高中物理第十二章机械波2波的图象课件新人教版

⑴直接描述量：
x/m
①振幅A:图像的峰值.
5
t/s
②周期T:完整的正（余） 0
弦图形
-5
24 6
③任意时刻的位移x:对应于图像上某一点的坐标（t， x）．
⑵间接描述量 ①频率:f=1/T
②位移系列：回复力、加速度、势能 ③速度系列：动能
位移系列和速度系列具有互余关系，此消彼长。
关于简谐运动的图像
1.图线的x、y轴(横、纵坐标)分别表示什么物理量？
• You have to believe in yourself. That's the secret of success. 人必须相信自己，这是成功的秘诀。
•
振动图象的画法------描点法
物理意义：同一质点在不同时刻偏离平衡位置的位移。
x
O T/4 T/2 3T/4 T t
回顾：从简谐运动图象可以求哪些物理量 ?
研究对象
振动图象 单一振动质点
波动图象 沿波传播方向的所有质点
研究内容 一质点的位移随时间的 变化规律
x/m
某时刻所有质点的空间 分布规律 y/m
图线
0
t/s 0
x/m
物理意义 图线变化
表示一个质点在各时刻的 位移
随时间推移图象延伸， 但已有的图象形状不变
表示各质点在某时刻的位移
随时间推移图象沿传播 方向平移
回顾
振动图象的画法------描点法
x
O T/4 T/2 3T/4 T t
振动图象的画法------描点法
x
O T/4 T/2 3T/4 T t
振动图象的画法------描点法
x
O
T/4 T/2 3T/4 T t

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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。

（一）、波的图象表示
1.用横坐标表示在波传播方向上各质点的平衡位置
2：产生机械波的条件是什么？
2.用纵坐标表示某时刻各质点偏离平衡位置的位移 1：什么是机械波？
印度洋海啸造成了巨大灾难，人类必须建立预警机制，防止悲剧重演！
（二）、波的图象物理意义: 表示介质中各质点在某一时刻偏离平衡位置的位移. 波具有空间周期性、时间周期性
刻波的形状不同，但每隔一个周期又恢复 从某种意义上讲，波的图象可以看作是“位移对空间的展开图”，即波的图象具有空间的周期性；
1：什么是机械波？ 不指定波的传播方向,图象中波可能向x轴正向或负向传播.
原来的形状，所以波在时间上也具有周期 波具有空间周期性、时间周期性
3：简谐波的波源振动有什么特点？ 印度洋海啸造成了巨大灾难，人类必须建立预警机制，防止悲剧重演！
印度洋海啸造成了巨大灾难，人类必须建立预警机制，防止悲剧重演！
5：机械波分哪二种？各有什么特点？ 我们就把这些质点连成曲线，就是该时刻的波的图象。
从某种意义上讲，波的图象可以看作是“位移对空间的展开图”，即波的图象具有空间的周期性；
X
负
平衡位置
方
向
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
1：什么是简谐波？ 2：简谐波的波形图有什么特点？为什么会出现 两种不同的波形？
3：简谐波的波源振动有什么特点？ 4：简谐波的各个质点的周期和振幅有什么关系？
Hale Waihona Puke 4. 图象中两相邻同相点间距离的含义
●振动图象 x
●波的图象 y
t
x
0
0
T
λ
性。 波具有空间周期性、时间周期性
横波的图象与形成横波的质点的分布形状相似，故波的图象又叫波形图或波形曲线。 每经历一个(整数)周期,会出现完全相同的波形 同时每经过一个周期波就向前传播一个波长的距离，虽然不同时刻波的形状不同，但每隔一个周期又恢复原来的形状，所以波在时间 上也具有周期性。

图a
第十六页，共28页。
(2)带动法 原理:先振动的质点带动邻近的后振动质点。 方法:在质点 P 靠近波源一方附近的图象上另找一点 P',若 P'在 P 上 方,则 P 向上运动,若 P'在 P 下方,则 P 向下运动。如图 b。
图b
第十七页，共28页。
(3)微平移法 原理:波向前传播,波形也向前平移。 方法:作出经微小时间 Δt 后的波形,就知道了各质点经过 Δt 时间到 达的位置,此刻质点振动方向也就知道了。如图 c。
第二十二页，共28页。
2.如图所示是一列横波某一时刻的波动图象,下列关于各质点位移的说 法中,正确的有(图中 O 为波源)( )
A.B、I 有相同位移 B.A、B 有相同位移
C.A、C、H 有相同位移
D.E、F 有相同位移
答案:ACD
解析:位移既有大小,又有方向。
第二十三页，共28页。
3.取向上为质点振动的正方向,得到如图所示的两个图象,则图线上 A、 B 两点对应的质点运动方向是( )
第十一页，共28页。
相同点及联系
图象形状 可获得 的信息 联系
简谐运动的图象 正弦曲线
续表 简谐波的图象
质点振动的振幅、位移、加速度的方向
质点的振动是组成波动的基本要素
第十二页，共28页。
迁移与应用 2
一列简谐横波沿 x 轴负方向传播,图(a)是 t=1 s 时的波形图,图(b)是
波中某质点振动位移随时间变化的振动图线(两图用同一时间起点)。
表示某时刻各个质点的位移
义
位移
不 同 研究对
一个振动质点
点
象
所有质点
研 究 内 一质点位移随时间的变化 某时刻所有质点的空间分布ຫໍສະໝຸດ 容规律规律

• 3．一列简谐波在t＝0时刻的波形图如图8(a) 所示，图(b)表示该波传播的介质中某质点此 后一段时间内的振动图象，则 •( )
• 图8
• 解析 在题图(b)中，t＝0时刻质点在平衡位 置且向y轴正方向运动，若波沿x轴正方向传 播，只有b点满足此条件，选项B正确。
• 答案 B
• 4．一列沿x轴正方向传播的横波在某一时刻 的波形如图9所示，已知波的传播速率是16 m/s。
• 第2课时 波的图象
• [研究学考·把握考情]
知识 内容
波的图象
考试要求 加试b
1.理解波的图象中横轴与纵轴的物理意义
2．知道简谐波的图象是正弦曲线，知道波的图象的物理 意义
教学 3．知道波的图象与振动图象的联系和区别 要求 4．能根据波的图象和波的传播方向，判断质点的振动方
向
5．能根据波的图象中某一质点的振动方向，判断波的传 播方向
……的点，这些点的集合就是这一时刻波的
• [要 点 精 讲] • 要点1 由波的图象可获取的信息 • 1．直接读出该时刻各质点的位移，间接判
断回复力、加速度情况。 • 2．介质中各质点的振幅。 • 3．已知波的传播方向，可知质点的振动方
向。常用方法有：
• (2)上、下坡法：如图1所示，沿波的传播方 向，“上坡”的质点向下振动，如D、E、F ；“下坡”的质点向上振动，如A、B、C， 简称“上坡下，下坡上”。
【例 2】 某一简谐横波在 t＝0 时刻的波形图如图 4 所示。若波向 右传播，画出T4后和T4前两个时刻的波的图象。
图4
解析 方法一 特殊点法 根据 t＝0 时刻波的图象及传播方向，可知此时刻 A、B、C、D、 E、F 各质点在该时刻的振动方向，由各个质点的振动方向可确定 出经T4后各个质点所在的位置，将这些点所在位置按正弦规律连接 起来，便可得经T4后的波的图象。如图中 的虚线(a)所示。 同理，根据各个质点的振动方向可确定出 T4前各个质点所在位置，于是便可得到T4前 的波的图象。如图中虚线(b)所示。

方法三(带动法):在质点P靠近波源一方附近的图象上另找一点P',若P'在
P上方,则P向上运动;若P'在P下方,则P向下运动(如图丙所示)。
第九页，共24页。
一
二
三
方法四(微平移法):如图丁所示,实线为 t 时刻的波形,作出微小
时间 Δ Δ <

4
后的波形如虚线所示。由图可见时刻的质点
由1 或2 位置经 Δ后运动到1′ 或2′ 处, 这样就可以判断质
类型
(lèixíng)二类型(lèixFra bibliotekng)三
解析：振动图象和波的图象都是用数学方法来描述物理现象的,简
谐运动图象和简谐波都是正弦(或余弦)曲线,故C项正确;但它们各自表
达的物理意义又不同,振动图象表示的是一个振动质点离开平衡位置
的位移与时间的函数关系,而从波的图象(不论横波还是纵波)上能找
出的是这一时刻各个质点所在的空间位置,即空间的分布,故A项正
B.振动图象的形状不随时间变化,而波的图象的形状随时间而变化
C.简谐运动图象和简谐波的图象其形状都是正弦(或余弦)曲线
D.振动图象的图线实质是振动质点所经过的路径形状,波的图象其
图线实质是某一时刻各个质点的连线形状
点拨：熟悉波的图象与振动图象的联系与区别是分析问题的关
键。
第十八页，共24页。
类型
(lèixíng)一
断质点N向上运动(yùndòng),反过来,根据质点N向上运动(yùndòng),也可以判
断波向右传播。
特别警示利用波的传播方向确定质点运动(yùndòng)方向的方法是要抓住
波动的成因,即先振动的质点(即相邻两点中离波源比较近的质点)总是要带动

【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．
此ppt下载后可自行编辑
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．

波动图象和振动图象的综合应用
两种图象的比较
简谐运动的图象
简谐波的图象
表示一质点在各个 表示某时刻各个质
物理意义
不
时刻的位移
点的位移
同 研究对象
一个振动质点
所有质点
点
一个质点位移随时 某时刻所有质点的
研究内容
间的变化规律
空间分布规律
简谐运动的图象
简谐波的图象
图象
不 图象变化 同 一个完整图象 点 所占横坐标的
A．质点 A 向上运动，波向左传播 B．质点 A 向上运动，波向右传播 C．质点 A 向下运动，波向左传播 D．质点 A 向下运动，波向右传播
[解题探究] (1)根据 y－t 图象 t＝1.6 s 时，A 点的振动方向向 ________； (2)根据 A 点的振动方向判定波的传播方向为______． [解析] 由振动图象可知 t＝1.6 s 时，质点 A 向上振动，根据 “上坡下振，下坡上振”，可确定 A 点处于波的图象的下坡， 则波应沿 x 轴正方向传播，故 B 项正确． [答案] B
3.同侧法：在波的图象上的某一点，沿 y 轴方向画出一个箭 头表示质点运动方向，并设想在同一点沿 x 轴方向画一个箭 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 图所示)．
4．微平移法：如图所示，实线为 t 时刻的波形图，作出微小 时间 ΔtΔt<T4后的波形如虚线所示．由图可见 t 时刻的质点由 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．
2．(多选)如图所示是一列简谐波某一时刻的波形图，下列说 法正确的是( )
A．波一定沿 x 轴正方向传播 B．a、b 两个质点的振动速度方向相反 C．若 a 点此时的速度方向沿 y 轴正方向，那么波的传播方向 是沿 x 轴的正方向 D．若波沿 x 轴的负方向传播，则 b 质点的振动速度方向是 沿 y 轴的负方向

平衡位置附近做重复波源的振动。但由于它 方法4：同侧法（原理）
波右传，求前左移，求后右移； 于各质点沿y方向振动，并且在虚线上，所以很容易判
们振动步调不一致，所以在某一时刻介质中 用纵坐标表示某时刻各质点偏离平衡位置的位移
些质点连成曲线，就是该时刻的波的
各质点对平衡位置的位移各不相同。 一列横波沿绳子向右传播，某时刻绳子形成如图所示的形状，对此时绳上A、B、C、D、E、F六个质点（ ）
反过来如果知道质点的振动情况，也可以求传播方向 和波形图象
课 堂 1.一列横波沿绳子向右传播，某时刻绳子形 练 成如图所示的形状，对此时绳上A、B、C、
习 D、E、F六个质点（ AD ）
A．它们的振幅相同
B．质点D和F的速度方向相同
C．质点A和C的速度方向相同
D．从此时算起，质点B比C先回到平衡位置
线）. （3）简谐波是一种最基本、最简单的波.
二、波的图象的物理意义
1．波的图象表示某一时刻各个质点相 对于平衡位置的位移.
2.波的图象（随时间）的变化情况.
3.介质中质点的振动方向与波的传播方 向的关系.
三、从波的图象上可获得的物理信息：
1、该时刻沿波的传播方向上 实线为一沿X轴正方向传播的横波，采用微小平移法，
A
0
B
D C
x/cm
反过来如果知道质点的振动情况，也可以求传播方向 和波形图象
方法4：同侧法（原理）
y /cm
v
A
D
0
C
A：向下 B：向上 C：向下 D：向下
x /cm
B
在波的图形上的某一点，做一与传播方向平行的箭头， 并且在该箭头的同一侧，过该点，做一与X轴垂直的箭头， 则该箭头的方向就是该质点振动方向