2018_2019学年高中物理12.2波的图象课件新人教版.pptx

1、2 波 的 图 象,波的图象 1.波的图象的画法:,位移,y轴,位移,平滑,2.正弦波: (1)概念:波的图象是_，这样的波称为正弦波，也叫简谐波，如图。 (2)介质中有正弦波传播时，介质中的质点做_运动。,正弦曲线,简谐,3.振动图象和波的图象: (1)振动图象表示介质中的“某个质点”在“_” 的位移。 (2)波的图象表示介质中的“各个质点”在“_” 的位移。,各个时刻,某一时刻,【思考辨析】 (1)波的图象反映的是某一时刻介质中各质点的位移情况。() (2)若已知某一质点在某时刻的振动方向，则可以由波的图象判断出波的传播方向。 (),(3)从波的图象中能读出质点的振幅和周期。() (4)在

2、不同时刻波的图象有可能完全相同。(),提示:(1)。波的图象反映的是沿波的传播方向上各个质点在某一时刻的位移。 (2)。采用质点带动法，可由波的图象和质点振动方向判断波的传播方向。 (3) 。由振动图象可读出振幅和周期，由波的图象不能读出周期。,(4)。根据波的图象的重复性可知，相隔时间为周期整数倍的两个时刻波形相同。,知识点一波的图象的理解及应用 探究导入: 如图所示是一列简谐波在某一时刻的图象。 (1)波的图象是什么形状的曲线？ (2)由图象可读出什么？,提示:(1)波的图象是余弦曲线。 (2)由图象可读出振幅A，某一时刻各质点的位移。,【归纳总结】 1.对波的图象的理解: (1)波的图象

3、是某一时刻介质中各个质点运动情况的“定格”。可以将波的图象比喻为某一时刻对所有质点拍摄下的“集体照”。,(2)简谐波的图象是正(余)弦曲线，是最简单的一种波，各个质点振动的最大位移都相等，介质中有正弦波传播时，介质中的质点做简谐运动。,(3)横波的图象形状与波在传播过程中介质中各质点某时刻的分布相似，波形中的波峰即为图象中的位移正向的最大值，波谷即为图象中的位移负向的最大值，波形中通过平衡位置的质点在图象中也恰处于平衡位置。,2.由波的图象获得的三点信息: (1)可以直接看出在该时刻沿传播方向上各个质点的位移。 (2)可以直接看出在波的传播过程中各质点的振幅A。 (3)若已知该波的传播方向，可

4、以确定各质点的振动方向；或已知某质点的振动方向，可以确定该波的传播方向。,3.波的图象的周期性:在波的传播过程中，各质点都在各自的平衡位置附近振动，不同时刻质点的位移不同，则不同时刻波的图象不同。质点的振动位移做周期性变化，则波的图象也做周期性变化。经过一个周期，波的图象复原一次。,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，也可能沿x轴负向传播，具有双向性。,【典题通关】 【典例】一列沿x轴正方向传播的 横波在某一时刻的波形图象如图 所示，已知波的传播速率是16 m/s。 (1)指出这列波中质点振动的振幅是多少。 (2)画出再经过0.125 s时的波形图象。,【

5、正确解答】(1)由图象可以看出， 质点振动的最大位移大小是10 cm， 因此振幅是10 cm。(2)再经0.125 s 波形沿x轴正方向移动的距离为x=vt=160.125 m =2 m，所以再经过0.125 s 后的波形图象如图中的虚 线所示。 答案:(1)10 cm(2)见正确解答图,【过关训练】 1.(2018唐山高二检测)图为一列横波在某时刻的波形图，若此时刻质点P正处于加速运动过程中，则此时刻(),A.质点Q处于加速运动过程中，质点N处于减速运动过程中 B.质点Q处于减速运动过程中，质点N处于加速运动过程中 C.质点Q和质点N均处于加速运动过程中 D.质点Q和质点N均处于减速运动过程

6、中,【解析】选B。由题意知，质点P正处于加速运动过程中，说明P向下即向平衡位置运动，说明此列波是向左传播的，根据波传播的特点知道质点Q正在向上即向波峰运动，速度减小，N向上即向平衡位置运动，速度增大。故B正确，A、C、D错误。,2.如图所示为一列沿x轴负方向传播的简谐波在某一时刻的图象，下列说法中正确的是(),A.该时刻质点a和质点d位移相同，加速度方向相反 B.该时刻质点b和质点c位移相同，速度方向也相同 C.质点b比质点c先回到平衡位置 D.质点a比质点d先回到平衡位置,【解析】选D。题图时刻a、d两质点位移相同，加速度相同，A错。据“上坡下，下坡上”可以判断a、b两质点向上运动，c、d两

7、质点向下运动，所以c比b先回到平衡位置，a比d先回到平衡位置，B、C错，D对。,【补偿训练】 1.(多选)取向上为质点振动的正方向，得到如图所示的两个图象，其中图甲是一列波的图象，A是介质中的一个质点，图乙是介质中另一个质点的振动图象，B为振动中的某一个时刻，关于图甲中A质点在该时刻的运动方向和图乙中B时刻质点的运动方向，下列说法正确的是(),A.A质点向下 B.A质点向上 C.B时刻向下 D.B时刻向上,【解析】选A、C。图甲表示的是波的图象，由于波沿x轴负方向传播。所以，图甲中质点A的振动方向向下，选项A正确，B错误；图乙表示的是振动图象，在图中B所对应的时刻质点应当向下运动(因为下一时刻

8、位移为负值)，选项C正确，D错误。,2.一列沿x轴正方向传播的横波在某时刻的波形如图甲所示，a、b、c、d为介质中沿波的传播方向上的4个质点，若从该时刻开始计时，则振动图象如图乙所示的质点是(),A.a质点 B.b质点 C.c质点 D.d质点,【解析】选C。从振动图象乙可知，开始计时时，质点从平衡位置向y轴负方向运动，再结合甲给出的四个质点和波形图及传播方向，乙所描述的是c质点的运动，C正确。,知识点二振动图象与波的图象的比较 探究导入: 一列波的图象如图甲，其中某一点的振动图象如图乙。,(1)如何区分波的图象与振动图象。 提示:看图象的横坐标是x还是t。 (2)两种图象纵坐标的最大值相同吗？

9、 提示:相同。,【归纳总结】 波的图象和振动图象的区别首先是横轴表示的物理量不同，波的图象横轴表示各介质质点的平衡位置，而振动图象横轴表示时间。另外，图象的意义、隐含信息等方面也不相同，具体比较如下:,【典题通关】 【典例】(2018安庆高二检测)如图所示，甲图为一列简谐横波在某时刻的波形图，乙图是这列波中某质点此后一段时间内的振动图象，则(),A.若波沿x轴正方向传播，图乙可能为质点A的振动图 象 B.若波沿x轴正方向传播，质点B经过 个周期到达波 峰位置 C.若波沿x轴负方向传播，图乙可能为质点C的振动图 象 D.若波沿x轴负方向传播，质点D经过 个周期到达波 峰位置,【正确解答】选B。本

10、题考查波形图和振动图象。如果波是向x轴正方向传播，根据“上下坡法则”可以判断出:A点会向下振动，B点会向上振动，因此A选项不正确，B选项正确。如果波是向x轴负方向传播，根据“上下坡法则”可以判断出:C点从负最大位移处向上振动，D点从平衡位置处向上振动，因此C、D选项都不正确。,【规律方法】“上下坡”法则 “上下坡法则”是把波形图线比喻为凸凹的路面，凸凹路面就有上坡段和下坡段，沿着波的传播方向看去，位于上坡段的质点，则向下运动，位于下坡段的质点，则向上运动；反之，向上运动的质点，必位于下坡段，向下运动的质点，必位于上坡段。即沿波的传播速度的正方向看，“上坡”的点向下振动，“下坡”的点向上振动，简

11、称为“上坡下，下坡上”(见图)。,【过关训练】 1.(多选)(2018东城区高二检测)一列简谐横波在t0时刻的波形图如图甲所示，a、b、c、d分别为介质中的4个质点。该波的周期为T，则下列判断中正确的是 (),A.若波沿x轴正向传播，则乙图可表示c质点从t0时刻 开始的振动图象 B.若波沿x轴正向传播，则乙图可表示b质点从(t0+ )时刻开始的振动图象 C.若波沿x轴负向传播，则乙图可表示a质点从(t0+ ) 时刻开始的振动图象 D.若波沿x轴负向传播，则乙图可表示d质点从(t0+ ) 时刻开始的振动图象,【解析】选B、D。若波沿x轴正向传播，根据同侧法可 知处于平衡位置的a向上振动，c向下振

12、动；而图乙的 振动图象反映的是从平衡位置开始向上振动的图象， 则满足b质点在(t0+ )时刻的振动规律，故A错误， B正确。若波沿x轴负向传播，则此时刻开始a向下振 动，c向上振动，b经过 回到平衡位置向上振动，d 经过 回到平衡位置向上振动，故C错误，D正确。故 选B、D。,2.一列简谐横波沿x轴正方向传播，图甲是 t=1 s时的波形图，图乙是波中某质点振动位移随时间变化的振动图线(两图均用同一时刻计时)，图乙的振动图线对应图甲上的质点是(),A.x=1 m处的质点 B.x=2 m处的质点 C.x=3 m处的质点 D.x=4 m处的质点,【解析】选B。因波沿x轴正方向传播，由乙图可得在t=1 s时刻，质点在平衡位置，以后质点向y轴负方向运动，由图甲波动图线向x轴正方向传播可判断x=2 m处的质点在平衡位置，正沿y轴负方向运动，故B对，A、C、D错。,【拓展例题】考查内容:波的传播方向与质点振动方向的关系 【典例】如图所示为一列简谐横波在 某一时刻的波形图，已知质点A在此 时刻的振动方向如图中箭头