《课用波的图像a8873fd7a1116c175f0e7cd184254b35eefd1ae6》由会员分享，可在线阅读，更多相关《课用波的图像a8873fd7a1116c175f0e7cd184254b35eefd1ae6（33页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、波的图象波的图象回顾：从回顾：从简谐运动振动图象简谐运动振动图象中中可以得到哪些物理量可以得到哪些物理量? ?t/sx/m5-50246直接描述量直接描述量：振幅振幅A:A:图像的峰值图像的峰值周期周期T:T:相邻两个位移相邻两个位移为正的最大值或负的最为正的最大值或负的最大值之间的时间间隔。大值之间的时间间隔。任意时刻的位移任意时刻的位移x:x:对应于图像上某一点的坐标（对应于图像上某一点的坐标（t t，x x）。）。 间接描述量间接描述量: : 频率频率: :f=1/Tf=1/T速度系列：动能速度系列：动能位移系列：回复力、加速度、势能位移系列：回复力、加速度、势能 简谐运动简谐运动的图像
2、直观地反映了的图像直观地反映了一个质点一个质点做简谐运动的物理过程，根据图像可以看出质做简谐运动的物理过程，根据图像可以看出质点在点在任意时刻任意时刻的位移。的位移。 如何描述同一时刻各质点的位移？如何描述同一时刻各质点的位移？ 机械波是机械振动在介质里的传播过程，从机械波是机械振动在介质里的传播过程，从波源开始，随着波的传播，介质中的波源开始，随着波的传播，介质中的大量质点大量质点先先后开始振动起来，虽然这些质点只在平衡位置附后开始振动起来，虽然这些质点只在平衡位置附近做重复波源的振动。但由于它们振动步调不一近做重复波源的振动。但由于它们振动步调不一致（同相质点除外）。所以，在致（同相质点除
3、外）。所以，在某一时刻某一时刻介质中介质中各个质点各个质点对平衡位置的位移各不相同。对平衡位置的位移各不相同。一、波的图象一、波的图象如果可以用如果可以用如果可以用如果可以用照象机把波照象机把波照象机把波照象机把波的形状摄下的形状摄下的形状摄下的形状摄下来，就是按来，就是按来，就是按来，就是按下下下下快门瞬间快门瞬间快门瞬间快门瞬间各个质点各个质点各个质点各个质点离离离离开各自平衡开各自平衡开各自平衡开各自平衡位置位置位置位置时的情时的情时的情时的情形。我们就形。我们就形。我们就形。我们就把这些质点把这些质点把这些质点把这些质点连成曲线，连成曲线，连成曲线，连成曲线，就是该时刻就是该时刻就是该
4、时刻就是该时刻的波的图象。的波的图象。的波的图象。的波的图象。Y位移位移位移位移1.1.1.1.用横坐标表示用横坐标表示用横坐标表示用横坐标表示各质点的平衡位置和质点到原点的距离各质点的平衡位置和质点到原点的距离各质点的平衡位置和质点到原点的距离各质点的平衡位置和质点到原点的距离2.2.2.2.用纵坐标表示用纵坐标表示用纵坐标表示用纵坐标表示某时刻某时刻某时刻某时刻各质点离开平衡位置的位移各质点离开平衡位置的位移各质点离开平衡位置的位移各质点离开平衡位置的位移X平衡位置平衡位置平衡位置平衡位置正正正正方方方方向向向向负负负负方方方方向向向向3.3.3.3.在在在在XOYXOYXOYXOY坐标平
5、面上画出坐标平面上画出坐标平面上画出坐标平面上画出某一时刻某一时刻某一时刻某一时刻各个质点各个质点各个质点各个质点偏离平衡偏离平衡偏离平衡偏离平衡位置的位置的位置的位置的位移位移位移位移YXO4.4.波的图象的画法：波的图象的画法： 将将某时刻某时刻各质点各质点偏离平衡位置的偏离平衡位置的位移矢量的末端位移矢量的末端用光滑的曲线连接起来。用光滑的曲线连接起来。二、波的图象的物理意义二、波的图象的物理意义 横波的图象就反映了横波的图象就反映了某某时刻时刻介质中各个质点在空间介质中各个质点在空间的实际分布情况。的实际分布情况。 反映反映某时刻某时刻各个质点各个质点偏离平衡位置的偏离平衡位置的位移。
6、位移。OYX波的图象是在波的传播方向上，介质中各振动质点在波的图象是在波的传播方向上，介质中各振动质点在某一时刻的波形图简称波形某一时刻的波形图简称波形（1 1）如果波的图象是正弦曲线，这样的波叫做正弦波，）如果波的图象是正弦曲线，这样的波叫做正弦波，也叫简谐波也叫简谐波（2 2）介质中有正弦波传播时，介质的质点在做简谐振）介质中有正弦波传播时，介质的质点在做简谐振动动（3 3）简谐波是一种最基本、最简单的波）简谐波是一种最基本、最简单的波. .（1）定义）定义: 在波动中，对平衡位在波动中，对平衡位置的位移置的位移总是总是相等的两个相等的两个相邻相邻质质点间的距离，叫做波的波长。点间的距离，
7、叫做波的波长。 (a)“位移总相等位移总相等” 的含义是的含义是“每时每刻都相等每时每刻都相等” (b)位移总相等的两个质点位移总相等的两个质点,其速度也总是相等的其速度也总是相等的三、描述简谐波的物理量三、描述简谐波的物理量1、波长（、波长（）(d)相距相距整数整数倍的质点振动倍的质点振动步调总是相同步调总是相同的；的； 相距相距/2奇数倍奇数倍的质点振动的质点振动步调总是相反步调总是相反的。的。 (c)在在横波横波中，两个中，两个相邻波峰相邻波峰或两个或两个相邻波谷相邻波谷之间之间的距离等于波长。的距离等于波长。 在纵波中，两个在纵波中，两个相邻密部相邻密部或两个或两个相邻疏部相邻疏部之间
8、的之间的距离也等于波长。距离也等于波长。 2、周期（、周期（T）、频率（）、频率（f） 波源质点振动的周期（或频率）就是波的周期波源质点振动的周期（或频率）就是波的周期（或频率）（或频率）说明说明波的周期（或频率）应由波的周期（或频率）应由波源决定波源决定，与传播，与传播波的波的介质无关介质无关。几点说明几点说明(2)一列波在同一均匀介质中是匀速传播的一列波在同一均匀介质中是匀速传播的(3)要区分波速与质点振动速度的含义要区分波速与质点振动速度的含义 3、波速（、波速（v） (1)波速的大小由波速的大小由介质介质的性质的性质决定决定，同一列波，同一列波在不同介质中传播速度不同。在不同介质中传播
9、速度不同。反映振动形式在介质中传播的快慢程度反映振动形式在介质中传播的快慢程度.传播速度（简称波速）：传播距离与对应时间的比值传播速度（简称波速）：传播距离与对应时间的比值4、波长、周期（或频率）和波速的关系、波长、周期（或频率）和波速的关系 (1)波速等于波长和频率的乘积波速等于波长和频率的乘积.(2)经过一个周期，振动在介质中传播的距离等于一个波经过一个周期，振动在介质中传播的距离等于一个波长长(3)波速等于波长和频率的乘积这一关系虽从机械波得到，波速等于波长和频率的乘积这一关系虽从机械波得到，但对其他形式的彼（电磁波、光波）也成立但对其他形式的彼（电磁波、光波）也成立波速由介质决定，与波
10、的频率、质点的振幅无关波速由介质决定，与波的频率、质点的振幅无关 波波的的频频率率只只取取决决于于波波源源，与与波波速速、波波长长无无关关。波波在在传传播播过程中、从一种介质进入另一种介质时频率不变。过程中、从一种介质进入另一种介质时频率不变。 波波长长则则决决定定于于v和和T。波波从从一一种种介介质质进进入入另另一一种种介介质质波波速速发发生生变变化化，周周期期不不变变，波波长长发发生生变变化化；波波在在同同一一介介质质中中传播，当周期发生变化，波长也发生变化。传播，当周期发生变化，波长也发生变化。1波速由什么决定？波速由什么决定？2频率由什么决定？频率由什么决定？3波长由什么决定？波长由什
11、么决定？4、波长、周期（或频率）和波速的关系、波长、周期（或频率）和波速的关系 四从波的图象上可获得哪些信息四从波的图象上可获得哪些信息直接描述量：直接描述量：振幅振幅A:A:图像的峰值图像的峰值. .波长波长: :相邻两个波峰相邻两个波峰或波谷之间的距离或波谷之间的距离. .x/my/cm5-50246各个质点的位移各个质点的位移x:x:对应于图像上某一点的坐标（对应于图像上某一点的坐标（y y，x x） 通过波的图像还能间接描述哪些物理量呢？通过波的图像还能间接描述哪些物理量呢？ 四、波的图象的应用四、波的图象的应用1.1.1.1. 波的传播方向波的传播方向波的传播方向波的传播方向、波的图
12、像和质点的振动方向之间的波的图像和质点的振动方向之间的波的图像和质点的振动方向之间的波的图像和质点的振动方向之间的关关关关系。系。系。系。波的成因法波的成因法波的成因法波的成因法: : : :x/my/cm5-50246vPPPPPQQQQQ思考：如果已知思考：如果已知思考：如果已知思考：如果已知P P点的振动方向向下，判断波的传播方点的振动方向向下，判断波的传播方点的振动方向向下，判断波的传播方点的振动方向向下，判断波的传播方向。向。向。向。前一质点依次前一质点依次带动带动后一质点后一质点延迟延迟振动振动前带后，后跟前前带后，后跟前, ,运动状态向后传。运动状态向后传。（2 2 2 2）上下
13、坡法）上下坡法）上下坡法）上下坡法: : : :将波的图像视为蜿蜒起伏的将波的图像视为蜿蜒起伏的“山坡山坡”，沿波的传播方向看，沿波的传播方向看， “上坡路段上坡路段”上的各质点都上的各质点都向下振动，向下振动，“下坡路段下坡路段”上的各质点都向上振动简上的各质点都向上振动简称称“上坡下，下坡上上坡下，下坡上”Y YX XO Ov下坡上下坡上下坡上下坡上上坡下上坡下上坡下上坡下上坡下上坡下上坡下上坡下思考：如果已知思考：如果已知思考：如果已知思考：如果已知P P点的振动方向向下，判断波的传播点的振动方向向下，判断波的传播点的振动方向向下，判断波的传播点的振动方向向下，判断波的传播方向方向方向方
14、向P例例1.1.图所示为一列向右传播的简谐波在某时刻的波形图所示为一列向右传播的简谐波在某时刻的波形图试求出波形图上图试求出波形图上A A、B B、C C、D D四个质点的振动方向四个质点的振动方向. .YXOABCDVVVV思考：如果这列波是向左传播的，则这四个质点的振思考：如果这列波是向左传播的，则这四个质点的振思考：如果这列波是向左传播的，则这四个质点的振思考：如果这列波是向左传播的，则这四个质点的振动方向又如何？动方向又如何？动方向又如何？动方向又如何？v题型题型题型题型1.1.已知波的传播方向和波形图判断质点的振动方向。已知波的传播方向和波形图判断质点的振动方向。已知波的传播方向和波
15、形图判断质点的振动方向。已知波的传播方向和波形图判断质点的振动方向。例例2.2.如图所示为一列简谐波在某时刻的波形图，已如图所示为一列简谐波在某时刻的波形图，已知图形上某点的振动方向如图所示。试求这列波的知图形上某点的振动方向如图所示。试求这列波的传播方向传播方向. .YXOV思考思考思考思考1.1.如果这个质点的振动方向向上，则波的传播如果这个质点的振动方向向上，则波的传播如果这个质点的振动方向向上，则波的传播如果这个质点的振动方向向上，则波的传播方向又如何？方向又如何？方向又如何？方向又如何？2.2.如果已知这个质点做减速运动，则如果已知这个质点做减速运动，则如果已知这个质点做减速运动，则
16、如果已知这个质点做减速运动，则波的传播方向又如何？波的传播方向又如何？波的传播方向又如何？波的传播方向又如何？题型题型题型题型2.2. 已知波形和质点的振动方向判断波的传播方向。已知波形和质点的振动方向判断波的传播方向。已知波形和质点的振动方向判断波的传播方向。已知波形和质点的振动方向判断波的传播方向。v先找出两点（平衡位置和波峰及波谷特殊点）并确定先找出两点（平衡位置和波峰及波谷特殊点）并确定其运动方向；然后确定经其运动方向；然后确定经t t时间内这两点所达到的时间内这两点所达到的位置；最后按正弦规律画出新的波形。位置；最后按正弦规律画出新的波形。 特殊点法特殊点法x/my/m01234v画
17、出再经画出再经画出再经画出再经t=T/4t=T/4时的波形图时的波形图时的波形图时的波形图PPPPPQQQQQ2.2.求波在任意时刻的波形图求波在任意时刻的波形图图象平移法图象平移法经过时间经过时间 ，波在传播方向移动的距离，波在传播方向移动的距离 , ,因此因此，把图象沿传播方向平移，把图象沿传播方向平移 即得到相对应的图象即得到相对应的图象. .x/my/m01234v机械波的振动状态和波形以波速匀速传播。机械波的振动状态和波形以波速匀速传播。2.2.求波在任意时刻的波形图求波在任意时刻的波形图例例3.3.某一简谐横波在某一简谐横波在t t0 0时刻的波形图如图的实线所示时刻的波形图如图的
18、实线所示若波向右传播，画出若波向右传播，画出T/4T/4后和后和5T/45T/4前两个时刻的波的前两个时刻的波的图象图象 OYXT T/4/4后的波形图后的波形图5T5T/4/4前的波形图前的波形图四从波的图象上可获得哪些信息四从波的图象上可获得哪些信息直接描述量直接描述量：振幅振幅A:A:图像的峰值图像的峰值. .波长波长: :相邻两个波峰相邻两个波峰或波谷之间的距离或波谷之间的距离. .x/my/cm5-50246各个质点的位移各个质点的位移x:x:对应于图像上某一点的坐标（对应于图像上某一点的坐标（y y，x x） 间接描述量间接描述量 已知波的传播方向可求各个质点的振动方向。反之已知波
19、的传播方向可求各个质点的振动方向。反之亦然。亦然。经过一段时间后的波形图经过一段时间后的波形图质点在一段时间内通过的路程和位移。质点在一段时间内通过的路程和位移。可判断质点的位移、速度、加速度的大小和方向。可判断质点的位移、速度、加速度的大小和方向。确定质点确定质点确定质点确定质点运动方向运动方向运动方向运动方向图线图线图线图线变化变化变化变化物理意义物理意义物理意义物理意义y/m x/m x/m T t/s图线图线图线图线研究内容研究内容研究内容研究内容研究对象研究对象研究对象研究对象波动图象波动图象波动图象波动图象振动图象振动图象振动图象振动图象 单一振动质点单一振动质点沿波传播方向的所有
20、质点沿波传播方向的所有质点一质点的位移随时间的变化规律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某时刻所有质点的空间分布规律表示表示各质点各质点在在某时刻某时刻的位移的位移表示表示一个质点一个质点在在各时刻各时刻的位移的位移随时间推移随时间推移图象延伸图象延伸，但已有，但已有的图象形状不变的图象形状不变随时间推移图象沿传播方向随时间推移图象沿传播方向平移平移根据下一时刻的位移来判断根据下一时刻的位移来判断根据根据“质点带动原理质点带动原理”来判断来判断五波形图和振动图像的区别五波形图和振动图像的区别五波形图和振动图像的区别五波形图和振动图像的区别例例3.3.一列波振幅是一列波振幅
21、是2cm2cm，频率是，频率是4Hz4Hz的简谐横波，的简谐横波， 以以32cm/s32cm/s的速度沿图中的速度沿图中x x轴正方向传播，在某时刻轴正方向传播，在某时刻x x坐标坐标为为7cm7cm处的介质质点正好经过平衡位置向处的介质质点正好经过平衡位置向y y轴正方向轴正方向运动，画出此时刻的波形图。运动，画出此时刻的波形图。x(cm)y(cm)0v24681012-2-4-6-8-102-2解析：解析：题型题型题型题型3.3. 已知波的传播方向和质点的振动方向画波形图。已知波的传播方向和质点的振动方向画波形图。已知波的传播方向和质点的振动方向画波形图。已知波的传播方向和质点的振动方向画
22、波形图。需要知道波的振幅和波长需要知道波的振幅和波长1. 关关于振于振动和波的关系，下列和波的关系，下列说法中正确的是法中正确的是( )A A振动是波的成因，波是振动的传播振动是波的成因，波是振动的传播B B振动是单个质点呈现的运动现象，波是许多质点联振动是单个质点呈现的运动现象，波是许多质点联合起来呈现的运动现象合起来呈现的运动现象C C波的传播速度就是质点振动的速度波的传播速度就是质点振动的速度D D波源停止振动时，波立即停止传波源停止振动时，波立即停止传播播AB课课 堂堂 练练 习习 2024/7/3125 2. 2.下图为一横波在某一时刻的波形图，已知下图为一横波在某一时刻的波形图，已
23、知F F质点质点此时的运动方向如下图所示，则（此时的运动方向如下图所示，则（ ）A A波向右传播波向右传播B B质点质点H H的运动方向与质点的运动方向与质点F F的运动方向相同的运动方向相同C C质点质点C C比质点比质点B B先回到平衡位置先回到平衡位置D D质点质点C C在此时的加速度为零在此时的加速度为零C C课课 堂堂 练练 习习 2024/7/3126 3 3. .如如图图在在一一条条直直线线上上有有三三点点S S、M M、N N，S S为为波波源源，距距M M点点为为1 12 2m m，距距N N点点为为2 21 1m m由由于于波波源源S S的的振振动动在在直直线线上上形形成成
24、一一列列横横波波，其其波波长长为为8 8m m，波波速速为为4 4m m/ /s s，下下列列说说法法中中正确的是（正确的是（ ） A AM M点点先先开开始始振振动动，N N点点后后振振动动，振振动动时时间间相相差差2.25s2.25s，但振动周期都为，但振动周期都为2s2s。 B BM M点在最高点时，点在最高点时，N N点在平衡位置以上向下振动点在平衡位置以上向下振动 C CM M点在最高点时，点在最高点时，N N点在平衡位置以上向上振动点在平衡位置以上向上振动 D D振动过程中振动过程中M M、N N两点的位移有可能在某时刻相两点的位移有可能在某时刻相 同。同。课课 堂堂 练练 习习
25、ACDACD4. (2014高考山东卷高考山东卷)(多多选)一一列列简谐横波沿直横波沿直线传播以波播以波源源O由平衡位置开始振由平衡位置开始振动为计时零点，零点，质点点A的振的振动图象如象如图所示，已知所示，已知O、A的平衡位的平衡位置相距置相距0.9 m以下判断正确以下判断正确的是的是( )ABA波波长为1.2 mB波源起振方向沿波源起振方向沿y轴正方向正方向C波速大小波速大小为0.4 m/sD质点点A的的动能在能在t4 s时最大最大课课 堂堂 练练 习习 5 5（20142014高考安徽卷高考安徽卷) )一一简谐横波沿横波沿x x轴正向正向传播，播，图甲是甲是t t0 0时刻的波形刻的波形
26、图，图乙是介乙是介质中某中某质点的振点的振动图象，象，则该质点的点的x x坐坐标值合理的是合理的是( () )A A0.5 m 0.5 m B B1.5 m1.5 mC C2.5 m 2.5 m D D3.5 m3.5 m课课 堂堂 练练 习习 C7(2013高考天津卷高考天津卷)(多多选)一列一列简谐横波沿直横波沿直线传播，播，该直直线上平衡上平衡位置相距位置相距9 m的的a、b两两质点的振点的振动图象如象如图所示，下所示，下图中描述中描述该波的波的图象可能正确的象可能正确的是是 ( )ACAC课课 堂堂 练练 习习 2024/7/31305.5.某某列列波波沿沿x x轴轴正正方方向向传传播
27、播，t t=0=0时时的的波波形形图图如如图图所所示示，已已知知在在t t=0.6=0.6秒秒时时A A点点正正好好第第三三次次出出现现波波峰峰，则则波波的的周周期期为为多多少少？波波传传到到P P点点所所需需的的时时间间为为多多少少？P P点点第第一一次次出出现现波峰的时间是多少？波峰的时间是多少？课课 堂堂 练练 习习 周期周期T T=0.3s=0.3s波传到波传到P P点的时间为点的时间为t t1 1=0.45s=0.45sP P点第一次出现波峰的时间为点第一次出现波峰的时间为t t2 2=0.675s=0.675s6(2013高考重庆卷高考重庆卷)一列一列简谐横波沿直横波沿直线传播，播
28、，某某时刻刻该列波上正好列波上正好经过平衡位置的两平衡位置的两质点相点相距距6 m，且，且这两两质点之点之间的波峰只有一个，的波峰只有一个，则该简谐波可能的波波可能的波长为()A4 m、6 m和和8 mB6 m、8 m和和12 mC4 m、6 m和和12 m D4 m、8 m和和12 mC课课 堂堂 练练 习习 2024/7/3132 8 8. .如如图图中中的的实实线线是是一一列列简简谐谐波波在在某某一一时时刻刻的的波波形形曲曲线线。经经t t= =0 0. .5 5s s后后，其其波波形形如如图图中中虚虚线线所所示示。设设tt2T2T（T T为波的周期），为波的周期），（1 1）如果波是向
29、右传播，求波的周期和波速）如果波是向右传播，求波的周期和波速（2 2）如果波是向左传播，求波的周期和波速）如果波是向左传播，求波的周期和波速课课 堂堂 练练 习习 题题题题型型型型1.1.已已已已知知知知波的波的波的波的传播方向传播方向和波形图和波形图和波形图和波形图判断判断判断判断质点的质点的质点的质点的振动方向振动方向振动方向振动方向。已知已知已知已知波形和质点的波形和质点的波形和质点的波形和质点的振动方向判断振动方向判断振动方向判断振动方向判断波的波的波的波的传播方向传播方向传播方向传播方向。题型题型题型题型2 2. .已知已知t t时刻的时刻的波形图波形图求波在求波在t+ tt+ t时刻的波形图。时刻的波形图。上坡下，下坡上上坡下，下坡上 特殊点法、图象平移法特殊点法、图象平移法题型题型题型题型3.3. 已知已知已知已知波的波的波的波的传播方向传播方向传播方向传播方向和质点的和质点的和质点的和质点的振动方向画波形图振动方向画波形图振动方向画波形图振动方向画波形图。
