高中人教物理选择性必修一3.2波的描述（导学案）同步备课 - 副本

1、3.2波的描述1.了解波的图像，知道横、纵坐标各表示什么物理量，知道什么是简谐波。2了解什么是波传播的周期（频率），理解周期与质点振动周期的关系。3决定波的周期的因素，并知道其在波的传播过程中的特点。4波长、周期（频率）和波速的物理意义及它们之间的关系，并会应用这一关系进行计算和分析实际问题。【重点】理解波长、周期（频率）和波速的物理意义及它们之间的关系，并会应用这一关系进行计算和分析实际问题。【难点】能够区分振动图像与波形图各自的物理意义，并清楚他们之间的联系。【课前自主学习】知识前置简谐横波的图象：（1）纵轴y代表介质中每个质点偏离 的 。（2）横轴x代表介质中每个质点 。（3）振幅A：表

2、示介质中各个质点偏离平衡位置的 。题中振幅A= cm。（4）质点的振动方向与横波的传播方向关系的判断方法： 、 、 、 （5）机械波的周期T（频率f）：除波源外，介质中各质点都做 振动，因此，任一质点的振动周期T（频率f）都和 相同，也叫机械波的周期。即机械波的T（f）由 决定。（6）波长：波动中，振动情况总是 的两个 质点间的距离。（7）波速：一般认为机械波在介质中匀速传播， = 。波速由 决定。波从一种介质进入另一种介质，波的频率 ，波速 ，波长 。 机械波的传播速度与质点的振动速度大小的关系： 。（8）一个周期内，质点完成一次全振动通过的路程为 。【思考问题】1波的图像和振动图像区别？2

3、波长、周期（频率）和波速的物理意义及它们之间的关系？二、新知学习1.想一想：观察水波，可以看出波在空间、时间上具有周期性，我们能否用图像的方法来描述一列波呢？如果能，坐标轴表示的是什么物理量？过去我们研究的是单个质点的运动情况，用 x-t 图像可以很方便地描述质点在任意时刻的位移。而波却是很多质点的运动，在同一时刻各个质点的位移都不尽相同，不方便用 x-t 图像来描述。能否用其他的图像来描述波呢？我们以横波为例研究波的图像（一）波的图像振动图像波的图像图线研究对振动质点连续介质横坐标时间t各质点的平衡位置纵坐标图像反映的物信息波的图象的物理意义波的图象表示介质中各个质点在某一时刻(同一时刻)偏

4、离平衡位置的位移的空间分布情况。在机械波波的图象中包含的信息1)、该时刻沿波的传播方向上各质点的位移；2)、各个质点的振幅A ; 3)、能根据波的传播方向判断各个质点在该时刻的运动方向；4)、可以画出另一时刻的波形图。 （二）波长、频率和波速我们认识和理解波的图像的基础上，我们再来学习和研究描述波的几个物理量，即波长、频率和波速1波长（1）在波动中，对平衡位置的位移总是相等的两个相邻质点间的距离，叫做_在波的传播过程中，由于波源质点的振动，而带动相邻的质点依次振动，各个质点振动的_，都与波源质点的振动_相同。所以波的传播是具有_因此，为了描述波的传播过程，还需要引入物理量周期和频率。2周期（T

5、）、频率（f）波源质点振动的周期（或频率）也就是波传播的周期（频率）。1）波源质点振动的周期（或频率）就是波的周期（或频率）。由于波的周期（或频率）就是波源质点振动周期（或频率），所以波的周期（或频率）应由波源决定，与传播波的介质无关。同一种波在同一种介质中传播时周期（或频率）_。波动每经过一个_ _的时间波就沿传播方向传播一个波长的距离。每经过一个_ 的时间波就沿传播方向传播一个波长的距离。从波的图像变化情况，我们可以看到，每经历一个周期，原来时刻的波形图形状不会发生改变，这正体现了波动的_ _。每经历一个周期，原有的波形图不改变。波源质点作简谐运动时，在它的带动下，介质中的各个质点先后从平

6、衡位置做_。这种状态在介质中就由近及远地向前传播出去。由此我们看到，波的传播是有一定速度的。波速（v）波速的含义和物体运动速度的含义是相同的。波速描述的是振动在介质中传播的快慢程度。（1）单位时间内振动所传播的距离叫做_。即v=s/t同一振动在不同介质中传播的快慢程度是不同的，也就是说，同一列波在不同介质中传播的_不同。由此我们还可以想到，在同一均匀介质中，同一列波的波速应是_。波速的大小由介质的性质决定，同一列波在不同介质中传播_。一列波在同一均匀介质中是匀速传播的，即s=vt。波速和质点振动的速度有着完全不同的含义。前者在同种均匀介质中具有某一定值，后者的大小和方向都是随_改变的。要区分波

7、速与质点振动速度的含义。4波长、周期（或频率）和波速的关系。在波动中，每经过一个_，振动在介质中传播的距离等于一个波长。由此我们可以找到、T（或f）和v三者之间的关系。（1）v=/T由于周期T和频率f互为倒数（即f=1/T），所以v、与f还应有如下对应关系。（2）v=f由上式我们还可以这样理解波速这个物理量，波速等于波长和频率的乘积。这个关系虽然是从机械波得到的，但是它对于我们以后要学习的电磁波、光波也是适用的。四个物理量之间的联系：_1（单选）振源A带动细绳振动，某时刻形成的横波波形如图所示，则在波传播到细绳上一点P时开始计时，下列四个图形中能表示P点振动图象的是()ABCD2（单选）如图所

8、示，位于介质和分界面上的波源S，产生两列分别沿x轴负方向与正方向传播的机械波若在两种介质中波的频率及传播速度分别为f1、f2和v1、v2，则()Af12f2，v1v2Bf1f2，v10.5v2Cf1f2，v12v2Df10.5f2，v1v23.(单选）如图所示是一列沿x轴传播的简谐横波在某时刻的波形图，已知质点a的运动状态总是滞后于质点b的运动状态0.5 s，质点b和质点c之间的距离是5 cm，下列说法中正确的是()A 此列波沿x轴正方向传播B 此列波的频率为2 HzC 此列波的波长为10 cmD 此列波的传播速度为5 cm/s4.(多选)如图为某一向右传播的横波在某时刻的波形图,则下列叙述中

9、正确的是()A.经过半个周期,质点C将运动到E点处B.M点和P点的振动情况时刻相同C.A点比F点先到达最低位置D.B点和D点的振动步调相反E.A点和E点的振动步调相同5（单选）质点A做简谐运动,其振动图象和t=1.6 s时刻的波的图象如图甲、乙所示,则下列说法正确的是()A.t=1.6 s时质点A向上运动,波向左传播B.t=1.6 s时质点A向上运动,波向右传播C.t=1.6 s时质点A向下运动,波向左传播D.t=1.6 s时质点A向下运动,波向右传播6.一列简谐横波沿x轴传播,图甲是t=1 s时的波形,图乙是该波中某振动质点的位移随时间变化的图象(两图用同一时间起点)。(1)若该波沿x轴负方

10、向传播,图乙可能是图甲中哪个质点的振动图象;若该波沿x轴正方向传播,则图乙可能是图甲中哪个质点的振动图象。A.x=0处的质点B.x=1 m处的质点C.x=2 m处的质点D.x=3 m处的质点(2)设该波沿x轴负方向传播,画出x=3 m处的质点的振动图象。 参考答案【答案】C【解析】由图可知，振源开始起振的方向向下所以，振动形式传到质点P时，质点P从平衡位置开始先向下振动，故P点的振动图象如选项C所示2.【答案】C【解析】波的频率与波源的振动频率相同，与介质无关，所以f1f2，由图知1L,32L，得122，由vf，得v12v2，故选项C正确3.【答案】B【解析】a的运动状态比b滞后0.5 s，说

11、明波向x轴负向传播，故A错误；a的运动状态比b滞后0.5 s，说明周期T1 s，此列波的频率为f1 Hz，故B错误；质点b和质点c之间的距离是5 cm，所以该波的波长是5 cm，故C错误；波速为v5 cm/s，故D正确4.【答案】CDE【解析】各质点在各自的平衡位置附近振动,不随波迁移,所以经过半个周期,质点C会回到平衡位置,不会运动到E点处,A错误;M点和P点的振动相差小于1个周期,振动情况不会时刻相同,B错误;波向右传播,F点和A点都向上振动,A点先到达最低位置,C正确;B点和D点的振动相差半个周期,所以振动步调相反,D正确;A点和E点的振动相差1个周期,所以振动步调相同,E正确。5.【答案】B【解析】由振动图象可得质点A在t=1.6 s时正向上运动,再结合波的图象可以得出,波向右传播,故B正确。【答案】(1)AC(2)见解析图【解析】(1)当t=1 s时,由图乙可知,此时质点在平衡位置