2021年高中物理 1.波的图像教案 新人教版选修34

第二节波的图象示范教案目标：①理解波的图象的物理意义及简谐波的概念②能根据波的图象，确定各质点的振动方向③知道波的图象与振动图象的区别重点：波的图象的物理意义及应用知识导航：一、波的图象⒈波动特点：波在传播过程中，同一时刻各质点的空间位置分布不同，如图所示，虚线表示各质点的平衡位置，图中也反映了该时刻各个质点偏离平衡位置的位移。

⒉波的图象（波形图或波形曲线）：①物理意义：描述同一时刻各质点偏离平衡位置的位移，即同一时刻各质点的空间位置分布情况。

②描述方法：平面直角坐标系横坐标（X ）：表示在波的传播方向上各个质点的平衡位置纵坐标（Y ）：表示某一时刻各个质点偏离平衡位置的位移，规定在横波中位移的方向向上为正，向下为负③图象形式：正弦曲线（余弦曲线）⒊简谐波：波源作简谐运动形成的波叫简谐波，波形图是正弦（或余弦）曲线二、波的图象的应用：⒈已知波的传播方向，确定质点的振动方向例⒈某时刻一列简谐波的图象如图所示，若波向右传播，试确定该时刻各质点的振动方向，若波向左传播 ，该时刻各质点的振动方向如何？⒉已知质点的振动方向，确定波的传播方向yxy b向右传播 y b 向左传播 x例⒉某时刻一列简谐波的图象如图所示，该时刻质点A 的振动方向向下，试确定该波是向右传播还是向左传播，若该时刻质点A 的振动方向向上，该波的传播方向如何？⒊已知某时刻 t 的波形图，求作t+Δt 时刻的波形图例⒊某时刻两列简谐波的图象如图所示，分别向右、向左传播，试作出该时刻后T/4、T/2、、T 后的波形图。

(答案略)三、波的图象与振动图象的区别：例题4、一列简谐横波，在t=0时波形如图7—8所示，P 、Q 两点的坐标分别为-1m 、-7m ，波的传播方向由右向左，已知t=0.7s 时，P 点第二次出现波峰，则：①此波的周期是多少？②此波的波长是多少？③当t=1.2s 时P 点的位移？④从t=0到t=1.2s 质点P 的路程是多少？ 思路分析：由t=0时刻的波形图由右向左传播可知：以后每个质点开始振动时应向上振动，而波传播到P 点需半个周期，当t=0.7s 时，P 点第二次出现波峰，可见P 点在0.7s 内完成了 次全振动，则可求得波的周期。

波的图象疱丁巧解牛知识·巧学一、波的图象1.波的图象波传播时，各质点都在平衡位置周围振动，如图12-2-1所示为向右传播的横波中各质点在某时刻的位置.各质点的位移矢量用从平衡位置指向该时刻所在位置的有向线段表示.波的图象有时也称波形图，简称波形.图12-2-1误区警示虽然横波的图象形状与波在传播进程中介质中各质点某时刻的散布相似，波形中的波峰即为图象中的位移正向最大值，波谷即为图象中位移负向的最大值，波形中通过平衡位置的质点在图象中也恰益处于平衡位置.可是波的图象表示的是某一时刻各个质点偏离平衡位置的位移情况，二者之间有明显的区别，要注意.2.横波的波形图象的成立用横坐标x表示在波的传播方向上介质中各质点的平衡位置，纵坐标y表示某一时刻各个质点偏离平衡位置的位移，并规定横波中位移方向向上时为正值，位移向下时为负值.在xy平面上，画出各个质点的平衡位置x与各质点偏离平衡位置的位移y的各点（x，y），用光滑的曲线把各点连接起来就取得了横波的波形图象（如图12-2-2）.图12-2-23.纵波的图象的成立波的图象是一种数学的表示方式，只是在横波的情况下能直观地表示出波形.在纵波中，若是规定质点的位移方向向右时取正值，位移方向向左时取负值，可以一样地画出如图12-2-3所示的纵波的图象，可以看出纵波的图象与纵波的“形状”并无相同的地方.实际上，在横波中若是规定位移方向向下时取正值（一般不这样规定，但这样规定何尝不可），则作出的波的图象与横波的形状恰好相反.图12-2-3纵波的图象，图甲表示各个质点所在的平衡位置，图乙表示各个质点发生的位移，图丙表示纵波的图象，其中横坐标表示各个质点的平衡位置，纵坐标表示各个质点的位移，如x2表示质点2向右的位移，x5表示质点5向左的位移.图12-2-34.正弦波若是波的图象是正弦曲线，这样的波叫做正弦波，也叫简谐波.5.图象的特点（1）横波的图象形状与波在传播进程中介质中各质点某时刻的散布相似，波形中的波峰即为图象中的位移正向最大值，波谷即为图象中位移负向的最大值，波形中通过平衡位置的质点在图象中也恰益处于平衡位置.（2）波形图线是正弦或余弦曲线的波称为简谐波.简谐波是最简单的波.对于简谐波而言，各个质点振动的最大位移都相同.（3）波的图象的重复性：相隔时间为周期整数倍的两个时刻的波形相同.（4）波的传播方向的双向性：不指定波的传播方向时，图象中波可能向x轴正向或x轴负向传播.二、由波的图象可获取的信息若是已知一列波某时刻波形如图12-2-4所示，那么咱们从波的图象中可以获取的信息有以下几点：图12-2-41.可以直接看出在该时刻沿传播方向上各质点的位移.图线上各点的纵坐标表示的是各点在该时刻的位移.如图线上的M点的位移是2 cm. 2.可以直接看出在波的传播进程中介质各质点的振幅A，即波动图线上纵坐标最大值的绝对值，如图12-2-4中波的振幅为A=4 cm.3.可以由波的传播方向判断出质点的运动方向，也可以由质点的运动方向判断出波的传播方向.如图12-2-4中，由波向右传播，可知点M向上运动，反之，若是M向上运动，可知波向右传播.方式归纳按照波的传播方向肯定质点的振动方向（或由质点振动方向肯定波传播方向）(1)带动法：在质点P靠近波源一方周围图象上找另一点P′，P′若在下方，则P向下运动；若P′在上方，则P向上运动.(2)微平移法：按照波的传播方向，作出经微小时间Δt（Δt＜T/4）后的波形，由此可知Δt后质点的位置，按照其位置可判断出质点的振动方向.(3)口诀法：上坡“下”，下坡“上”，即沿着波的传播方向看，向上凸起时的振动方向向下，反之向上.(4)可以画出另一时刻的波形图，波由介质中的某一点传播到另一点需要必然的时间，即机械波在介质中是以必然的速度v （通常称波速）传播.在单位时间Δt 内某一波峰或波谷（密部或疏部）沿波的传播方向移动的距离等于波速.若是已知一列简谐波在t 时刻的波形图象及波的传播方向，又知波速，就可以够画出经Δt 后的波形图象.学法一得 在已知的某一时刻的波形图象，若要画出t+Δt 时刻的波形图象，则须将波的图线沿波的传播方向移动一段距离Δx=vΔt，即取得t+Δt 时刻的波形图象.若要画出t-Δt 时刻的波形图象，则须将波形图线逆着波的传播方向移动一段距离Δx=vΔt，即取得t-Δt 时刻的波形图象，这种方式称为平移法.辨析比较 波的图象和振动图象的比较.振动图象 波的图象 研究对象一个振动质点 沿波传播方向上若干质点 坐标 横轴表示时间，纵轴表示质点的位移横轴表示波线上各质点平衡位置，纵轴表示各质点对各自平衡位置的位移 研究内容一个质点的位移随时间变化规律 某时刻所有质点的空间分布规律 图象物理意义图象表示一个质点在各个时刻的位移 图象表示某时刻，波线上各质点的位置 图象变化 随时间延伸，图象形状不变，只是图象沿t 轴延续 随时间推移，图象整体沿波的传播方向平移一个完整正弦（余弦）图象 表示一个周期T表示一个波长λ 典题·热题知识点一 波的图象例1如图12-2-5所示是一列横波在某一时刻的波形图，波沿x 轴正向传播.图12-2-5（1）该时刻A 质点运动的方向是向_____________，C 点的运动方向是向_____________，D 点的运动方向是向_____________.（2）再通过2T ，质点A 通过的路程是___________cm ，质点C 的位移是___________cm. 解析：（1）由于波沿x 轴正方向传播，所以A 点在“下坡区”，向上运动；C 点、D 点均在“上坡区”，C 、D 两点都向下运动.（2）再通过2T ，A 又回到平衡位置，所以A 通过的路程为4 cm ；C 点也回到平衡位置，其位移为0.答案：（1）上 下 下（2）4 0方式归纳 对于做简谐运动的质点其位移都是相对平衡位置而言.与起点在何处无关，这一点与运动学中的位移有所不同.例2一列横波在某时刻的波形图象如图12-2-6所示，此时质点F 的运动方向向下，则下列说法正确的是( )图12-2-6A.波水平向右传播B.质点H 与质点F 的运动方向相同C.质点C 比质点B 先回到平衡位置D.此时刻质点C 的加速度为零解析：由于质点F 要跟从和它临近的而且离波源稍近的质点运动，又知道质点F 的运动方向是向下的，则与它相邻的离波源稍近的质点的位置应在它的下方，对照图象可以判断出波源在质点F 的右方，故波是向左传播的，所以A 选项错误；与质点H 临近的而且离波源在质点I 的位置在质点H 的上方，则质点H 的运动方向是向上的，故B 选项错误；同理，可判断质点C 要向下直接回到平衡位置，而质点B 则先向上运动到最大位移后再返回平衡位置，这样质点C 要比质点B 先回到平衡位置，故C 选项正确；质点C 此时处于最大位移处，其加速度最大，D 选项错误.答案：C方式归纳 明确质点间的带动作用及F 点的振动方向，判断出波的传播方向，是解题的关键. 知识点二 波的图象的应用例3一列横波在某时刻的波形图如图12-2-7所示.若此时刻质点a 的振动方向向下，则波向什么方向传播？图12-2-7解析：取和a 点相邻的两个点b 、c ，若a 点此时刻向下振动，则b 点应是带动a 点振动的，c 点应是在a 点带动下振动的，所以b 点先振动，其次是a 、c 两点.因此，波是向左传播的. 答案：波向左传播.方式归纳 此题是考查波的传播方向与质点振动方向的关系.具体可以采用带动法或对波动图象形状转变的想象法得出答案.巧解提示 此类题目也可用平移法，画出下一时刻的波形，进行比较.知识点三 波的图象和振动图象例4一列简谐波在t=0时刻的波形图如图12-2-8（a ）所示，图（b ）表示该波传播的介质中某质点尔后一段时间内的振动图象，则( )图12-2-8A.若波沿x 轴正方向传播，（b ）图应为a 点的振动图象B.若波沿x 轴正方向传播，（b ）图应为b 点的振动图象C.若波沿x 轴正方向传播，（b ）图应为c 点的振动图象D.若波沿x 轴正方向传播，（b ）图应为d 点的振动图象解析：在图(b)的振动图象中，t=0时刻质点在平衡位置并向y 轴的正方向运动，而图(a)的波形图却表明在t=0时刻，质点b 、d 在平衡位置，而a 、c 不在平衡位置，故A 、C 选项不可能正确.若波沿x 轴正方向传播，质点b 应向上运动（逆着波的传播方向在它周围找一相邻点，此点正好在它的上方，质点b 就应跟从它向上运动），B 选项正确.若波沿x 轴正方向传播，同理可以肯定质点d 应向下运动.D 选项错.答案：B巧解提示 对振动图象中某时刻振动质点运动方向的判断也可用“上坡上，下坡下”方式判断，“上坡”与“下坡”是指沿时间看去，“上坡”区均向上振，“下坡”区均向下振. 例5图12-2-9（a ）表示一列简谐波在介质中传播时，某一质点a 的振动图象，请你在（b ）图中作出这列简谐波在t=0时刻的波形图（质点a 画在座标原点上）.图12-2-9解析：t=0时刻质点a 正处于平衡位置且沿+y 方向运动，经4T 达正向最大位移处，设x 轴正向为波动方向，由波动与振动方向关系的判断方式，得出t=0时刻的波形如图12-2-10.图12-2-10答案：如图12-2-10所示.方式归纳 解此题关键要抓住t=0时，质点a 的振动方向，这就要求同窗们熟练掌握振动图象，知道质点a 的振动方向后，又假设波传播方向为x 轴正向，按照带动法即可取得t=0时的波的图象.知识点四 由已知波形图象画出某一时刻的波形图象例6一列沿x 轴正方向传播的横波在某一时刻的波形图象如图12-2-11所示，已知波的传播速度是16 m/s.图12-2-11（1）指出这列波中质点振动的振幅是多少；（2）画出再通过 s时的波形图象.解析：由图象的含义可以直接读出各质点的振幅，利用平移法可画出再通过 s时的波形图象.答案：（1）由图象可以看出，质点振动的最大位移是10 cm，因此振幅是10 cm.（2）经 s波形沿x轴正方向移动的距离为Δx=vΔt=16×0.125 m=2 m，所以通过 s后的波形图象如图12-2-12中的虚线所示.图12-2-12方式归纳当波形曲线沿x轴正方向移动2 m后，要注意将0到2 m之间的曲线补齐，画好. 巧妙变式若要画出此时刻前 s时的波形图象，只需沿x轴负方向移动2 m即可.知识点五波形图的周期性和波传播方向的双向性例7如图12-2-13是一列简谐波某一时刻波的图象，下列说法正确的是( )图12-2-13A.波必然沿x轴正方向传播、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轴的负向传播，则b质点的振动速度方向沿y轴的负方向解析：x轴是表示在波传播方向上的一系列质点的平衡位置，但x轴指向不表示波的传播方向，故A选项错.按照“坡形”法：无论波向左仍是向右传播，a、b都处于不同“坡区”，即当a处于下坡路时，b为上坡路，所以二者振动速度方向相反，故B选项正确.同理可判断C选项正确，D选项错误.答案：BC误区警示波的图象问题中，由于波传播的周期性，波形图的周期性和波传播方向的双向性，常有很多问题会出现多解，部份同窗在解答时常会出现漏解现象.问题·探讨问题如何画波的图象？探讨思路：波由介质中的某一点传播到另一点需要必然的时间，即机械波在介质中是以必然的速度v（通常称波速）传播.在单位时间Δt内某一波峰或波谷（密部或疏部）沿波的传播方向移动的距离等于波速.若是已知一列简谐波在t时刻的波形图象及波的传播方向，又知波速，就可以够画出经Δt后的波形图象.具体方式是：（1）在已知的某一时刻的波形图象上将波的图象沿波的传播方向移动一段距离Δx=vΔt，即取得t+Δt时刻的波形图象.（2）若要画出t-Δt时刻的波形图象，则要将波形图象逆着波的传播方向移动一段距离Δx=vΔt，即取得t-Δt时刻的波形图象.这种方式称为平移法.探讨结论:沿波的传播方向移动一段距离Δx=vΔt.。

波的图象一、教学目标：通过本节课的复习，进一步熟悉波的图象的物理意义，掌握利用图象解决实际问题的方法，提高解决问题的能力。

二、重点难点：理解波的图象的意义，波动图象的应用。

三、教学方法：复习提问，讲练结合，学案导学，课件演示四、教具计算机、投影仪、大屏幕、演示波动图象的课件五、教学过程（一）知识回顾1、简谐波的图象都是正弦或余弦曲线，表示某个时刻介质中各个质点相对平衡位置的位移。

2、从简谐波的图象可以知道的物理量。

（1）从图象可以知道振幅。

（曲线的最大值）（2）从图象可以知道波长（曲线相邻两最大值之间的距离）。

（3）从图象可以知道该时刻各个质点对平衡位置的位移。

（4）借助图象还可以说明各个质点的速度、加速度在该时刻的变化情况和速度、加速度的方向。

3、根据某一时刻的波的图象和波的传播方向，能画出下一时刻和前一时刻的波的图象，并能指出图象中各个质点在该时刻的振动方向。

常用的方法有两种：（1）描点作图法；（2）图象平移作图法。

（二）例题精讲【例】某一简谐波在t=0时刻的波形图如图10-2中的实线所示。

若波向右传播，画出T/4后和T/4前两个时刻的波的图象。

在上节课的学习中我们知道，确定波的图象变化的情况有两种方法：一是描点作图法，二是图象平移作图法。

我们已经用描点作图法画出了上题中简谐波在T/4后和T/4前两个时刻的波的图象。

下面我们用第二种方法来作图。

如图10-3是T/4前时刻的波的图象，由图10-3我们可以知道，在质点振动的一个周期内，波向前传播一个波长的距离，即传播的距离x=12m，因此在T/4内，波向前传播了Δx=3m。

根据波的传播过程和传播实质，若波向右传播，把波的原有波形向左移动3m的距离，就得到了T/4前时刻的波的图象，如图10-3中虚线所示。

若波向左传播，同样道理可以画出从t=0时刻开始的T/4后和T/4前两个时刻的波的图象。

下面请同学们用图象平移作图法在练习本上画出波向左传播，从t=0时刻开始的T/4后和T/4前两个时刻的波的图象。

《波的图像》教学设计【教材分析】《波的图像》一节是人教版高中物理选修3-4，第十二章第二节的容。

本节作为机械波的第二个部分，是这一章的教学重点之一，也是教学的难点。

在学习了波的形成与产生的基础上，从实际的波抽象为波的图像，让学生认识波的图像是波的一种数学表示，从而理解简谐波及其图像这一关于波的理想模型，并且区别于质点的振动图像，为以后对波的定量分析打下基础。

【学生分析】已经学习了波的形成与产生，学生对于波的现象有了一定的认识。

这一阶段学生处于高二下学期，对物理已经有了一定的学习能力，在理解和掌握本节容的难点方面已经有一定的心理与能力基础，在教学过程中关键主义激发学生的探究欲望，可以在教学过程中运用形象的比喻和多媒体课件，加深学生的理解，激发学生的兴趣。

【教学目标】一．知识与技能1．明确波的图象的物理意义；2．从波的图象中会求：①波长和波幅；②已知波的传播方向求各个质点的振动方向，或已知某质点的振动方向确定波的传播方向；③会画出经过一段时间后的波形图；④质点通过的路程和位移。

3．明确振动图象与波动图象的区别；4．掌握波的时间周期性和空间周期性的特点。

二．过程与方法1.通过多媒体技术观察波的图像的一些现象，培养学生初步观察的能力；2.能将所学知识运用到生活中，了解物理与生活的密切联系。

三．情感态度价值观1.激发学生的学习兴趣和求知欲；2.提高学生的抽象思维能力；3.培养学生将所学物理知识运用到生活实践中的能力。

【教学重难点】教学重点：1.理解波的图象的意义；2.能用波的图象解决一些实际问题。

教学难点：根据波的图象如何解决实验问题。

【教学过程】系的，c点应是在a点带动下振动的。

所以b点先振动，其次是a、c两点。

因此，波是向左传播的。

【例题2】如图10-1所示，若波向右传播，此时刻d点向什么方向运动？分析：取和d点相邻的一个点e，由于波向右传播，所以d点应该比e点先振动起来，e点是在d点带动下振动起来的，所以d点此时刻应该向下振动。

12.2 波的图象【【教教学学目目标标】】1．掌握波的图象的物理意义。

2．了解波的图象的画法。

3．会用波的图象解决简单的问题。

【【重重点点难难点点】】1．波的图象的物理意义；波的图象与振动图象的区别。

2．会用波的图象解决简单的问题。

【教学方法】讲练结合【教学用具】课 件【【教教学学过过程程】】一、波的图象１、表示方法：用横坐标 x 表示在波的传播方向上各个质点的平衡位置，纵坐标 y 表示某一时刻各个质点偏离平衡位置的位移，并规定：在横波中位移的方向向上时为正值，位移的方向向下时为负值。

2、波的图象：振动质点在某一时刻所在的位置连成的一条曲线，叫波的图象，也称作波形图，简称波形。

（或理解为连接某一时刻各个质点位移矢量末端得到的一条曲线。

）（1）简谐波的图象是一条正弦（或余弦）曲线。

简谐波是一种最基本、最简单的波，其他的波可以看作是由若干简谐波合成的。

（2）波峰、波谷和振幅：3、波的图象的物理意义：描述某一时刻介质中各个质点对平衡位置的位移。

<照片>▲ 振动图象的物理意义：描述某一个质点在各个不同时刻对平衡位置的位移。

<录像>4、波的运动情况可以用公式和图象两种方法研究。

( x ＝Asin ωt)二、波的图象变化：1、确定波的图象变化的两种方法：（1）描点作图法：【例1】某一简谐波在t=0时刻的波形图如图10-2中的实线所示。

若波向右传播，画出T/4后和T/4前两个时刻的波的图象。

（2）图象平移作图法：Δx ＝υΔt【例2】某一简谐横波在某一时刻的波形图如下的实线所示．若波以0.5m/s 的速度向右传播，画出3s 后和3 s 前两个时刻的波的图象。

【分析】图象平移作图法由图我们可以知道，波的传播是波形的平移，由波速的定义，为 △t 传播的距离△x ＝1.5m ，因此在3s 后，波向前传播了1.5m 。

根据波的传播过程和传播的实质，若波向右传播，把波的原有图形向右移动1.5m 的距离，就得到了3s 后时刻的波形图。

课时12.2波的图象1.能够通过描点的方法画出波的图象,理解波的图象的物理意义。

2.会依据波的图象和波的传播方向推断各质点振动的方向。

3.会依据质点振动的方向推断波的传播方向。

4.能区分振动图象和波的图象。

重点难点:对波的图象的理解与应用,把握波的图象与振动图象的区分。

教学建议:波的图象是本章的教学重点和难点。

教学中应依据实际状况,接受多种教学手段,如通过波动箱或者利用多媒体动画课件模拟、演示各个时刻的波形,挂念同学在头脑中形成正确的物理认知。

导入新课:利用图或者图象来形象、具体地反映现象、规律是物理学的一大特点,例如,用电场线反映电场,用磁感线反映磁场,用振动图象反映质点的振动规律,机械波的传播规律能用图象反映吗?1.波的图象的建立(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①平衡位置,纵坐标y表示某时刻各质点偏离平衡位置的②位移。

(2)描点:在坐标系中找出一系列点,使各点的横坐标为对应质点的平衡位置x,纵坐标为该质点③偏离平衡位置的位移y。

(3)连线:用一条④平滑的曲线把描的点连接起来就是这列波此时的波的图象。

2.波的图象的特点(1)波的图象也称波形图,简称⑤波形。

假如波形是正弦曲线,这样的波叫作正弦波,也叫⑥简谐波。

(2)介质中有正弦波传播时,介质中的质点做⑦简谐运动。

3.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⑧同一时刻的位移。

(2)振动图象表示介质中“某一质点”在⑨各个时刻的位移。

1.波的图象的横坐标表示什么?解答:表示在波的传播方向上各质点的平衡位置。

2.波的图象的纵坐标表示什么?解答:表示某一时刻各质点偏离平衡位置的位移。

3.对于质点上下振动形成的横波,质点位移的正方向一般如何规定?解答:一般规定位移向上时为正。

主题1:波的图象情景:如图所示,取一条较长的软绳,用手握住一端拉平后上下抖动,沿绳方向将有波向右传播。

问题:(1)请观看图形,思考沿绳传播的波形有什么特点。

关于与波的图象教学设计方案（一）一、教学目标概览1．理解波的图象的意义．知道波的图象的横、纵坐标各表示什么物理量，知道什么是简谐波．2．能在简谐波的图象中指出波长和质点振动的振幅．3．已知某一时刻某简谐波的图象和波的传播方向，能画出下一时刻的波的图象，并能指出图象中各个质点在该时刻的振动方向．二、聚焦重点难点重点：波的图象的意义和应用．难点：对波的图象的理解及跟振动图象的区别．教学过程：图象是描述物理过程、物理现象和反映物理规律的一种简单、直观的方法．如已学习过的物体的运动图象，简谐运动的图象等．同样波动的情况也可以用图象直观地表示出来．（一）波的图象【演示】用波动演示仪给出波动过程中介质中各个振动质点在某些时刻所在的位置，然后定格在某一位置（对应于某一时刻）．用横坐标x表示在波的传播方向上各个质点的平衡位置，纵坐标y表示某一时刻各个质点偏离平衡位置的位移，并规定在横波中位移方向向上时为正值，位移方向向下时为负值．把各个质点在某一时刻所在位置连成曲线，就得到该时刻的波的图象．1．波的图象：在波的传播方向上，介质中各振动的质点在某一时刻的波形．波的图象也称波形图或波形曲线．【注意】波的图象只是在横波的情况下能直观地表示出某一时刻的波形．在纵波中，如果规定质点相对平衡位置的位移方向与波的传播方向相同时取正值．相反时取负值．（将质点的实际位移转过90°表示在图上）可以同样画出纵波的图象．2．简谐波（1）简谐运动在介质中传播形成简谐波.（2）简谐波的图象是正弦曲线.（3）简谐波是一种最基本、最简单的波.（二）波的图象的意义（可制作多媒体演示课件进行演示）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．介质中质点的振动方向与波的传播方向的关系.3．波的图象（随时间）的变化情况.（1）描点作图法【例】某一简谐横波在t＝0时刻的波形图如图的实线所示．若波向右传播，画出T/4后和T/4前两个时刻的波的图象．［解析］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T/4后时刻各个质点所在的位置，将这些点所在位置用平滑曲线连接起来，便可得到经T/4后时刻的波的图象．如图中的虚线（a）所示．同样道理，各个质点的振动方向可确定出T/4前时刻各个质点所在位置，于是便可得到T／4前时刻的波的图象．如图中虚线（b）所示．若波向左传播，同样道理可以画出从t＝0时刻开始的T/4后和T/4前两个时刻的波的图象．（2）图象平移作图法由图我们可以知道，在质点振动的一个周期内，波向前传播一个完整的波形的距离，即传播的距离x＝12m，因此在T/4内，波向前传播了3m．根据波的传播过程和传播的实质，若波向右传播，把波的原有图形向右移动3m的距离，就得到了T/4后时刻的波形图．若波向左传播，同样道理可以画出从t＝0时刻开始的T/4后和T/4前两个时刻的波的图象．在两种方法中以平移作图法较为简便．波的图象每经过一个周期的时间又回复到原来的波形．4．波的图象与振动图象的区别（1）两种图象、横轴坐标的意义不同．波的图象中横轴表示各个质点的平衡位置，振动图象中横轴表示该质点振动的时间．（2）两种图象描述的对象不同．波的图象描述的是某一时刻各个质点离开平衡位置的位移，振动图象描述的是某一质点在不同时刻离开平衡位置的位移．（3）两种图象相邻两个正向（或负向）位移最大值之间距离的含义不同．波的图象中相邻两个正向（或负向）位移最大值之间距离表示波在一个周期内传播的距离，振动图象中相邻两个正向（或负向）位移最大值之间距离表示振动的周期．【小结】波的图象表示在某一时刻介质中各个质点相对平衡位置的位移．波有三个要素：即某一时刻的波形图，质点的振动方向和波的传播方向．两个特性：即双向性——在不注明波的传播方向时，波的传播方向有两种可能；重复性——经过周期的整数倍时间后，波形图完全与原来一样。

波的图像一、教学目标一、知识目标：①明白波的图象，明白横、纵坐标各表示什么物理量，明白什么是简谐波。

②明白什么是波的图象，能在简谐波的图象中读出质点振动的振幅。

③按照某一时刻的波的图象和波的传播方向，能画出下一时刻和前一时刻的波的图象，并能指出图象中各个质点在该时刻的振动方向。

④了解波的图象的物理意义，能区别简谐波与简谐运动二者的图象。

二、能力目标：能够利用波的图象解决实际问题。

二、教学重点、难点：波的图象的物理意义。

三、教学方式：实验演示四、教具：波动演示仪，五、教学进程：（一）引入新课通过上节课的学习，咱们明白了什么是机械波，同时熟悉了波的形成和传播进程。

咱们还清楚，图象是描述物理进程、物理现象和反映物理规律的一种简单、直观的方式，如物体的运动图象、简谐运动的图象等。

一样，波的运动情形及传播进程也能够用图象直观的表示出来。

这就是波的图象。

（二）进行新课【板书】一、什么是波的图象振动质点在某一时刻的位置连成的一条曲线，叫波的图象。

这就是质点振动方向和波的传播方向之间的关系问题。

【板书】二、振动方向和波的传播方向的关系【例题1】一列横波在某一时刻的波形图如图10-1所示。

若现在刻质点a的振动方向向下，则波向什么方向传播？分析：取和a相邻的两个点b、c。

若a点现在刻向下振动，则b点应是带动a点振动的，c点应是在a点带动下振动的。

所以b点先振动，第二是a、c两点。

因此，波是向左传播的。

【板书】三、波的图象转变情形肯定波的图象转变的情形有两种方式：一是描点作图法，二是图象平移作图法。

（这一节课咱们重点学习前一种方式）【板书】一、描点作图法【例题3】某一简谐波在t=0时刻的波形图如图10-2中的实线所示。

若波向右传播，画出T/4后和T/4前两个时刻的波的图象。

分析：按照t=o时刻波的图象及传播方向，可知现在刻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肯定出经T/4后各个质点所在的位置，将这些点所在位置用光滑曲线连接起来，即可取得经T/4后时刻的波的图象。

第2节 波的图像一、波的图像的画法二、正弦波 1．概念波的图像是正弦曲线，这样的波称为正弦波，也叫简谐波，如图12­2­1所示。

图12­2­12．介质中有正弦波传播时，介质中的质点在做简谐运动。

三、振动图像和波的图像1．振动图像表示介质中的“某个质点”在“各个时刻”的位移。

2．波的图像表示介质中的“各个质点”在“某个时刻”的位移。

1.正弦波在介质中传播时，波所到处的介质质点都做简谐运动。

2．波形图表示介质中的“各个质点”在“某一时刻”的位移，振动图像则表示介质中“某个质点”在“各个时刻”的位移。

3．从波的传播方向看，“上坡”的点向下运动，“下坡”的点向上运动，简称“上坡下，下坡上”。

1．自主思考——判一判(1)波的图像表示质点在各个不同时刻的位移。

(×)(2)只有横波才能画出波的图像。

(×)(3)波的图像表示波中各质点在某一时刻的位移。

(√)(4)简谐波中各质点做的是简谐运动。

(√)2．合作探究——议一议如图12­2­2甲为波的图像，图乙为振动图像，波的图像外形上与振动图像相似，如何辨别它们？图12­2­2提示：可根据图像的横坐标的意义进行区别，若横坐标为时间t，表示振动图像，若横坐标为位置x，表示波的图像。

对波的图像的理解1．对波的图像的理解(1)波的图像是某一时刻介质中各个质点运动情况的“定格”。

可以将波的图像比喻为某一时刻对所有质点拍摄下的“集体照”。

(2)简谐波的图像是正(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)横波的图像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像中的位移正向的最大值，波谷即为图像中的位移负向的最大值，波形中通过平衡位置的质点在图像中也恰处于平衡位置。

2．由波的图像获得的三点信息(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波的图象．知道什么是波的图象，能在简谐波的图象中读出质．能根据某一时刻波的图象和波的传播方向，画出下并能指出图象中各个质．通过对波的图象的意义的了解，培养应用数学工具波的图象[先填空]1．波的图象的作法(1)建立坐标系：以横坐标x表示在波的传播方向上各质点的平衡位置，纵坐标y表示该时刻各质点偏离平衡位置的位移．(2)选取正方向：规定位移的方向向上为正值，向下为负值．(3)描点：把该时刻各质点的位置画在坐标系里．(4)连线：用平滑曲线将各点连接起来就得到了这一时刻横波的图象．2．横波图象的物理意义：波的图象直观地表明了离波源不同距离的各振动质点在某一时刻的位置．3．横波图象的特点：简谐波的波形为正弦曲线．[再判断]1．波的图象描述了某一时刻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．(×)3．简谐波中各质点做的是简谐运动．(√)[后思考]1．为什么不同时刻波的图象的形状不同？【提示】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，故不同时刻波的图象不同．2．波中各质点做简谐运动，是一种变加速运动，是否说明波的传播也是变加速运动？ 【提示】 不能．虽然质点做变加速运动，但是在均匀介质中波是匀速传播的．[核心点击]1．对波的图象的理解(1)波的图象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，波形中的波峰即图象中的位移正向的最大值，波谷即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．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．3．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．1．如图12-2-1所示为一列向右传播的简谐横波在某个时刻的波形，由图象可知( )图12-2-1A ．质点b 此时位移为零B ．质点b 此时向－y 方向运动C ．质点d 的振幅是2 cmD ．质点a 再经过T2通过的路程是4 cmE ．质点a 再经过T2偏离平衡位置的位移是4 cm【解析】2．如图12-2-2所示为某一向右传播的横波在某时刻的波形图，则下列叙述中正确的是()图12-2-2A．经过半个周期，质点C将运动到E点处B．M点和P点的振动情况时刻相同C．A点比F点先到达最低位置D．B点和D点的振动步调相反E．A点和E点的振动步调相同【解析】各质点在各自的平衡位置附近振动，不随波迁移，所以经过半个周期，质点C会回到平衡位置，但不会运动到E点，A错误；M点和P点的振动情况不会相同，B错误；波向右传播，F点和A点都向上振动，A点先到达最低位置，C正确；B点和D点的振动相差半个周期，所以振动步调相反，A点和E点振动相差1个周期，所以振动步调相同，D、E正确．【答案】CDE3.如图12-2-3所示为一波形图，波沿x轴负方向传播，就标明的质点而言，速度为正、加速度为负的质点是________．图12-2-3【解析】各质点的速度方向由带动法判断，只有R、S两质点速度向上；加速度的正负由位移正负决定，P、S两质点位移为正，加速度为负，只有S点符合以上两个条件．【答案】S对波的图象的三点说明(1)在某一时刻各质点的位移不同，但各质点的振幅是相同的．(2)每一质点的振动规律相同，只是后一质点比前一质点振动得晚．(3)某时刻波的图象与经过一段时间后波的图象十分相似，不同的是波的图象沿波的传播方向又延伸了一段距离而已．振动图象与波动图象的对比[先填空]1．由波的图象可获取的信息知道了一列波在某时刻的波形图象，如图12-2-4所示，能从这列波的图象中了解到波的情况主要有以下几点：图12-2-4(1)可以直接看出在该时刻沿传播方向上各质点的位移．图线上各点的纵坐标表示的是各点在该时刻的位移．如图线上的M点的位移是2_cm.(2)可以直接看出在波的传播过程中介质中各质点的振幅A，即波的图象上纵坐标最大值的绝对值，图中的振幅A＝4_cm.(3)可以判断出沿传播方向上各质点在该时刻的运动方向．2．振动图象与波动图象的比较随时间延伸随时间推移1．波的图象是质点的运动轨迹．(×)2．由波的图象可以看出质点振动的振幅．(√)3．可以根据波的传播方向确定各质点某时刻的运动方向．(√)[后思考]1．怎样从图形上区分振动图象和波动图象？【提示】振动图象的横坐标轴是时间，波动图象的横坐标轴是传播距离．2．振动图象和波动图象的物理意义有什么不同？【提示】振动图象表示一个质点在各个不同时刻的位移变化情况，波动图象表示某一时刻各个质点的位移．[核心点击]波的传播方向和质点振动方向的判断质点振动方向跟波的传播方向存在着必然的联系，若知道波的传播方向，便知道波源的方位，任给一质点，我们均可判定它跟随哪些质点振动，便知道它的振动方向，反之亦然．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12-2-5所示．图12-2-52．带动法原理：先振动的质点带动邻近的后振动的质点．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12-2-6所示．图12-2-63．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，运动方向也就知道了，如图12-2-7甲所示．图12-2-74．同侧法质点的振动方向与波的传播方向在波的图象的同一侧．如图12-2-7乙所示，波向右传播．5．首首相对法横波是条正(余)弦线，峰点、谷点、临界点，传播、振动方向间，首首相对(或尾尾相对)“是必然”．其意思是：峰点与谷点是振动方向改变的临界点，用箭头表示传播与振动方向，则在临界点画出的箭头必有“首首相对”(或尾尾相对)，如图12-2-8所示．图12-2-8以上五种方法，都是以波的产生或传播作为依据，掌握这五种方法，有助于我们理解波的产生和传播，并且在以后解题中经常用到，我们应认真体会并掌握．4.如图12-2-9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所示，则以下说法中正确的是()图12-2-9A．波向左传播B．波向右传播C．质点B向上振动D．质点B向下振动E．质点C向上振动【解析】解决该题有许多方法，现用“上下坡”法判断，若波向右传播，则A质点处于下坡，应向上振动，由此可知波向左传播．同理可判断C向上振动，B向上振动．【答案】ACE5．一简谐机械横波沿x轴正方向传播，波长为λ，周期为T.t＝0时刻的波形如图12-2-10甲所示，a、b是波上的两个质点．图乙是波上某一质点的振动图象.甲乙图12-2-10A．t＝0时质点a的加速度最大B．t＝0时质点a的速度最大C．t＝0时质点b的速度最大D．图乙可以表示质点a的振动E．图乙可以表示质点b的振动【解析】本题需理解波的图象的物理意义，把波的图象和振动图象结合起来处理问题．图甲为波的图象，图乙为振动图象．t＝0时刻，a质点在波峰位置，速度为零，加速度最大；b质点在平衡位置，加速度为零，速度最大，故选项A、C对，B错；在波的图象中，根据同侧法由传播方向可以判断出质点的振动方向，所以t＝0时刻，b点在平衡位置且向下振动，故选项D错、E对．【答案】ACE6．如图12-2-11所示为一列简谐波在某一时刻的波形，求：图12-2-11(1)该波的振幅；(2)已知该波向右传播，说明A，B，C，D各质点的振动方向．【解析】(1)波的图象上纵坐标的最大值就是波的振幅；所以该波的振幅是 5 cm.(2)由于该波向右传播，所以在A，B，C，D各质点左侧各选一邻近的参考点A′，B′，C′，D′，利用带动法可以判断出B的振动方向向上，A，C，D的振动方向向下．【答案】(1)5 cm(2)见解析判断振动与波动关系的两点注意(1)在利用带动法由波传播方向确定质点振动方向时，参考点与被判点一定要在同一坡上．(2)在利用微平移法的时候，重在“微”字，Δt一定要短，Δx一定要小．。