3.1波的描述课件高二上学期物理人教版选择性

波的描述

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。一、波的图像一、波的图像1.波的图象的画法：ｏＡ－Ａ1.建系：用横坐标表示在各质点的平衡位置到原点的距离

用纵坐标表示某时刻各质点对平衡位置的位移2.规定正方向：

位移

平衡位置正方向负方向3.描点4.连线：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。简谐波：机械波的振源叫波源。当波源做简谐振动时，介质中其它质点也随振源作简谐振动，所形成的波的图象是正弦曲线。这是一种最基本、最简单的波，称为简谐波。图象的特点：正弦曲线一、波的图像

yｏＡ－Ａ2.波形图不能真实的表示波的形状3.物理意义：某一时刻各质点偏离平衡位置的情况波的图象与振动图象的异同（1）横轴坐标的意义不同：波的图象中横轴表示各个质点的平衡位置到原点的距离；振动图象中横轴表示该质点振动的时间。1.相同点

两者都是按正弦或余弦规律变化的曲线，振动图像和波的图像中的纵坐标均表示质点离开平衡位置的位移，纵坐标的最大值均表示质点的振幅。（2）物理意义不同：波动图像表示某一时刻各个质点离开平衡位置的位移；振动图象描述的是某一质点在不同时刻离开平衡位置的位移。（3）最大值间距的含义不同：波的图像中相邻的最大值之间的间隔等于波长；振动图像中相邻的最大值之间的间隔等于周期。2.不同点一、波的图像一、波的图像5.获取信息下图是某时刻的波动图像，你能从图中直接获得哪些信息？你能判断出波的传播方向吗？x/my/cm5-50246若此刻处于原点位置的质点向下运动，波向哪个方向传播？点A的运动情况如何？A若处于原点位置的质点向下运动，且周期为4s，还能获取哪些信息？二、波长、频率和波速横波：相邻两个波峰或波谷之间的距离。纵波：两个相邻密部或疏部之间的距离。x/my/cm5-502461.波长：在波的传播方向上，振动相位总是相同的两个相邻质点间的距离，叫作波长，通常用

表示。振动速度、位移始终相同的相邻两个质点之间的距离注意：同一波源产生的机械波，随着传播介质的不同，波长会发生改变。2.波长影响因素：介质、波源二、波长、频率和波速x/my/cm5-502461.频率：波动图上各质点的振动频率与振源相同，振源的频率f也称为这个波的频率f。2.时空关系：经过一个周期，波动传播形成了一个完整的波长。3.波长影响因素：波源的周期和频率波的频率与介质无关，只决定于波源的频率。二、波长、频率和波速1.波速：机械波在介质中传播的速度。x/my/cm5-50246波速由介质决定，同性质、不同频率的机械波在同种介质中的波速相同。若处于原点位置的质点向下运动，且周期为4s，波传播的速度大小是多少？2.波速影响因素：介质例1．一列波在第一种均匀介质中的波长为λ1，在第二种均匀介质中的波长为λ2，且λ1=3λ2，那么这列波在这两种介质中的频率之比和波速之比分别为（）A．3:1和1:1 B．1:3和1:1C．1:1和3:1 D．1:1和1:3C

t/sy/cm0t/sy/cm0振动图象波动图象图象物理意义横坐标纵坐标图象变化运动特点表示一个质点在各个时刻对平衡位置的位移表示某一时刻各个质点对平衡位置的位移表示时间表示各个质点的平衡位置振动质点对平衡位置的位移随时间延伸，原有部分不变质点作简谐运动整个波形眼波的传播方向随时间平移同一介质中，波形作匀速直线运动，各质点作简谐运动各个质点对平衡位置的位移ｔｙＡxｙＡＴ

4.振动图像与波动图像比较1.获得波的图像一、波的图像1.直接信息：振幅、质点的位移2.物理意义二、从波的图像中获取信息2.间接信息：传播方向、质点的运动情况3.横波信息：波长、频率、波速波动图像与振动图像的比较&波动问题的多解性问题：我们能从波动图像获取哪些信息？1.直接信息：振幅、质点的位移和受力情况、波长2.间接信息：传播方向、质点的运动情况、频率、波速某一质点的振动情况【例题1】如图所示分别为一列横波在一时刻的图像和在x=某6m处的质点从该时刻开始计时的振动图像，则这列波．(

)A.沿x轴的正方向传播 B.波速为100m/sC.该质点振动周期为8s D.波速为1m/s关键：根据波动图像和振动图像确定质点位置、运动方向λ=8mT=0.08sA=5cm【例题2】一列横波某时刻的波形如图甲所示，图乙表示介质中某质点此后一段时间内的振动图像。（1）若波沿x轴的正方向传播，图乙为K、L、M、N四点中哪点的振动图像？（2）若波沿x轴的负方向传播，图乙为K、L、M、N四点中哪点的振动图像？根据振动图像确定质点位置根据振动图像确定质点下一时刻的运动方向【例题3】图甲为一列简谐横波在时刻t=0的波形图，图乙为该波中平衡位置坐标为x=6m处质点的振动图像，则下列说法中正确的是(

)A.该波的传播方向沿轴正方向B.在t=0.5s时刻，图甲中质点P相对平衡位置的位移为10cmC.在t=1s时刻，平衡位置在x=5cm处的质点的位移为10cmD.从t=0s时刻开始至t=6s时刻结束，在这段时间内，平衡位置在x=5cm处的质点通过的路程为120cm确定质点位置、运动方向λ=8mT=4sA=20cm【例题4】一列简谐横波在同一均匀介质中沿轴方向传播，t=0.2s时刻的

波形图如图甲所示，质点M的平衡位置在xM=7.5cm处，质点N的平衡位置在xN=3cm处，质点N的振动图像如图乙所示。下列说法正确的是(

)A.该波沿x轴正方向传播B.t=0时刻，质点M回复力的方向为y轴正向C.该波的传播速度大小为0.2m/sD.0-2s内质点M运动的路程为1.8m

注意时刻的对应关键：根据波动图像和振动图像确定质点位置、运动方向图中实线为t＝0时刻的波形图，虚线为t＝0.1s时刻的波形图。据此能否判定波的传播方向？

1.由于振动图像不确定，导致波的传播方向不确定。波动问题的多解性【例题1】图中的实线是一列正弦波在某一时刻的波形图。经过0.5s后，其波形如图中虚线所示。设该波的周期T大于0.5s。波的速度是多大？波的周期是多大（1）如果波是向左传播的，波的速度是多大？波的周期是多大？（2）如果波是向右传播的，波的速度是多大？波的周期是多大？λ=24cmT？v？

1.

平移法2.质点振动方向判断法

【例题2】图中的实线是一列正弦波在某一时刻的波形图。经过0.5s后，其波形如图中虚线所示。设该波的周期T大于0.5s。如果波是向左传播的：（1）波的传播的长度可能有多大？（2）波的速度是多大？（3）波的周期是多大？2.时间的周期性:时间间隔Δt与周期T的关系不明确。1.

平移法2.质点振动方向判断法

优先一个周期内【例题3】一列横波沿着x轴正方向传播，处于x1=1m和x2=2m的两质点A、B的振动图像如图所示，t/s3.空间的周期性:波的振动时间Δt与波长λ的关系不明确。1.

质点位置判断法2.质点振动方向判断法

优先一个周期内（1）两点之间的振动可能相差几个周期（2）求波长.PQQ4.空间的周期性:波的传播距离Δx与波长λ的关系不明确。【例题2】如图所示，沿波的传播方向上有两个相距为1m的质点P和Q，当P达到负最大位移处时,Q正好处于平衡位置且向上运动。那么这列波的波长可能为多少?n=0，1，2，3......质点位置判断法1．一列沿x轴正向传播，周期为2.0s的简谐横波，某时刻的波形如图所示，比较介质中的三个质点a、b、c，则（）A．此刻质点a的振幅最大B．经过2s质点b沿x轴正向移动8mC．此刻质点c的振动方向为y轴正方向D．经过0.50s，机械波沿x轴传播距离为2mD

课堂小练2.由于波的周期性造成多解(1)时间的周期性:时间间隔Δt与周期T的关系不明确。(2)空间的周期性:波的传播距离Δx与波长λ的关系不明确。四、多解性问题

1.波的传播方向的双向性(1)波的传播方向不确定。(2)质点振动方向不确定。1．图为一列沿x轴正方向传播的简谐波在初始时刻的波形，试画出该简谐波经过极短一段时间后的波形图，并确定初始时刻图中A、B、C、D四个质点的振动方向及这段时间内质点速度大小的变化情况。

3．下图是一列波的图像。（1）如果波沿着x轴的正方向传播，K、L、M三个质点，哪一个最先回到平衡位置？（2）如果波沿着x轴的负方向传播，K、L、M三个质点，哪一个最先回到平衡位置？4．一列横波某时刻的波形如图甲所示，图乙表示介质中某质点此后一段时间内的振动图像。（1）若波沿x轴的正方向传播，图乙为K、L、M、N四点中哪点的振动图像？（2）若