第二节 机械波的图像课件

垂直于传播方向振动、平行于传播方向振动。
振源的振动方式
低频振源、高频振源。
振源的振动频率
波速与介质的关系
波速与介质的密度、弹性有关。
波速的决定因素
介质本身的性质、振源的性质。
波速与振源的关系
波速与振源的频率、波形有关。
机械波的传播速度
机械波的传播方向
横波与纵波
横波是垂直于传播方向的振动，纵波是平行于传播方向的振动。
波的偏振
部分纵波和横波是偏振波，具有特定的振动方向。
波的传播方向与振动方向的关系
对于横波，波的传播方向与振动方向垂直；对于纵波，波的传播方向与振动方向平行。
01
02
03
03
机械波的图像表示
波形图
描述了各个质点在某一特定时刻的振动状态，波形图上的每一点代表各个质点在该点的振动相位和振幅。
通常以横轴为时间轴，纵轴为振幅轴，以正弦或余弦曲线表示机械波的振动形式。
可以用来分析波的能量分布情况，如能量密度、能量流等。
对于周期性波动，能量图呈现出重复性，可以更好地观察和分析波的能量特征。
能量图
04
机械波的基本应用
物体的振动产生声波，如弦的振动、空气的振动等。
声源
传播方式
接收器
声波波接收器接收到声波信号。
03
声波
偏振的应用
偏振现象在许多领域都有应用，如光学偏振、地震勘探等。
偏振原理
机械波的电场矢量或磁场矢量在传播方向上的振动方向称为偏振方向。
06
机械波在科技领域中的应用
量子力学中的波粒二象性
波粒二象性
机械波在特定条件下表现出粒子性质，即波粒二象性，是量子力学中的一个基本原理。

2.图象信息：
（1）该时刻各质点的位移、振幅、以及该波的波长
（2）已知波速的大小可求周期（或频率）
（3）若知道波速的方向，可知道各质点的振动方向
（4）已知波速的大小和方向，可画前后任一时刻 的波形图
三、波的图象的应用
主要题型之一：
波的传播方向、质点的振动方向以及 波形图 三者,知其二，而求其一。
例题一： 如图所示为一列向右传播的简谐波在某时刻的波形图 试求出波形图上A、B、C、D四个质点的振动方向
F
G
H
例题二： 如图所示为一列简谐波在某时刻的波形图，已知图形 上某点的振动方向如图所示。试求这列波的传播方向
Y
答案：向左传播
O
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
V
X
如果这个质点的振动方向向上，则波的传播方向又如何？
如果已知这个质点做减速运动，则波的传播方向又如何？
返回
主要题型之二： 求波在任意时刻的波形图
一、特殊质点振动法（描点法）
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 正 方 向
Y
位移
X
负 方 向 平衡位置
横波动画展示
3.在XOY坐标平面上画出某时刻各质点偏离平衡位置的位移
Y
位移
O
X
平衡位置
二、波的图象的物理意义
1. 物理意义： 反映某一时刻各个质点偏离平衡位置的位移规律
Y
位移 B
C´
v
D´ E
F
G´
H´ I
O
C
G F´
A
A´
B´
D
E´
平衡位置
H I´ 例一 例二

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知识梳理·双基过关
课堂互动·研透考点
@《创新设计》
【例1】 (多选)[2018·全国卷Ⅲ，34(1)]一列简谐横波沿x轴正
方向传播，在t＝0和t＝0.20 s时的波形分别如图4中实线和虚
线所示。已知该波的周期T>0.20 s。下列说法正确的是( )
A.波速为0.40 m/s
图4
B.波长为0.08 m
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波的传播方向与质点振动方向的互判方法
内容
“上下坡” 沿波的传播方向，“上坡”时质点向
法
下振动，“下坡”时质点向上振动
波形图上某点表示传播方向和振动方 “同侧”法
向的箭头在图线同侧
将波形沿传播方向进行微小的平移， “微平移”
再由对应同一x坐标的两波形曲线上的 法
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波的传播与图象
1.波动图象的信息(如图3所示) (1)直接读取振幅A和波长λ，以及该时刻各质点的位移。 (2)确定某时刻各质点加速度的方向，并能比较其大小。 (3)结合波的传播方向可确定各质点的振动方向或由各 质点的振动方向确定波的传播方向。
图3
答案
365
245 17
17
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2.(多选)在某一均匀介质中由波源O发出的简谐横波在x轴上传播，某时刻的波形如图5， 其波速为5 m/s，则下列说法正确的是( )
图5 A.此时P(－2 m，0)、Q(2 m，0)两点运动方向相同 B.再经过0.5 s质点N刚好在(－5 m，20 cm)位置 C.能与该波发生干涉的横波的频率一定为3 Hz D.波的频率与波源的振动频率无关 E.从图示时刻开始，Q点的振动方程可以表示为y＝－20sin(5πt) cm

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第十九页，共三十九页。
【解析】 根据波动与振动的关系分析波的图像．根据波的 传播的周期性，t＝0.6 s 时的波形是波源振动 112个周期形成的， 此时波源在坐标原点从平衡位置向 y 轴负方向振动，由波的传播 方向与质点的振动方向的关系知选项 C 正确．
【答案】 C
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【答案】 B
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内容 总结 (nèiróng)
第十二章 机 械 波
No Image
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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
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第三十六页，共三十九页。
【解析】 根据波的图像可知：a 处质点经过34周期，在波谷， b 处质点经过34周期，在平衡位置且向下振动，c 处质点经过34周期， 在波峰，d 处质点经过43周期，在平衡位置且向上振动，则图乙描 述的是 b 处质点的振动图像，故选 B 项．
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【解析】 各质点先后达到波峰或波谷处，振幅相同，选项 A 正确．由于各质点均要“尾随”前边质点振动，在波向右传播 时，质点 D 向上振动，质点 F 向下振动，两者虽然速度大小相同， 但方向不同，选项 B 错．同样理由，知 A 向下运动，C 向上运动， 两者速度方向相反，选项 C 错．从此时起，B 和 C 均向上振动， 显然 B 先达波峰，先回到平衡位置，选项 D 正确．
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ

第六页，共三十八页。
【思考辨析】 (1)波的图象描述了某一时刻在波的传播方向上各质点离开平 衡位置的位移情况( √ ) (2)只有横波才能画出波的图象，纵波不能画出波的图象( × ) (3)简谐波中各质点做的是简谐运动且振动频率与波源的振动 频率相同( √ ) (4)波的图象是质点在波的传播方向的运动轨迹( × ) (5)由波的图象可以读出质点振动的振幅、波长( √ ) (6) 可 以 根 据 波 的 传 播 方 向 确 定 各 质 点 某 时 刻 的 运 动 方 向 ( √)
A．质点 b 此时位移为零 B．质点 b 此时向 y 轴负方向运动 C．质点 d 的振幅是 2 cm D．质点 a 经过半个周期通过的路程是 4 cm，偏离平衡位置的 位移是 4 cm
第三十一页，共三十八页。
解析：由图象可知质点 b 此时位于平衡位置，故其位移为零， A 项正确；根据带动法，在质点 b 附近的靠近波源一侧的质点 b′ 在 x 轴上方，所以此刻质点 b 向 y 轴正方向运动，B 项错误；简谐 横波在介质中传播时，介质中各质点振幅都相同，故 C 项正确；经 过T2，质点 a 运动到负向最大位移处，其路程为 2A，即 4 cm，位移 为－2 cm，故 D 项错误．
A．该波沿＋x 方向传播，波速为 1 m/s B．质点 a 经 4 s 振动的路程为 4 m C．此时刻质点 a 的速度沿＋y 方向 D．质点 a 在 t＝2 s 时的速度为 0
第二十一页，共三十八页。
【解析】 由题图乙可知，简谐横波的周期 T＝8 s，且 t＝0 时质点 b 沿＋y 方向运动，根据振动方向和波动方向的关系知，波 沿－x 方向传播，质点 a 沿－y 方向运动，选项 A、C 错误；质点 a 经过 4 s 振动的路程 s＝Tt ·4A＝1 m，选项 B 错误；质点 a 在 t＝2 s 时，处于波谷，速度为 0，选项 D 正确．

【解析】
由波形知，质点b在平衡位置，所以其位移为
零，选项A正确．因波向右传播，右行波，右向上，所以b质 点此时向y轴正方向运动，选项B错误；简谐波传播过程中， 介质中各质点振幅相同所以d质点的振幅是2 确；再过 cm，选项C正
T 的时间a质点将运动到负向最大位移处，它偏离平 2
衡位置的位移为－2 cm，故选项D错误．
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高中物理课件
第二节
波的图象
明确要求
课标解读 把握方向
学业有成
1．理解波的图象的物理意义． 2．知道振动图象和波的图象的区别． 3．掌握波的图象的简单应用.
教材知识梳理 感受自主学习 收获成果
一、波的图象的作法 1．建立坐标系：用横坐标x表示在波的传播方向上各质点 的平衡位置，纵坐标y表示某时刻各质点偏离平衡位置的位 移． 2．选取正方向：选取质点振动的某一个方向为y轴正方 向，x轴一般向右为正． 3．描点：把某一时刻所有质点的位移画在坐标系里． 4．连线：用一条平滑的线把诸点连接起来就是这时的波 的图象．
P1(P2)位置经Δt后运动到P1′(P2′)处，这样就可以判断质点的 运动方向了．(如图所示)
典例分析 举一反三 触类旁通
一、对波的图象的认识
【例1】
(多选题)如图所示，画出了一列向右传播的简 )
谐横波在某时刻的波形，由图象可知( A．质点b的位移为零
B．质点b此时向y轴负方向运动 C．质点d的振幅是2 cm T D．质点a经过 通过的路程是4 cm，偏离平衡位置的位移 2 是4 cm
二、波的图象的特点 1．波的图象也称波形图，简称波形，如果波形是正弦曲 线，这样的波叫做正弦波，也叫简谐波． 2．介质中有正弦波传播时，介质中的质点做简谐运动． 三、波的图象与振动图象的意义 1．波的图象表示介质中的“各个质点”在“某一时刻” 的位移． 2．振动图象表示介质中“某个质点”在“各个时刻”的 位移．