律是横波的形成与传播的特点波的传播方向和质点振动方向的判断方法南充市第十二中学校高2016级6班授课小组：C组 汪柯利制10方法一：微平移法若知道某一

7、时刻t的波形曲线，将原波形曲线（实线）沿波的传播方向平移一微小的距离（），它便是t+t时刻的波形曲线（虚线），知道了各个质点经过t时间到达的位置，质点的振动方向就可以判断出来，即从原波形（实线）中平衡位置沿y轴指向虚线最大位移处的方向，表示原波形中质点的振动方向。vOyx南充市第十二中学校高2016级6班授课小组：C组 汪柯利制11方法二：带动看齐法（特殊点法）靠近波源的点能带动与它邻近的离波源稍远的点，根据波的传播方向可判断质点的振动方向。vOyxPP南充市第十二中学校高2016级6班授课小组：C组 汪柯利制12方法三：上下坡法沿波的传播方向看，“上坡”的质点向下振动，“下坡”的质点向上运动

8、，简称“上坡下，下坡上”。v下坡上下坡上上坡下上坡下Oyx南充市第十二中学校高2016级6班授课小组：C组 汪柯利制13方法四：同侧法在波的图像上的某一点，沿纵轴方向画出一个剪头表示质点运动方向，并设想在同一点沿x轴方向画个剪头表示波的传播方向，那么这两个剪头总是在曲线的同侧。Oyxvv南充市第十二中学校高2016级6班授课小组：C组 汪柯利制14方法五：头头尾尾相对法在波形图的波峰（或波谷）上画出一个剪头表示波的传播方向，并在波峰（或波谷）两边波形上分别画出两个剪头表示质点的运动方向，那么这三个剪头总是头头相对、尾尾相对。vOyxv南充市第十二中学校高2016级6班授课小组：C组 汪柯利制1

9、5已知一个时刻的波形图画出另一个时刻的波形图南充市第十二中学校高2016级6班授课小组：C组 汪柯利制16方法一：描点法先利用波的传播方向判断出各质点的振动方向，再描出各质点经时间t后的位置，然后用平滑曲线连接各点即可得到经时间t后某时刻的波形。y/cmx/m南充市第十二中学校高2016级6班授课小组：C组 汪柯利制17方法二：平移法波由介质中的某一点传播到另一点需要一定的时间，即机械波在介质中以一定的速度v（通常称波速）传播。在时间t内某一波峰或波谷（密部或疏部）沿波的传播方向移动的距离等于vt。如果已知一列简谐波在t时刻的波形图及波的传播方向，又知波速，就可以画出经过t后的波形图。南充市第十二中学校高2016级6班授课小组：C组 汪柯利制18波在传播过程中的周期性和双向性南充市第十二中学校高2016级6班授课小组：C组 汪柯利制19时间周期性：机械波在一个周期内不同时刻图像的形状是不同的，但在相隔时间为周期的周期的整数倍的不同时刻，波形图是完全相同的。空间周期性：沿波的传播方向，相隔整数个波长的质点振动的步调是完全相同。波的空间周期性和时间周期性统称为波的周期性传播距离的周期性：x=n+x（n=0,1,2,3）传播时间的周期性：t=n