波的图像及描述
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12.2 波的图象一、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yx y b 向右传播 y b 向左传播 a c a cx x d f d f e e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。
三、波的图象与振动图象的区别: 振动图象 波动图象研究对象 一振动质点沿波传播方向所有质点 研究内容一质点的位移随时间的变化规律某时刻所有质点的空间分布规律图线物理意义 表示一质点在各时刻的位移 表示某时刻各质点的位移 图线变化随时间推移图延续,但已有形状不变随时间推移,图象沿传播方向平移一完整曲线占横坐标 表示一个周期表示一个波长y A A 向下振动,波向 传播 x A 向上振动,波向 传播 y 向右 y 向左x xy yx xy yx xy yx x例题4 如图甲表示一列简谐波在介质中传播时,某一质点a 的振动图象,请你在乙图中 作出这列简谐波在t =0时刻向+x 方向传播的波形图(质点a 画在坐标原点上).考点一 对波的图象的认识例1 如图所示,画出了一列沿x 轴正方向传播的简谐横波在某个时刻的波形,由图象可知 A .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 cm ,偏离平衡位置的位移是4 cm跟踪训练1 如图所示,是一列简谐波沿x 轴正方向传播的某时刻的波形图,a 在正向最大位移处,b 恰好处在平衡位置,经过Δt =T8的时间,关于a 、b 两个质点所通过的路程的关系下列说法正确的是( )A .s a =s bB .s a <s bC .s a >s bD .以上三种情况都有可能 考点二 波动与振动图象的关系例2 图甲为一列简谐横波在某一时刻的波形图,图乙为质点P 以此时刻为计时起点的振动图象。