高考物理 核心要點突破系列 第10章第二節(jié)《波的圖象》課件 新人教版選修34

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1、第二節(jié)波的圖象第二節(jié)波的圖象課堂互動講練課堂互動講練隨堂達標自測隨堂達標自測課時活頁訓練課時活頁訓練第第二二節(jié)節(jié)波波的的圖圖象象基礎知識梳理基礎知識梳理核心要點突破核心要點突破目標概覽目標概覽學習目標：學習目標：1.理解波的圖象的意義，知道波理解波的圖象的意義，知道波的圖象的橫、縱坐標軸表示什么物理量，知的圖象的橫、縱坐標軸表示什么物理量，知道什么是簡諧波道什么是簡諧波2能在簡諧波的圖象中指出波長和質點振動能在簡諧波的圖象中指出波長和質點振動的振幅的振幅3已知波的傳播方向，能判斷各質點的振動已知波的傳播方向，能判斷各質點的振動方向，或已知振動方向會判斷波的傳播方方向，或已知振動方向會判斷波的傳

2、播方向向重點難點：重點難點：1.重點：波的圖象的意義和應重點：波的圖象的意義和應用用2難點：對波的圖象的理解及與振動圖象的難點：對波的圖象的理解及與振動圖象的區(qū)別區(qū)別學法指導：理解波的圖象，從波的產生和傳學法指導：理解波的圖象，從波的產生和傳播體會質點振動和傳播方向的關系播體會質點振動和傳播方向的關系基礎知識梳理基礎知識梳理一、波的圖象一、波的圖象1波的圖象波的圖象用橫坐標用橫坐標x表示在波的傳播方向上各個質點的表示在波的傳播方向上各個質點的_，縱坐標，縱坐標y表示表示_各個各個質點偏離平衡位置的位移，并規(guī)定在橫波中質點偏離平衡位置的位移，并規(guī)定在橫波中位移方向向上時為正值，位移方向向下時為位

3、移方向向上時為正值，位移方向向下時為負值把各個質點在某一時刻所在位置連成負值把各個質點在某一時刻所在位置連成曲線，就得到該時刻的波的圖象曲線，就得到該時刻的波的圖象平衡位置平衡位置某一時刻某一時刻波的圖象也稱波形圖或波形曲線波的圖象也稱波形圖或波形曲線.思考思考波的圖象是否都能看作質點某一時刻在空間波的圖象是否都能看作質點某一時刻在空間的分布？的分布？2.波的圖象的物理意義波的圖象的物理意義波的圖象表示了一列波在波的圖象表示了一列波在_沿波的沿波的傳播方向上，介質中的各個質點離開傳播方向上，介質中的各個質點離開_的位移情況，這就是波的圖象所的位移情況，這就是波的圖象所表示的物理意義表示的物理意

4、義【思考思考提示提示】不能不能某一時刻某一時刻平衡位置平衡位置二、簡諧波二、簡諧波1波源做波源做_時，介質的各個質點隨時，介質的各個質點隨著做著做_，所形成的波叫做簡諧波，所形成的波叫做簡諧波2簡諧波的圖象是簡諧波的圖象是_曲線曲線3簡諧波是一種最基本、最簡單的波，其他簡諧波是一種最基本、最簡單的波，其他的波可以看作是由若干簡諧波合成的所以的波可以看作是由若干簡諧波合成的所以其他波的圖象可利用簡諧波來合成其他波的圖象可利用簡諧波來合成簡諧運動簡諧運動簡諧運動簡諧運動正弦正弦核心要點突破核心要點突破一、波的圖象中質點的振動方向與波的傳播方向一、波的圖象中質點的振動方向與波的傳播方向的關系判定的常

5、用方法的關系判定的常用方法1質點帶動法質點帶動法在質點在質點P靠近波源一方附近的圖象上另找一點靠近波源一方附近的圖象上另找一點P，若若P在在P上方，則上方，則P向上運動，若向上運動，若P在在P下方，下方，則則P向下運動如圖向下運動如圖1021.圖圖10212微平移法微平移法作出經微小時間作出經微小時間t后的波形，就知道了各質點后的波形，就知道了各質點經過經過t時間到達的位置，從而就知道了振動方時間到達的位置，從而就知道了振動方向，如圖向，如圖1022甲所示，甲所示，P點向下振動點向下振動圖圖10223上下坡法上下坡法沿波的傳播方向看，沿波的傳播方向看，“上坡上坡”的點向下運動，的點向下運動，“

6、下坡下坡”的點向上運動，簡稱為的點向上運動，簡稱為“上坡上坡下振，下坡上振下振，下坡上振”如圖如圖1022乙所示，乙所示，A點上振，點上振，B點下振點下振4同側法同側法質點的振動方向與波的傳播方向在波的圖象質點的振動方向與波的傳播方向在波的圖象的同一側，如圖的同一側，如圖1023，波向右傳播，波向右傳播，P點向下振動點向下振動圖圖1023特別提醒特別提醒1不論是已知波的傳播方向還是波形中某一不論是已知波的傳播方向還是波形中某一質點的振動方向，都可以從它們之間的關系，質點的振動方向，都可以從它們之間的關系，由一個方面判斷另一個方面由一個方面判斷另一個方面2方法較多，選擇適合自己的方法加以掌握方法

7、較多，選擇適合自己的方法加以掌握即可即可即時應用即時應用1簡諧橫波的波形圖線如圖簡諧橫波的波形圖線如圖1024所示，所示，由圖可知由圖可知()A若質點若質點A向下運動，向下運動，則波是向左傳播的則波是向左傳播的B若質點若質點B向上運動，向上運動，則波是向左傳播的則波是向左傳播的C若波向右傳播，則質點若波向右傳播，則質點C向下運動向下運動D若波向左傳播，則質點若波向左傳播，則質點D向下運動向下運動圖圖1024解析：解析：選選AC.若質點若質點A向下運動，可將原波形向下運動，可將原波形向左平移一小段距離，即波向左傳播，選項向左平移一小段距離，即波向左傳播，選項A正確；同理，若質點正確；同理，若質點

8、B向上運動，平移波形可向上運動，平移波形可知波向右傳播，選項知波向右傳播，選項B錯誤若波向右傳播，錯誤若波向右傳播，將原波形向右平移一小段距離，可知質點將原波形向右平移一小段距離，可知質點C向下運動，選項向下運動，選項C正確；同理，若波向左傳正確；同理，若波向左傳播，平移波形可知質點播，平移波形可知質點D向上運動，選項向上運動，選項D錯錯誤誤二、由波的圖象可以明確以下幾點二、由波的圖象可以明確以下幾點知道了一列波在某時刻的波形圖象，如圖知道了一列波在某時刻的波形圖象，如圖1025所示，能從這列波的圖象中了解到波所示，能從這列波的圖象中了解到波的傳播情況主要有以下幾點：的傳播情況主要有以下幾點：

9、1可以直接看出該時刻可以直接看出該時刻沿傳播方向上各質點的位移沿傳播方向上各質點的位移圖線上各點的縱坐標表示的是圖線上各點的縱坐標表示的是各點在該時刻的位移如圖線各點在該時刻的位移如圖線上的上的M點的位移是點的位移是2 cm.圖圖10252可以直接看出在波的傳播過程中介質各質可以直接看出在波的傳播過程中介質各質點的振幅點的振幅A.即波動圖線上縱坐標最大值的絕即波動圖線上縱坐標最大值的絕對值，圖中對值，圖中A4 cm.3可以判斷出沿波傳播方向上各質點在該時可以判斷出沿波傳播方向上各質點在該時刻的運動方向刻的運動方向4可以畫出另一時刻的波形圖可以畫出另一時刻的波形圖波由介質中的某一點傳播到另一點需

10、要一定波由介質中的某一點傳播到另一點需要一定的時間，即機械波在介質中是以一定的速率的時間，即機械波在介質中是以一定的速率(通常稱波速通常稱波速)傳播在單位時間內某一波峰傳播在單位時間內某一波峰或波谷或波谷(密部或疏部密部或疏部)沿波的傳播方向移動的沿波的傳播方向移動的距離等于波速距離等于波速如果已知一列簡諧波在如果已知一列簡諧波在t時刻的波形圖象及波時刻的波形圖象及波的傳播方向，又知波速，就可以畫出經的傳播方向，又知波速，就可以畫出經t后后的波形圖象的波形圖象三、振動圖象與波的圖象的比較三、振動圖象與波的圖象的比較區(qū)別振動圖象波的圖象橫坐標表示時間表示各質點的平衡位置研究對象一個質點介質中所有

11、質點研究時間一段時間某一時間物理意義描述一個做振動的質點的位移隨時間的變化規(guī)律描述在波的傳播方向上各質點在某一時刻的位移圖象坐標的含義(t，x)表示t時刻質點的位移是x(x，y)表示平衡位置在x處的質點此時刻的位移是y區(qū)別振動圖象波的圖象從圖象可直接看出振幅、周期、任一時刻質點的位移、運動方向振幅、波長、該時刻各質點的位移、由波形圖和傳播方向判斷該時刻各質點的振動方向在經過時間t后的情況圖象隨時間延伸，但原有部分的圖象不變沿波的傳播方向平移，不同時刻的圖象一般不同(若t為周期的整數(shù)倍則波形不變)運動情況質點做簡諧運動，屬非勻變速運動波在同一種均勻介質中勻速傳播，而介質中的質點做簡諧運動比喻一個

12、獨舞的錄像集體舞的劇照聯(lián)系縱坐標均表示質點的位移縱坐標的最大值表示振幅波在傳播過程中，各質點都在各自的平衡位置附近振動，每一個質點都有自己的振動圖象即時應用即時應用2.根據圖根據圖1026所示的兩圖象，分別判斷所示的兩圖象，分別判斷它們屬于何種圖象它們屬于何種圖象()A甲是振動圖象，乙是波動圖象甲是振動圖象，乙是波動圖象B甲是波動圖象，乙是振動圖象甲是波動圖象，乙是振動圖象C都是波動圖象都是波動圖象D都是振動圖象都是振動圖象圖圖1026解析：解析：選選B.依圖象橫坐標軸所表示的物理意依圖象橫坐標軸所表示的物理意義來判斷，波動圖象橫坐標義來判斷，波動圖象橫坐標x表示在波的傳播表示在波的傳播方向上

13、各個質點的平衡位置，振動圖象橫軸方向上各個質點的平衡位置，振動圖象橫軸表示時間，因此，甲為波動圖象，乙為振動表示時間，因此，甲為波動圖象，乙為振動圖象圖象2平移法平移法先求出在先求出在t時間內波傳播距離時間內波傳播距離xvt(v為為波速波速)，再將原波形沿波傳播方向平移，再將原波形沿波傳播方向平移x(若若要畫要畫tt時刻的波形圖，則需逆波傳播方向時刻的波形圖，則需逆波傳播方向平移平移x)，然后將新波形，然后將新波形“修補修補”使原有波形使原有波形的區(qū)間充滿波形的區(qū)間充滿波形即時應用即時應用3.圖圖1027一列沿一列沿x軸正方向傳播的橫波在某一時刻的波軸正方向傳播的橫波在某一時刻的波形圖象如圖形

14、圖象如圖1027所示，已知波的傳播速所示，已知波的傳播速率是率是16 m/s.(1)指出這列波中質點振動的振幅是多少？指出這列波中質點振動的振幅是多少？(2)畫出再經過畫出再經過 0.125 s時的波形圖象時的波形圖象解析：解析：(1)由圖象可以看出，質點振動的最大由圖象可以看出，質點振動的最大位移是位移是10 cm，因此質點振動的振幅是，因此質點振動的振幅是10 cm.(2)經經0.125 s波形沿波形沿x軸正方向移動的距離為軸正方向移動的距離為xvt160.125 m2 m，所以經過，所以經過0.125 s后的波形圖象如圖中的虛線所示后的波形圖象如圖中的虛線所示答案：答案：(1)10 cm

15、(2)如圖所示如圖所示課堂互動講練課堂互動講練波的傳播方向與質點振動方向的關系波的傳播方向與質點振動方向的關系 一列簡諧橫波在一列簡諧橫波在x軸上傳播，某時刻的波軸上傳播，某時刻的波形圖如圖形圖如圖1028所示，所示，a、b、c為三個質點，為三個質點，a正向上運動由此可知正向上運動由此可知()圖圖1028A該波沿該波沿x軸正方向傳播軸正方向傳播Bc正向上運動正向上運動C該時刻以后，該時刻以后，b比比c先到達平衡位置先到達平衡位置D該時刻以后，該時刻以后，b比比c先到達偏離平衡位置先到達偏離平衡位置的最遠處的最遠處【解析解析】由波傳播的規(guī)律知，質點的振動由波傳播的規(guī)律知，質點的振動是由先振動的質

16、點帶動后振動的質點由題是由先振動的質點帶動后振動的質點由題圖知圖知a質點偏離平衡位置的位移方向，說明質點偏離平衡位置的位移方向，說明a質點左側質點先于質點左側質點先于a質點振動，波是沿質點振動，波是沿x軸正軸正方向傳播的，選項方向傳播的，選項A正確正確質點質點c和質點和質點a之間有一波谷，質點之間有一波谷，質點c振動方振動方向與質點向與質點a振動方向相反，質點振動方向相反，質點c向下運動，向下運動，故選項故選項B錯誤錯誤b質點正向著平衡位置運動，質點正向著平衡位置運動，故故b比比c先到達平衡位置，選項先到達平衡位置，選項C正確，正確，c比比b先到達偏離平衡位置的最遠處，選項先到達偏離平衡位置的

17、最遠處，選項D是錯誤是錯誤的的【答案答案】AC【思維升華思維升華】解決這類題目的關鍵是：根解決這類題目的關鍵是：根據已知質點的振動方向，首先要確定波的傳據已知質點的振動方向，首先要確定波的傳播方向，再根據波的傳播方向來確定各個質播方向，再根據波的傳播方向來確定各個質點的振動方向在確定質點的振動方向時可點的振動方向在確定質點的振動方向時可用帶動法、上下坡法、同側法等，但最根本用帶動法、上下坡法、同側法等，但最根本的是帶動法本題運用同側法會更為簡捷的是帶動法本題運用同側法會更為簡捷 如圖如圖1029所示是一列橫波某時刻所示是一列橫波某時刻t0的波形圖，試根據波形圖回答下列問題：的波形圖，試根據波形

18、圖回答下列問題：(1)該時刻加速度最大的質點有哪幾個？該時刻加速度最大的質點有哪幾個？(2)速度最大的質點有哪幾個？速度最大的質點有哪幾個？(3)振動方向相同的質點有哪些？這些點的分振動方向相同的質點有哪些？這些點的分布有什么規(guī)律？布有什么規(guī)律？(4)如果這列波沿如果這列波沿x軸負方向傳播，質點軸負方向傳播，質點3受到受到的合外力方向如何？速度怎樣變化？的合外力方向如何？速度怎樣變化？對波動圖象的理解對波動圖象的理解圖圖1029【解析解析】(1)加速度最大的質點一定是位移加速度最大的質點一定是位移最大的質點，所以該時刻質點最大的質點，所以該時刻質點2、6、10、14的加速度最大，但方向不相同的

19、加速度最大，但方向不相同(2)該波是簡諧波，質點做簡諧運動，因此處該波是簡諧波，質點做簡諧運動，因此處在平衡位置的質點速度最大，分別是在平衡位置的質點速度最大，分別是0、4、8、12、16質點質點(3)該時刻具有相同振動方向的質點是該時刻具有相同振動方向的質點是0、1、7、8、9、15、16.與上述質點振動方向相反與上述質點振動方向相反的質點是：的質點是：3、4、5、11、12、13.其規(guī)律是：其規(guī)律是：從波形圖上看相同增減性的單調區(qū)間上各質從波形圖上看相同增減性的單調區(qū)間上各質點的振動方向相同，相鄰的單調區(qū)間上振動點的振動方向相同，相鄰的單調區(qū)間上振動方向相反方向相反(4)如果該波沿如果該波

20、沿x軸負方向傳播，則質點軸負方向傳播，則質點3的速的速度方向向下，因為位移方向是度方向向下，因為位移方向是y軸正方向，其軸正方向，其加速度方向沿加速度方向沿y軸負方向，由牛頓第二定律知，軸負方向，由牛頓第二定律知，質點質點3受到周圍質點作用的合外力沿受到周圍質點作用的合外力沿y軸負方軸負方向由于加速度方向與速度方向相同，故質向由于加速度方向與速度方向相同，故質點點3正在加速正在加速【答案答案】見解析見解析【思維升華思維升華】應該把對波形圖的認識同質應該把對波形圖的認識同質點的簡諧運動聯(lián)系起來，并注意到各振動質點的簡諧運動聯(lián)系起來，并注意到各振動質點之間的聯(lián)系點之間的聯(lián)系波動圖象和振動圖象的綜合波動圖象和振動圖象的綜合一列橫波沿一列橫波沿 x 軸正向傳播軸正向傳播，a、b、c、d 為介為介質中沿波傳播方向上四個質點的平衡位置某時刻的質中沿波傳播方向上四個質點的平衡位置某時刻的波形如圖波形如圖 10210 甲所示甲所示，此后此后，若經過若經過34周期開始周期開始計時，則圖乙描述的是計時，則圖乙描述的是()圖圖10210Aa處質點的振動圖象處質點的振動圖象Bb處質點的振動圖象處質點的振動圖象Cc處質點的振動圖象處質點的振動圖象 Dd處質點的振動圖象處質點的振動圖象