2011年高考物理一轮复习极品课件7-专题2波的形成和传播 波的图象

二、对波长、波速及频率概念的理解 对波长、 1．对波长的理解 ． (1)在波的传播方向上 ， 两个相邻的振动步调总是相同 在波的传播方向上， 在波的传播方向上 的质点间的距离． 的质点间的距离． (2)质点振动一个周期，波传播的距离． 质点振动一个周期，波传播的距离． 质点振动一个周期 (3)在横波中两个相邻的波峰 或两个相邻的波谷 之间的 在横波中两个相邻的波峰(或两个相邻的波谷 在横波中两个相邻的波峰 或两个相邻的波谷)之间的 距离；在纵波中两个相邻的密部(或两个相邻的疏部 或两个相邻的疏部)之间的 距离 ；在纵波中两个相邻的密部 或两个相邻的疏部 之间的 距离． 距离． (4)在简谐横波的波形图线中，一个完整的正(余)弦曲线 在简谐横波的波形图线中，一个完整的正 余 弦曲线 在简谐横波的波形图线中 在横轴所截取的距离． 在横轴所截取的距离．
坐 标 形状
—个质点不同时刻相 —个质点不同时刻相 同一时刻各质点相对 对于平衡位置的位移 各自平衡位置的位移 正弦函数或余弦函数的图象 周期T振幅 周期 振幅A 振幅 波长λ振幅 波峰及 波长 振幅A波峰及 振幅 波谷的位置
由图象可 直观得到 的数据
简谐运动的振动图象 物理意义 表示一个质点在各时 刻的位移
二、机械波的分类 质点的振动方向 分类 和波的传播方向 形状 关系 波峰 凹凸相间； 凹凸相间；有 、 垂直 横波 波谷 疏密相间； 疏密相间；有 密部 、 纵波 在同一条直线上 疏部
举例 绳波等 弹簧波、 弹簧波、 声波等
三、波长、波速、频率 波长、波速、 1．波长 ． 在波的传播方向上， 在波的传播方向上，相对平衡位置的 位移 的质点间的距离， 表示 表示． 的两个 相邻 的质点间的距离，用λ表示． 2．波速 ． 波在 均匀介质 3．频率 ． 由 波源 决定， 决定，它等于波源的 振动频率 ． 中匀速传播， 中匀速传播，波速就是指波在介质 中的传播速度，电磁波可以不依靠介质在真空中传播． 中的传播速度，电磁波可以不依靠介质在真空中传播． 总是相等
3．对频率的理解 ． (1)在波的传播方向上 ， 介质各质点都做受迫振动 ， 其 在波的传播方向上， 介质各质点都做受迫振动， 在波的传播方向上 振动是由振源的振动引起的， 振动是由振源的振动引起的，故各质点的振动频率都等于振 源的振动频率． 源的振动频率． (2)当波从一种介质进入另一种介质时 ， 波的频率不 当波从一种介质进入另一种介质时， 当波从一种介质进入另一种介质时 变．
二、波的多解问题 1．传播方向不确定出现多解 ． 波总是由波源出发，并由近及远地向前传播． 波总是由波源出发，并由近及远地向前传播．波在介 质中传播时， 质中传播时，介质中的各个质点的振动情况可以根据波的传 播方向确定．反之亦然，但是， 播方向确定．反之亦然，但是，如果题中的已知条件不能确 定波的传播方向或者不能确定质点的振动方向， 定波的传播方向或者不能确定质点的振动方向，则需要分情 况进行讨论，此时就会出现多解现象． 况进行讨论，此时就会出现多解现象． 2.两质点间位置关系不确定出现多解 两质点间位置关系不确定出现多解 在波的传播方向上， 在波的传播方向上 ， 如果两个质点间的距离不确定或 相位之间关系不确定，就会形成多解， 相位之间关系不确定，就会形成多解，而不能联想到所有可 能的情况，就会出现漏解．做这类题时， 能的情况，就会出现漏解．做这类题时，应根据题意在两质 点间先画出最短的波形图，然后再分别分析． 点间先画出最短的波形图，然后再分别分析．
三、波的振动方向与传播方向间的关系 波的图象中， 波的图形、 波的传播方向、 波的图象中 ， 波的图形 、 波的传播方向 、 某一介质质 点的瞬时速度方向，这三者中已知任意两者， 点的瞬时速度方向，这三者中已知任意两者，可以判定另一 个．确定质点的振动方向可用以下几种方法： 确定质点(1)波在均匀介质中匀速传播， 波速就是指波在介质中 波在均匀介质中匀速传播， 波在均匀介质中匀速传播 的传播速度．电磁波可以不依靠介质在真空中传播。 的传播速度．电磁波可以不依靠介质在真空中传播。 (2)波速的大小完全由介质决定，与波的频率无关． 波速的大小完全由介质决定，与波的频率无关． 波速的大小完全由介质决定 (3)在同种介质中，纵波和横波的传播速度是不同的． 在同种介质中，纵波和横波的传播速度是不同的． 在同种介质中 (4)波速与振速的区别： 波速与振速的区别： 波速与振速的区别 ① 波速 ： 波源振动几个周期 ， 波形就向外平移几个波 波速： 波源振动几个周期， 长， 这个比值就表示了波形(或能量 向外平移的速度．在同 这个比值就表示了波形 或能量)向外平移的速度． 或能量 向外平移的速度 一种均匀介质中波动的传播是匀速的，与波动频率无关． 一种均匀介质中波动的传播是匀速的，与波动频率无关． 振速： 质点的振动速度． ② 振速 ： 质点的振动速度 ． 波动中各质点都在平衡位 置附近做周期性振动，是变速运动， 置附近做周期性振动，是变速运动，质点并不沿波的传播方 向随波迁移． 向随波迁移．
2.上下坡法：如图所示，沿波的 上下坡法：如图所示，沿波的 上下坡法 传播方向看去，位于“上坡”的点向 传播方向看去，位于“上坡”的点向 下振动，位于“下坡”的点向上振动． 下振动，位于“下坡”的点向上振动． 3.同侧法：利用“质点的振动方向与波的传播方向都位 同侧法：利用“ 同侧法 于波形的同一侧”来分析判断波形问题的方法；在波形图上， 于波形的同一侧”来分析判断波形问题的方法；在波形图上， 如果用竖直箭头表示质点的振动方向， 如果用竖直箭头表示质点的振动方向，用水平箭头表示波的 传播方向，并且要两箭头的箭尾相接，那么当波向右传播时， 传播方向，并且要两箭头的箭尾相接，那么当波向右传播时， 两箭头都在波形右侧，如图甲；当波向左传播时， 两箭头都在波形右侧，如图甲；当波向左传播时，两箭头都 在波形的左侧，如图乙所示． 在波形的左侧，如图乙所示．
图象
研究 对象 研究 内容
一个振动质点 一个质点的位移随时间 变化规律
沿波传播方向所有质点 某时刻所有质点的空间分 布规律
简谐运动的振动图象 函数关系 横轴 纵轴
机械波的波动图象
一个质点做简谐运动 在某一时刻某一直线 它的位置x随时间 随时间t 时，它的位置 随时间 上各个质点的位置形 成的图象(横波 横波) 变化的关系 成的图象 横波 一个质点振动的时间 各质点平衡位置距坐 标原点的位置(距离 距离) 标原点的位置 距离
这三个方法只是一个针对水平传播的横波振动方向与 传播方向判定的方法， 传播方向判定的方法，关键还是要从波的产生原理上弄清三 者的关系． 者的关系． 注意 (1)波的传播是匀速的 波的传播是匀速的 在一个周期内，波形匀速向前推进一个波长． 个周期 在一个周期内，波形匀速向前推进一个波长．n个周期 波形向前推进n个波长 可以是任意整数 波形向前推进 个波长(n可以是任意整数 ．因此在计算中既 个波长 可以是任意整数)． 可以使用v＝ ， 可以使用 ＝λf，也可以使用 运动) 运动 . (2)简谐波上各质点的运动都是简谐运动 是一种变加速 简谐波上各质点的运动都是简谐运动(是一种变加速 简谐波上各质点的运动都是简谐运动
4．波长、波速和频率的关系 ．波长、 (1)公式关系：v＝λf. 公式关系： ＝ 公式关系 (2)适用条件：v＝λf对机械波、电磁波均适用． 适用条件： ＝ 对机械波 电磁波均适用． 对机械波、 适用条件 (3)决定因素： 机械波由一种介质进入另一种介质时 ， 决定因素： 机械波由一种介质进入另一种介质时， 决定因素 由于f不会改变， 要发生变化 所以波长λ也要发生变化 要发生变化， 也要发生变化． 由于 不会改变，v要发生变化，所以波长 也要发生变化． 不会改变 重点辨析 (1)机械波的频率特性：波的频率由波源频率决定． 机械波的频率特性：波的频率由波源频率决定． 机械波的频率特性 (2)机械波的速度特性 ： 同一类机械波在同种均匀介质 机械波的速度特性： 机械波的速度特性 中传播速度相等． 中传播速度相等．
T 1.微平移法：作出经过微小时间 微平移法： 微平移法 作出经过微小时间(t< ) 4 后的波形， 后的波形，就知道了各质点经过 t 到达的 位置；如图所示，质点 P 仅在 y 方向振动， 位置； 如图所示， 方向振动， 所以 P′即为质点 P 运动一小段时间 t 后 ′ 的位置， 轴正方向运动． 的位置，可知该时刻 P 沿 y 轴正方向运动．
四、波的图象 1． 坐标轴 ： 取各质点平衡位置的连线作为 轴 ， 表示 ． 坐标轴： 取各质点平衡位置的连线作为x轴 质点分布顺序；取过波源质点的振动方向作为y轴 质点分布顺序 ； 取过波源质点的振动方向作为 轴 ， 表示质 点． 位移 2．意义：在波的传播方向上，介质中质点在某一时刻 ．意义：在波的传播方向上， 相对各自 平衡位置 的位移． 的位移． ． 或余弦)曲线 3．形状： 正弦 或余弦 曲线 ．形状： 正弦(或余弦
方法规律归纳 方法规律
一、机械波的传播规律 1．前带后，后跟前，运动状态向后传．“带动”是各 ．前带后，后跟前，运动状态向后传． 带动” 质点相继起振的内因．正是由于前一质点通过作用力“带动” 质点相继起振的内因．正是由于前一质点通过作用力“带动” 后一质点振动，因而后一质点将“跟随”前一质点振动，故 后一质点振动，因而后一质点将“ 跟随”前一质点振动， 各质点的起振方向和运动形式完全相同，只是后一质点在时 各质点的起振方向和运动形式完全相同， 间上“滞后”前一质点． 间上“滞后”前一质点． 2. 各质点都做受迫振动 ， 起振方向由波源来决定 ； 且 各质点都做受迫振动，起振方向由波源来决定； 其振动频率(周期 都等于波源的振动频率 周期)， 其振动频率 周期)都等于波源的振动频率 周期 ， 但离波源 周期 都等于波源的振动频率(周期 越远的质点振动越滞后． 越远的质点振动越滞后．
机械波的波动图象 表示某时刻各质点的位 移 随时间推移， 随时间推移，图象沿传 播方向平移 表示一个波长 在某时刻， 在某时刻，距坐标原点 的距离一定(横坐标 横坐标)的 的距离一定 横坐标 的 该质点的位移(纵坐标 纵坐标) 该质点的位移 纵坐标