物理：12.2《波的图象》课件(新人教版选修3-4)

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(2)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，波的图象重复一次．
(3)波的传播方向的双向性：不指定波的传播方向时，图 象中波可能沿x轴正向或x轴负向传播．
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巩固练习2 在t＝0时刻，质点A开始做简谐运动其振动图 象如图所示，质点A振动的周期是________s；t＝8 s时，质点 A的运动方向沿y轴________方向(填“正”或“负”)．
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解析 由题图可知，质点A振动的周期为4 s，t＝0时振源 的起振方向沿y轴正方向位于平衡位置，经过两个周期，即t＝ 8 s时质点A在平衡位置沿y轴正方向振动．
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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．
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)
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典例分析
举一反三 触类旁通
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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
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二、波的传播方向和质点运动方向的判断方法 已知质点的运动方向来判断波的传播方向或已知波的传播 方向来判断质点的运动方向时，判断依据的基本规律是横波的 形成与传播的特点，常用方法有： 1．上下坡法：沿波的传播方向看，“上坡”的点向下运 动，“下坡”的点向上运动，简称“上坡下、下坡上”(如图 所示)与质点振动方向之所以能相互判定， 其理论依据是波传播是一种运动形式(振动)，给出波的传播方 向，我们就能判定下一时刻任一质点的位置，从而判定质点的 运动方向．反之如要已知某时刻介质中某质点的运动方向，就 能判定这列波应该怎样传播，此题如果波向右传播，由右行波 右向上，左向下可知图中a、b质点向上运动c、d质点向下运 动，故D选项正确，C选项错误；如果已知a质点向下运动，它 在波峰的右侧，左行波，左向上，右向下，故波应向左传播， 故选项A错误，选项B正确．

(1)箭头对箭头法 (2)上下坡法
下
上
坡
坡
提问：如图所示为一列沿X轴传播的简谐波在 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
Y
V
O
A
波的传播方向向右
V
V C B
DX
波的传播方向向左 V
小结三：波的传播方向具有双向性
新课学习：波的图象
提问：已知某时刻A质点位于波峰位置，B质点 位于波谷位置，两质点间的距离为L， (1)若L等于半个波长，则画出AB间的波形图； (2)若L等于3/2个波长，则画出AB间的波形图； (3)若不知道L和波长的具体值，请写出L和波长 可能的关系式
G F′
H′ I
A′
D
E′
H I′
新课学习：波的图象
提问：下图是视频t1和t2时刻的波动图象的截图， 请你依据图象描述时间间隔和周期的关系
t1
小结一：时间的周期性
t2
新课学习：波的图象
提问：下图是视频某时刻的波动图象的截图， 请你在图象中描出任一质点振动方向。
新课学习：波的图象
小结二：
波的传播方向和质点振动方向的关系满足
请在第8s 时的波动图象中标出任一质点位移、振动方向 和波的传播方向
提问：你是怎样得到振动方向和波的传播方向的？
新课学习：波的图象（描点作图法）
如图是第8s 时的波动图象，请画出再过T/4、3T/4、 T时间后的波形图
规律：波动图象每经过一个周期的时间，周期性 重复出现
B
C′
v
F
G´
C A
B′
D′ E
小结四：空间距离的不确定性
归纳：波的多解性 1.传播方向的双向性导致的多解 2.空间距离的周期性导致的多解 3.时间的周期性导致的多解

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【解析】选B。因波沿x轴正方向传播,由乙图可得在 t=1s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=2m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。
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【解析】选C、D。由“上下坡法”确定,D点的速度方 向向上,E点速度方向向下,A点速度方向向下,C点速度 方向向上,故A、B错误;而质点B、C都向上振,都要先到 最大位移处再回到平衡位置,但C落后于B,则B比C先回 到平衡位置,故C项正确;质点的加速度方向与位移方向 相反,与传播方向无关,故D正确。
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4.(多选)一简谐横波在x轴上传播,在 某一时刻的波形图如图所示,已知此时 质点F的运动方向向下,则 ( ) A.此波沿x轴负方向传播 B.质点D此时向下运动 C.质点B将比质点C先回到平衡位置 D.质点E的振幅为零
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【解析】选A、B。F点向下振动,应处于上坡,故波向左 传播,得B位于下坡,D处于上坡,则B先向上运动,D先向 下运动,E点此时刻位移为零,但振幅不能为零,综合可 知A、B正确。
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【典题过关】 【典例】(2018·杭州高二检测)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16m/s。 (1)指出这列波中质点振动的振幅是多少。 (2)画出再经过0.125s时的波形图象。
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【正确解答】(1)由图象可以看出,质点振动的最大位 移大小是10cm,因此振幅是10cm。(2)再经0.125s波形 沿x轴正方向移动的距离为Δ x=vΔ t=16×0.125m=2 m, 所以再经过0.125 s后的波形图象如图中的虚线所示。

第二节 波的图像
复习提问：
1、什么是机械波？
2、产生机械波的条件是什么？ 3、机械波分哪二种？各有什么特点？
问题：机械波中各个质点在某一时刻 相对平衡位置的位移相同吗？如何进 行描述？
一、波的图象
1、建立坐标系：横坐标X——表示在波的传播 方向上各质点的平衡位置与振源的距离。纵坐 标Y——表示某一时刻各质点偏离平衡位置的 位移。
3 ，质点振动时间为1 4 3 y/cm 4
0
1
2
x/m
0
1
2
x/m
7 s后:向右平移λ+3/4λ
7 s前:向后退λ+3/4λ
【应用四】振动图像与波动图像结合
x /m
0.14 0.10 0.14 0.10y /m01 234
5
6
7 8
t /s
0
1 2 3 4 5 6 7 8
x /m
问题：振动图像与波的图像有什么区别？
V y /m
A 0.10
a
B A
1 2 3 4 5 6 7 8
v x /m
0
应用：利用波的图象通常可以解决如下问题： ①读出波长； ②各质点振动的振幅A； ③可以读出该时刻各质点偏离平衡位置的位移； ④各质点振动的速度方向； ⑤各质点振动的加速度方向； ⑥各质点振动的回复力方向； ⑦从图象中可以间接地比较各质点在该时刻的振 动速度、动能、势能、回复力、加速度等量的大 小；
例5、如图为一简谐横波的波形图，已 知B质点先于A质点0.08s到达波峰，由 此可知波的传播方向是 ，波的 传播速度为 .
【应用三】由波的传播方向画出t秒后（前） 的波形图； 1）平移法：沿波的传播方向将整个波形图 平移x=vt的距离； 2）带动法：根据某质点的振动方向，知道 t秒后该质点的位置，就可以画出波形图。