波的描述 高二上学期物理人教版（2019）选择性必修第一册

高二年级物理第三章机械波自学探究学案学习内容：3.2-1波的描述主备:闲云时间：月日班级姓名学习目标-核心素养物理观念：1.知道波的图像的物理意义。2.理解掌握波长、频率和波速以及波长、频率和波速的关系。3.从波的图象中会求机械波的相关物理量。4.知道振动图象与波动图形的区别。科学思维∶通过处理时间周期性和空间周期性以及波与振动的关系等问题，培养学生透过现象看本质严密的逻辑推理思维品质。科学探究：引导学生深入探究波动与振动之间的联系，培养学生的探究能力。科学态度与责任∶培养学生认真观察、仔细分析问题的学习习惯，并能够用所学知识解释其相关的物理规律。。自主学习（认真阅读课本，独立思考，相信你一定行﹗）一、波的图像（1）波的图像：用横坐标x表示在波的传播方向上各质点的，纵坐标y表示某一时刻各质点，得到一系列坐标为(x1，y1)，(x2，y2)，(x3，y3)，…的点．用一条平滑的曲线把各点连接起来就是这一时刻，简称波形图。（2）正弦波(简谐波)1.如果波的图像是，这样的波叫作正弦波，也叫．2.简谐波中各质点的振动是．强调：如果质点的振动图像是正弦函数图像，对应的波的图像一定也是正弦函数图像。（3）波形图与振动图像1.波形图表示介质中的“各个质点”在偏离平衡位置的位移．2.振动图像表示介质中“某一质点”在偏离平衡位置的位移．（4）波的图像的物理意义波的图像描述的是某一时刻，沿波的传播方向的各个质点偏离的位移。二、波长、频率和波速（1）波长：1.观看横波波动的模拟课件①找出和1号点振动步调相同的点：。（质点需要编号自己编）②找出和3号点振动步调相同的点：。（质点需要编号自己编）③找出和4号点振动步调相同的点：。（质点需要编号自己编）结论：相隔一定距离的质点振动步调是的。2.波长λ①定义：在波的传播方向上，振动相位总是的两个质点间的距离．强调：a.振动相位总是相同就是振动步调总是相同，也就是运动状态总是相同，即振动位移总是相同，速度总是相同。b.在横波中，两个相邻或两个相邻之间的距离等于波长．在纵波中，两个相邻或两个相邻之间的距离等于波长．c.相距λ整数倍的质点振动步调总是________；平衡位置相距λ/2奇数倍的质点振动步调总是________。②意义：波长是描述波的“空间重复性”的物理量.在某一时刻的波的图象中.每隔一定距离，波就重复出现，这就是波的“空间周期性”.(2)周期T（频率f）：1.观看横波波动的模拟课件①波源质点振动一个周期T的波形②波源质点振动两个周期T的波形③波源质点振动三个周期T的波形结论：a.每经过一个周期T，原有的波形图重复出现。b.每经过一个周期T，波传播的距离等于__________。2.周期T(频率f)：在波动中，相邻两次波形重复出现的时间间隔叫波的周期强调：①因为质点振动一个周期T，各自回到原来的位置，波形自然就重复出现了，所以波的周期就等于质点的振动周期T，即振动周期T就叫波的周期，振动的频率f就叫波的频率。②经过一个周期T原有的波形重复出现，但又多出一个波长的波嗷。（3）波速：1.定义：波传播的距离与传播这段距离所用时间的比值叫波速2.表达式：一个周期T内，振动在介质中传播的距离等于一个波长λ，所以v=__________=__________3.物理意义：描述振动这种运动形式向外传播的快慢程度，而不是质点向外迁移的速度，质点是不随波迁移的.4.决定因素：①由本身的性质决定，在不同的介质中，波速是的．②在同一种介质中，温度不同，波的传播速度。③波传播速度与波的周期（频率）。思考：波速与质点振动速度相同吗？三.波的图象中包含的信息(1)直观信息1.可以直接看出波长、各质点的振幅．2.可以直接看出在该时刻沿传播方向上各个质点偏离平衡位置的位移．(2)隐含信息 3.若已知该波的传播方向，根据质点“前带后，后跟前”的关系可以确定各质点的运动方向，进而能判断质点速度的变化4.若已知某质点的振动方向，可以确定该波的传播方向．5.根据位移的方向能确定加速度方向，根据位移的大小能定性说明加速度的大小。6.根据现有的波形能画出另一时刻的波形图。四、波动图象与振动图象的联系和区别。振动图像描述的是质点在的位移情况；波的图像描述的是介质中的位移情况。例1.图为一列横波在某时刻的波形图，波的传播方向如图所示。①试标出图中各点该时刻的速度方向②总结：a.波峰两侧质点的速度方向；b.波谷两侧质点的速度方向；c.相邻波峰波谷之间的质点速度方向，即同一个“坡”上质点的速度方向。例2如图一列简谐横波，其中质点A正向上振动，在图的上方标出这列波的传播方向。例3.如图甲是一列简谐横波时刻的波形图，在乙图中试画出＋T／4（T为周期）时刻的波形图；在丙图中画出-T／8时刻的波形怎样？例4.(多选)如图所示，一列简谐横波沿x轴正方向传播，从波传到x＝5m的M点时开始计时，已知P点相继出现两个波峰的时间间隔为0.4s，下面说法中正确的是()A．这列波的波长是4mB．这列波的传播速度是10m/sC．质点Q(x＝9m)经过0.5s才第一次到达波峰D．M点以后各质点开始振动的方向都是向下的例5．(多选)一列简谐横波沿x轴正方向传播，波传到x＝1m处的P点时，P点开始向下振动，以此时为计时起点。已知在t＝0.4s时P、M间第一次形成如图所示波形，此时x＝4m处的M点正好在波谷，下列说法正确的是()A．P点的振动周期为0.4sB．M点开始振动的方向沿y轴正方向C．当M点开始振动时，P点正好在波峰D．在从计时开始的0.4s内，P点通过的路程为30cm例6.