波的描述课件-高二上学期物理人教版选择性

人教版（2019）高中物理选择性必修第一册第三章机械波3.2波的描述

回顾：

1.产生机械波的条件是什么？

2.机械波传播的实质是什么？

3.机械波分为哪两种？各有什么特点？⑴机械波:⑵分类：⑶条件：⑷特点：

①质点不随波而迁移②波传递波源的振动形式③波还可以传递能量、传递信息机械振动和介质横波和纵波机械振动在介质中传播形成机械波

x-t图像可以很方便地描述单个质点质点在任意时刻的运动情况。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？课堂引入以横波为例，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。0波的图象xt0振动图象波的图象也称波形图或波形曲线，简称波形。y位移1.用横坐标表示在波传播方向上各质点的平衡位置。2.用纵坐标表示某时刻各质点偏离平衡位置的位移。x平衡位置正方向负方向O一、波的图像3.简谐波：如果波形是正弦曲线，这样的波叫作正弦波或简谐波，是最基本、最简单的波。（简谐运动在介质中传播形成简谐波）4.波形图的周期即为质点的振动周期。1.各质点的平衡位置及该时刻沿波的传播方向上各个质点的位移。

3.各个质点的振幅A。

2.能根据波的传播方向判断各质点在该时刻的速度和（回复力）

加速度方向及变化情况。4.可以画出另一时刻的波形图。x/my/cm5-50246由波形图上能直接或间接提取哪些信息？5.质点振动方向与波传播方向的互判。☆☆☆质点振动方向与波的传播方向的互判方法1：带动法：先振动的质点带动邻近的后振动质点，在质点P靠近波源一方附近的图像上另找一点P′，若P′在P点上方，则P向上振动，若P′在下方，则P向下振动．方法2：上下坡法：沿波的传播方向看去，“上坡”处的质点向下振动；“下坡”处的质点向上振动，简称“上坡下、下坡上”。如图乙。方法3：同侧法:在波的图像上的某一点，沿竖直方向画出一个箭头表示质点振动方向，并设想在同一点沿水平方向画一个箭头表示波的传播方向，那么这两个箭头总是在曲线的同侧。如图丙。方法4：微小平移法：将波形图沿波的传播方向进行微小平移，再由x轴上某一位置的两波形曲线上的点来判定。Ox/my/cm传播方向abcdefgOx/my/cm传播方向abcdefg☆☆☆求波在任意时刻的波形图方法1：图像平移法：

操作：经过时间∆t，波在传播方向上移动的距离∆x,把图象沿传播方向平移∆x=v∆t即得到相对应的图象。（v为波速）方法2：特殊点法：操作：先找出两点（平衡位置和波峰及波谷特殊点）并确定其运动方向；然后确定经△t时间内这两点所达到的位置；最后按正弦规律画出新的波形。Oyx波的传播方向x/my/m01234v画出经t=T/4后的波形图．P．P′．Q．Q′△x1.如图所示为一列向右传播的简谐波的波形图，求图中A、B、C、D、E各质点的振动情况A：振动向下B：振动向上C：振动向上D：振动向下E：振动向下v

随堂练习

2.如图所示为简谐波在某一时刻的波形图，已知此时质点A正向上运动，由此可断定（）A.向右传播，且此时质点B正向上运动B.向右传播，且此时质点C正向下运动C.向左传播，且此时质点D正向上运动D.向左传播，且此时质点E正向下运动C如果已知这个质点做加速运动，则波的传播方向又如何？

随堂练习3.一简谐机械波沿x轴正方向传播，周期为T，波长为λ。若在x=0处质点的振动图象如图所示，则该波在t=T/2时刻的波形曲线为（）A

随堂练习

4.如图为一列沿x轴正方向传播的简谐横波在某时刻的波形，图中A、B、C、D四个质点的位移大小相等．关于这列波的描述,下列说法正确的是（）

A．C比D先回到平衡位置

B．波源起振方向向上

C．A、B两点速度相同

D．B、C两点加速度相同A

随堂练习二.波长、频率和波速1.波长：（1）定义：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λ表示。

（2）波长的理解: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。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。地震时，震源的振动会以横波和纵波两种形式向外传播，两种波在地壳中的传播速度并不一样，首先到达地面的是纵波，接着横波传来，所以在震中的人们会先感到上下颠簸，然后又会感到左右摇摆．(1)地震时，在地壳中纵波的速度与横波的速度谁大？(2)同一种波的传播速度取决于什么？2.波速：（1）定义：机械波在介质中的传播速度。

（2）波速的理解：波速由介质决定，波

在同一均匀介质中匀速传播，波速不变。波速与质点振动速度的含义相同吗？

3.周期：在波动中，各个质点都是在波源的带动下做受迫振动，振动周期

或频率都等于波源的振动周期或频率，这个周期或频率也叫作波

的周期或频率。质点的振动周期由波源决定。波由一种介质进入

另一种介质时周期不变。波长、波速与周期的关系①经过一个周期的时间里，振动在介质中的传播的距离恰好等于一个波长。②每经历一个周期的时间，原有的波形图保持不变。③相距λ整数倍的质点振动步调总是相同的；

相距λ/2奇数倍的质点振动步调总是相反的。图象简谐运动的图象与简谐波的图象的相同点与不同点同异xt0振动图象yx0波的图象1.图象形状都是正弦或余弦曲线2.纵坐标都表示质点离开平衡位置的位移表示某一质点（不同时刻）表示一群质点（同一时刻）横轴表时间横轴表平衡位置可直接读出周期可直接读出波长3.纵坐标的最大值都表示振幅PPP点下一时刻运动状态如何？v

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。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。三、波的多解性①质点达到最大位移处，则有正向和负向最大位移两种可能。②质点由平衡位置开始振动，则有起振方向向上、向下(或向左、向右)的两种可能。③波的传播方向，应考虑沿x轴正方向和x轴负方向两个方向传播的可能。④只给出两时刻的波形，则有多次重复出现的可能等。

随堂练习5.（多选）关于波速说法错误的有（）A．波速由介质和波源共同决定B．提高振源频率，波的传播速度将增大C．同时在空气中传播两列声波，波长较大的声波传播较快D．频率大的声波在空气中传播的波长越短E．波速反映了介质中质点振动的快慢F．波速反映了振动在介质中传播的快慢ABCE6.一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1:1

C．1:1和3:1

D．1:1和1:3C

随堂练习

随堂练习7.如图甲所示为一列简谐横波在t＝0时的波的图像，图乙所示为该波中平衡位置位于x＝4m处的质点P的振动图像。下列说法正确的是（）A.此波的波速为2m/sB.此波沿x轴正方向传播C.t＝0.5s时质点P的速度最大D.t＝1.0s时质点P的加速度最大C

随堂练习8.一列简谐横波沿x轴正方向传播，a、b、c、d为介质中沿波传播方向上四个质点的平衡位置。某时刻的波形如图甲所示，此后，若经过3/4周期开始计时，则图乙描述的可能是（）A.a处质点的振动图像B.b处质点的振动图像C.c处质点的振动图像D.d处质点的振动图像B

随堂练习9.（多选）一列横波沿直线传播，在波