高二上学期物理人教版选择性必修第一册课件：波的描述

第三章机械波2．波的描述课前预习反馈课内互动探究课堂达标检测目标体系构建核心素养提升夯基提能作业目标体系构建【学习目标】1．理解波的图像的意义。2．会区别振动图像和波动图像。3．知道什么是波长、频率和波速。4．掌握波长、频率和波速的关系。5．了解决定波长、频率和波速的因素。【思维脉络】2020-2021学年高二上学期物理人教版（2019）选择性必修第一册课件：3.2波的描述2020-2021学年高二上学期物理人教版（2019）选择性必修第一册课件：3.2波的描述课前预习反馈

2020-2021学年高二上学期物理人教版（2019）选择性必修第一册课件：3.2波的描述2020-2021学年高二上学期物理人教版（2019）选择性必修第一册课件：3.2波的描述1．波的图像的画法知识点1波的图像位移

y

位移

平滑

↓↓2020-2021学年高二上学期物理人教版（2019）选择性必修第一册课件：3.2波的描述2020-2021学年高二上学期物理人教版（2019）选择性必修第一册课件：3.2波的描述2020-2021学年高二上学期物理人教版（2019）选择性必修第一册课件：3.2波的描述2020-2021学年高二上学期物理人教版（2019）选择性必修第一册课件：3.2波的描述2．简谐波如果波的图像是____________，这样的波叫作正弦波，也叫简谐波。正弦曲线

2020-2021学年高二上学期物理人教版（2019）选择性必修第一册课件：3.2波的描述2020-2021学年高二上学期物理人教版（2019）选择性必修第一册课件：3.2波的描述1．波长(λ)(1)定义在波的传播方向上，____________总是相同的两个________质点间的距离。(2)特征①在横波中，两个________的波峰(或波谷)间的距离等于波长。在纵波中，两个________的密部(或疏部)间的距离等于波长。②经过一个周期，振动在介质中______________等于波长。振动相位

知识点2波长、频率和波速相邻

相邻

相邻

传播的距离

2020-2021学年高二上学期物理人教版（2019）选择性必修第一册课件：3.2波的描述2020-2021学年高二上学期物理人教版（2019）选择性必修第一册课件：3.2波的描述2．波的周期(T)和频率(f)(1)波的周期和频率在波动中，各个质点的振动周期或频率是________的，它们都等于________的振动周期或频率，这个周期或频率也叫作______的周期或频率，分别用______和______表达。(2)决定因素波的周期或频率由________的周期或频率决定。相同

波源

波

T

f

波源

2020-2021学年高二上学期物理人教版（2019）选择性必修第一册课件：3.2波的描述2020-2021学年高二上学期物理人教版（2019）选择性必修第一册课件：3.2波的描述3．波速(v)(1)定义波速是指机械波在介质中________的速度。(2)计算式v＝____________。此式不仅适用于机械波，也适用于后面要学习的电磁波。传播

2020-2021学年高二上学期物理人教版（2019）选择性必修第一册课件：3.2波的描述2020-2021学年高二上学期物理人教版（2019）选择性必修第一册课件：3.2波的描述(3)决定因素①机械波在介质中的传播速度由________的性质决定，与波长和频率________。②在不同的介质中，波速不同，波速还与________有关。介质

无关

温度

2020-2021学年高二上学期物理人教版（2019）选择性必修第一册课件：3.2波的描述2020-2021学年高二上学期物理人教版（2019）选择性必修第一册课件：3.2波的描述思考辨析『判一判』(1)通过波的图像可以找出任一质点在任意时刻的位移。 (

)(2)波的图像表示质点在各个不同时刻的位移。 (

)(3)只有横波才能画出波的图像。 (

)(4)由波形图可确定各质点的振幅。 (

)×

×

×

√

2020-2021学年高二上学期物理人教版（2019）选择性必修第一册课件：3.2波的描述2020-2021学年高二上学期物理人教版（2019）选择性必修第一册课件：3.2波的描述(5)机械波在一个周期内传播的距离就是振幅的4倍。 (

)(6)波速表示介质中质点振动的快慢。 (

)(7)波的传播速度由波源决定。 (

)(8)横波中相邻两个波峰之间的距离，纵波中密部中央和疏部中央之间的距离都是一个波长。 (

)×

×

×

×

2020-2021学年高二上学期物理人教版（2019）选择性必修第一册课件：3.2波的描述2020-2021学年高二上学期物理人教版（2019）选择性必修第一册课件：3.2波的描述『选一选』(多选)三条在同一水平面上相互平行的弹性绳，在左端同一地点同时开始振动，经过一定时间后出现如图所示的情况，MN是距起始点相同距离的一条界线，则 (

)A．B波的波长最大B．A波的振动频率最大C．A、B、C三列波的传播速度相等D．C与A、B的材料一定不同ABD

2020-2021学年高二上学期物理人教版（2019）选择性必修第一册课件：3.2波的描述2020-2021学年高二上学期物理人教版（2019）选择性必修第一册课件：3.2波的描述解析：由图可知，B波的波长最大，A、B的传播速度相等，C波的传播速度最小，由于机械波的传播速度由介质决定，所以C与A、B的材料一定不同；在相同时间内，A波的波源做全振动的次数最多，因此A波的振动频率最大。2020-2021学年高二上学期物理人教版（2019）选择性必修第一册课件：3.2波的描述2020-2021学年高二上学期物理人教版（2019）选择性必修第一册课件：3.2波的描述『想一想』有人认为：“由公式v＝λf知，波的频率越高，波速越大。”这种说法正确吗？答案：不正确。解析：机械波的传播速度只与介质本身的性质和温度有关，与波的频率无关。2020-2021学年高二上学期物理人教版（2019）选择性必修第一册课件：3.2波的描述2020-2021学年高二上学期物理人教版（2019）选择性必修第一册课件：3.2波的描述课内互动探究探究一列简谐波在某一时刻的图像如图所示。对波的图像的理解情景导入(1)波的图像是什么形状的曲线？(2)由图像可读出什么信息？提示：(1)波的图像是正弦曲线。(2)由图像可读出：①该时刻各质点的位移。②各质点振动的振幅。1．质点运动的“定格”波的图像是某一时刻介质中各个质点运动情况的“定格”。可以将波的图像比喻为某一时刻对所有质点拍摄的“集体照”。2．图像形式简谐波的图像是正(余)弦曲线，是最简单的一种波，各个质点振动的振幅都相等。要点提炼3．波的图像的周期性质点的振动位移做周期性变化，则波的图像也做周期性变化。经过一个周期，波的图像复原一次。4．波的传播方向的双向性如果只知道波沿x轴传播，则有可能沿x轴正向传播，也有可能沿x轴负向传播，具有双向性。5．由波的图像可获得的信息(1)从波的图像上可直接读出介质质点振动的振幅。(2)可确定任一质点在该时刻的位移的大小和方向。(3)根据加速度方向与位移方向的关系，可确定任一质点在该时刻的加速度方向。(4)若已知波的传播方向，可确定各质点在该时刻的振动方向(速度方向)，速度大小的变化趋势等，反之亦然。典例1典例剖析AC

思路引导：①理解波的图像的物理意义；②掌握已知某一时刻波的图像，确定质点运动方向的方法。对点训练ACD

解析：从波动图像上可以直接读出振幅是0.1m，x＝15cm处质点的位移是－0.1m，故A正确，B错误；若波沿x正方向传播，此时A、B两质点的速度都沿y轴正方向，选项C正确；根据加速度与位移的关系可判断选项D正确。探究一列波的图像如图甲，其中某一质点的振动图像如图乙。振动图像和波的图像的比较情景导入(1)如何区分波的图像与振动图像？(2)两种图像纵坐标的最大值相同吗？提示：(1)从横轴来区分两个图像：振动图像的横轴表示时间，波的图像的横轴表示质点的平衡位置。(2)相同，均为质点振动的振幅。波的图像与振动图像的比较要点提炼

振动图像波的图像图上能表示的量1．各时刻对应的位移2．各时刻质点的振动方向3．振幅A、周期T、频率f1．某时刻各质点位移2．根据波传播方向可确定各质点振动方向3．波长λ(波形在一个周期内传播的距离)振幅A图随时间变化情况图线随时间延伸，原有部分图形不变整个波形沿波的传播方向平移，不同时刻波形一般不同运动情况质点做简谐运动属非匀变速运动波在同一均匀介质中是匀速传播，介质的质点做简谐运动比喻一人独舞的录像集体舞的剧照(1)波的图像与振动图像外形上很相似，辨别它们时要看图像的横坐标是时间t还是位移x。(2)简谐波中的所有质点都做简谐运动，它们的振幅、周期均相同。

特别提醒典例2典例剖析D

思路引导：根据(b)图首先判定出此质点在O时刻的位置和振动方向，然后向波形图中寻找符合条件的点。2．(2020·河北省张家口市第四中学高二下学期检测)振源A带动细绳振动，某时刻形成的横波波形如图1所示，在波传播到细绳上一点P时开始计时，则图2中能表示P点振动图像的是 (

)对点训练C

图2解析：由波的传播特点，前边的质点带动后面的质点，后面的质点重复前面的质点振动，由图1可知振源A初始是从平衡位置向下振动的，所以t＝0时刻，质点P应由平衡位置开始向下运动，选项C正确。探究一个高个子人和一个矮个子人并肩行走(如图)，哪个人的双腿前后交替更为迅速？如果拿这两个人与两列波做类比，波长、频率、波速分别可以比做什么？提示：波长、频率、波速可类比为：人每一步跨的距离、双腿交替的频率、前进的速度。对波长、波速、频率的理解情景导入1．对波长的理解(1)关于波长的定义“相邻的”和“位移总是相等”是波长定义的关键，二者缺一不可。要点提炼(3)波的空间周期性①相隔距离为一个波长的整数倍的两质点，振动情况完全相同，即离开平衡位置的位移“总是”相等，振动速度大小和方向也“总是”相同，因而波长显示了波的空间周期性。②相隔距离为半波长的奇数倍的两质点的振动情况完全相反，即在任何时刻它们的位移大小相等、方向相反，速度也是大小相等、方向相反，会同时一个在波峰、一个在波谷或同时从相反方向经过平衡位置。(4)寻找波长的简易方法在横波中，两个相邻波峰(或两个相邻波谷)之间的距离等于波长，如图(a)所示；在纵波中，两个相邻密部(或两个相邻疏部)之间的距离等于波长，如图(b)所示。(1)我们听到的种类繁多的声音有高低和强弱之分，声调的高低由声波的频率决定，即取决于不同发声体的振动频率。声音的强弱由声波的能量决定，体现为介质中质点振动的强弱。各种声音在空气中传播速度约为340m/s。(2)波从一种介质进入另外一种介质，波源没变，波的频率不会发生变化；介质的变化导致了波速和波长的改变。

特别提醒

(2020·吉林省八校高二下学期期中联考)一列简谐横波沿x轴正向传播，传到M点时波形如图所示，再经0.6s，N点开始振动，则该波的振幅A和频率f为 (

)A．A＝1m

f＝5Hz

B．A＝0.5m

f＝5HzC．A＝1m

f＝2.5Hz D．A＝0.5m

f＝2.5Hz典例2典例剖析D

思路引导：①由图可直接读取振幅和波长。②由传播时间0.6s可求波速。③由λ＝vT可求周期和频率。3．(2020·安庆市广圩中学高二下学期检测)位于介质Ⅰ和Ⅱ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，如图所示。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 (

)A．f1＝2f2，v1＝v2B．f1＝f2，v1＝0.5v2C．f1＝f2，v1＝2v2D．f1＝0.5f2，v1＝v2对点训练C

核心素养提升

已知质点的运动方向来判断波的传播方向或已知波的传播方向来判断质点的运动方向时，判断依据的基本规律是横波的形成与传播的特点，常用方法有：1．上下坡法沿波的传播方向看，“上坡”的点向下运动，“下坡”的点向上运动，简称“上坡下、下坡上”(如图1所示)。