《高中物理 第12章 第2节波的图象课件 新人教版选修3-4.》由会员分享，可在线阅读，更多相关《高中物理 第12章 第2节波的图象课件 新人教版选修3-4.（39页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、高中物理选修3-4课件 第二节 波的图象 高中物理选修3-4课件 课前自主学案 核心要点突破 课堂互动讲练 课标定位 知能优化训练 第二节 波的图象 高中物理选修3-4课件 课标定位 学习目标：1.理解波的图象的物理意义 2能根据波的图象进行有关判断，以及根据有关 信息画出波的图象 重点难点：1.利用波的图象和波的传播方向，确定 各质点的振动方向，从而判定质点的振动速度、 回复力、动能及势能情况 2理解和区别波的图象与振动图象 高中物理选修3-4课件 课前自主学案 一、波的图图象 1波的图图象的作法 (1)建立坐标标系：用横坐标标x表示在波的传传播方向上 各质质点的_，纵纵坐标标y表示某时时刻
2、各质质 点偏离平衡位置的_ (2)正方向的选选取：一般规规定，在横波中，位移 _时时y取正值值，_时时y取负值负值 平衡位置 位移 向上向下 高中物理选修3-4课件 (3)描点：把平衡时位于x1、x2、x3的质点的位 移y1、y2、y3画在xOy坐标平面内，得到一系列 坐标为(x1，y1)，(x2，y2)，(x3，y3)的点 (4)连线：用一条平滑的线把(3)中的诸点连接起来 (或说(3)中无穷多点的集合)就是这时的 _波的图图象 高中物理选修3-4课件 2波的图象也称_，简称_ 3简谐波：如果波的图象是正弦曲线，这样的波 叫_，也叫_这一称呼 是我们今后更常见的一种说法，当介质中有这样 的波
3、传播时，波所到之处的介质质点在做 _ 波形图图波形 正弦波简谐简谐 波 简谐简谐 运动动 高中物理选修3-4课件 二、波的图象与振动图象的比较 简谐波的图象与简谐运动的图象都是_ 曲线，但它们又有着诸多本质的区别，具体如下： 1描述对象 (1)振动图象：_； (2)波的图象：波传播方向上的_ 正弦 某个质质点 各个质质点 高中物理选修3-4课件 2坐标轴意义 (1)振动图象 横轴：_； 纵轴：质点位移 (2)波的图象 横轴：波线上各质点的_； 纵轴：各质点对平衡位置的_ 振动动到该该点所用的时间时间 平衡位置 位移 高中物理选修3-4课件 3物理意义 (1)振动图象：表示介质中_在 _的位移变
4、化(可联想“ 录像机”) (2)波的图象：表示介质中_在 _的位移 一个振动质动质 点 一段时间时间 内 各个质质点 某一时时刻 高中物理选修3-4课件 核心要点突破 一、振动图象和波的图象的异同 简谐运动的图象简谐波的图象 不 同 点 研究的内容 一个质点的位移随时间的 变化规律 某时刻参与波动的所有 质点的空间分布规律 图象 图象变化随时间延伸随时间推移 一个完整图象所占 横坐标的距离 表示一个周期T表示一个波长(见下节) 比喻单人舞的录像拍摄的集体舞照片 高中物理选修3-4课件 简谐运动的图 象 简谐波的图 象 相 同 点 及 联 系 图象形状正弦曲线 纵坐标质点位移 纵坐标最大值振幅
5、联系 质点的振动是组成波动的基 本要素 高中物理选修3-4课件 特别提醒：(1)注意研究对象的区别； (2)理解波动中质点的振动； (3)形象记忆：振动图象是“个人录像”，而波的 图象则是“集体照” 高中物理选修3-4课件 即时应用 (即时突破，小试牛刀) 1关于振动图象和波的图象，以下说法正确的是 ( ) A波的图象反映出很多质点在同一时刻的位移 B通过波的图象可以找出任一质点在任一时刻的 位移 C振动图象的横轴是时间轴 D两种图象y轴都表示质点离开平衡位置的位移 高中物理选修3-4课件 解析：选ACD.波的图象记录的是大量质点在某一 时刻离开平衡位置的位移，不能读出任一质点在 任一时刻的位
6、移，B错；依据振动图象和波的图 象的画法可知A、C、D正确 高中物理选修3-4课件 二、振动方向与波传播方向的关系 质点振动方向与波的传播方向间存在着必然的联 系，若已知波的传播方向，便知波源的方位，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若已知波的传播方向，可确定各质点在该时刻 的振动方向，并判断位移、加速度、速度、动能 的变化 高中物理选修3-4课件 常用方法：(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1221. 图图1221 高中物理选修3-4课件 (2)带动法 原理：先振动的质点
7、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1222. 图图1222 高中物理选修3-4课件 (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t后的波形，就知道了各 质点经过t时间到达的位置，此刻质点振动方向 也就知道了，如图1223. 图图1223 高中物理选修3-4课件 (4)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1224所示，若波向右传播，则P 向下运动 图图1224 高中物理选修3-4课件 2由质点振动方向确定波的传播方向 仍是上述几种方法，只需将判
8、定的程序倒过来 ，“反其道行之”即可 高中物理选修3-4课件 即时应用 (即时突破，小试牛刀) 2如图1225中正确的波形图是( ) 解析：选BC.根据“坡形”法，凡是在“上坡” 区的必向下运动，“下坡”区的必向上运动，故 B、C正确 图图1225 高中物理选修3-4课件 高中物理选修3-4课件 2平移法 先求出在t时间内波传播距离xvt(v为波速) ，再将原波形沿波传播方向平移x(若要画tt 时刻的波形图，则需逆波传播方向平移x)，然 后将新波形“修补”，使原有波形的区间充满波 形 高中物理选修3-4课件 即时应用 (即时突破，小试牛刀) 3.如图1226所示，一列简谐横波沿x轴正方 向传播
9、，实线和虚线分别表示t10和t20.5 s(T0.5 s)时的波形能正确反映t37.5 s时波形 的是图( ) 图图1226 高中物理选修3-4课件 图图1227 高中物理选修3-4课件 课堂互动讲练 波的传播方向与质点振动方向的互判 例例1 1 简谐简谐 横波某时时刻的波形图线图线 如图图122 8所示，由此图图可知( ) 图图1228 高中物理选修3-4课件 A若质点a向下运动，则波是从左向右传播的 B若质点b向上运动，则波是从左向右传播的 C若波从右向左传播，则质点c向下运动 D若波从右向左传播，则质点d向上运动 【精讲精析】 由“带动法”可知，若a向下运动 ，则a是由其右侧邻近质点带动
10、的，波源位于右侧 ，波向左传播，故A错；同理，B正确；若波从右 向左传播，则c、d质点均应由其右侧邻近质点带 动，其右侧质点位于c、d上方，所以c、d均向上 运动，故C项错误，D正确 高中物理选修3-4课件 【答案】 BD 【方法总结】 本题考查波的传播方向与质点振 动方向之间的相互关系，判定的方法有多种，常 用的有“上下坡法”、“带动法”等 高中物理选修3-4课件 变式训练1 如图1229所示是一列简谐波某 一时刻波的图象，下列说法正确的是( ) A波一定沿x轴正方向传播 Ba、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
11、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 图图1229 高中物理选修3-4课件 解析：选BC.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错根据“上下坡”法：无论波向左传播还是 向右传播，a、b都处于不同“坡区”，即当a处于 下坡路时，b处于上坡路，所以两者振动速度方向 相反，故B正确同理可判断C正确，D错误 高中物理选修3-4课件 例例2 2 波的图象的求解 图图12210 高中物理选修3-4课件 【思路点拨】 正确解答本题的关键有以下三点： (1)理解波的图象的物理意义(2)掌握已知某一时刻 波的图象，确定质点运动方向的方法(3)理解
12、波的 传播可看成是波形的传播，不能误认为是质点的平 移 高中物理选修3-4课件 高中物理选修3-4课件 【答案】 AC 【方法总结】 在简谐波的图象中，每一个质点 的振动规律同单个质点的简谐运动规律是完全相 同的，因此波的图象中，牵涉到单个质点的振动 问题可利用已有的振动规律作出判断 高中物理选修3-4课件 如图12211所示，甲为一列简谐横波在t 0.10 s时刻的波形图，P是平衡位置为x1 m处 的质点，Q是平衡位置为x4 m处的质点，图乙 为质点O的振动图象，则( ) 例例3 3 波的图象与振动图象的综合 图图12211 高中物理选修3-4课件 At0.15 s时，质点Q的加速度达到正向
13、最大 Bt0.15 s时，质点P的运动方向沿y轴负方向 C从t0.10 s到t0.25 s，该波沿x轴正方向传 播了6 m D从t0.10 s到t0.25 s，质点P通过的路程为 30 cm 【精讲精析】 由质点Q的振动图象可知，t0.15 s时，Q正处于最低点，加速度达到正向最大，选 项A对；t0.10 s时，Q正处于平衡位置向下运动 高中物理选修3-4课件 【答案】 AB 高中物理选修3-4课件 变式训练2 (2011年高考重庆理综卷)介质中坐标 原点O处的波源在t0时刻开始振动，产生的简谐 波沿x轴正向传播，t0时刻传到L处，波形如图12 212所示下列能描述x0处质点振动的图象是 ( ) 图图12212 高中物理选修3-4课件 解析：选C.因波沿x轴正向传播，由“上下坡法” 可知tt0时L处的质点振动方向向下，可知x0处的 起振方向向下，故A、B两项均错；还可判断x0处 的质点振动方向也向下，故C项正确，D项错误 图图12213
