单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,2020/9/19,0,2,波的描述,2波的描述,1,波的描述ppt课件人教版高中物理,2,自主阅读,自我检测,一、波的图像,1,.,波的图像的获得方法,(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,纵坐标,y,表示某时刻各质点偏离平衡位置的,。,(2),描点,:,在坐标系中描出一系列点,使各点的横坐标为对应质点的平衡位置,x,纵坐标为该质点偏离平衡位置的位移,y,。,(3),连线,:,用一条,的曲线把描的点连接起来就是这列波此时刻的波的图像,也称波形图。,平衡位置,位移,平滑,自主阅读自我检测一、波的图像平衡位置位移平滑,3,自主阅读,自我检测,2,.,简谐波的图像,(1),如果波的图像是,曲线,这样的波叫作正弦波,也叫简谐波。,(2),介质中有正弦波传播时,介质中的质点在做,。,3,.,波的图像与振动图像的意义,(1),波的图像表示介质中的,“,质点,”,在,“,时刻,”,的位移。我们可以形象地说,:,波的图像是,“,照相式,”,的。,(2),振动图像表示介质中,“,质点,”,在,“,时刻,”,的位移。我们可以形象地说,:,振动图像是,“,录像式,”,的。,正弦,简谐运动,各个,某一,某一,各个,自主阅读自我检测2.简谐波的图像正弦简谐运动各个某一某一各个,4,自主阅读,自我检测,二、波长、频率和波速,1,.,波长,(1),在波的传播方向上,振动相位总是,的两个相邻质点间的距离,叫作波长。,(2),在横波中,两个,波峰或两,个,_,波谷之间的距离等于波长。,(3),在纵波中,两个,密部或两个,疏部之间的距离等于波长。,2,.,波的周期和频率,在波动中,各个质点的振动周期或频率是,的,它们都等于,的振动周期或频率,这个周期或频率也叫波的周期或频率。,相同,相邻,相邻,相邻,相邻,相同,波源,自主阅读自我检测二、波长、频率和波速相同相邻相邻相邻相邻相同,5,自主阅读,自我检测,3,.,波长与周期的关系,经过,周期,振动在介质中传播的距离等于一个波长。,4,.,波速及其特点,(1),定义,:,波速是指波在介质中传播的速度。,(2),特点,:,波速是由,本身的性质决定的,不同频率的机械波在相同的介质中传播速度,。,某种机械波从一种介质进入另一种介质,不变,波速改变。,5,.,波长、周期,(,频率,),和波速之间的关系,v=,=,。,一个,介质,相等,频率,f,自主阅读自我检测3.波长与周期的关系一个介质相等频率f,6,自主阅读,自我检测,正误判断,1,.,同一波形上各质点的振幅相等。,(,),2,.,波的图像表示各个时刻各个质点的位移。,(,),3,.,质点做简谐运动时,在介质中形成的波形为正弦曲线。,(,),4,.,横波中相邻两个波峰之间的距离,纵波中密部中央和疏部中央之间的距离都是一个波长。,(,),解析,:,波的图像表示某一时刻各个质点的位移,。,解析,:,波长是相邻的两个振动情况始终完全相同的质点之间的距离,横波是相邻两个波峰,(,或波谷,),之间的距离,纵波是相邻的两个密部中央,(,或疏部中央,),之间的距离。,自主阅读自我检测正误判断解析:波的图像表示某一时刻各个质,7,自主阅读,自我检测,5,.,波在同一种均匀介质中匀速传播,波由一种介质进入另一种介质,频率、波速和波长都要改变。,(,),6,.,波的传播速度由波源决定。,(,),7,.,在一个周期内,振动质点走过的路程等于一个波长。,(,),解析,:,波在同一种均匀介质中匀速传播,波由一种介质进入另一种介质,频率不变,但波速和波长都要改变。,解析,:,波速由介质本身的性质决定,在不同的介质中波速不同,另外,波速还与温度有关。波源决定波的频率。,解析,:,由于振动质点做简谐运动,在一个周期内,振动质点走过的路程等于振幅的,4,倍。,自主阅读自我检测5.波在同一种均匀介质中匀速传播,波由一种介,8,问题一,问题二,问题三,当堂检测,对波的图像的理解及应用,情境探究,一列简谐波在某一时刻的图像如图所示。,(1),波的图像是什么形状的曲线,?,(2),由图像可读出什么,?,要点提示,:,(1),波的图像是余弦曲线。,(2),由图像可读出,:,该时刻各质点的位移。,各质点振动的振幅。,问题一问题二问题三当堂检测对波的图像的理解及应用要点提示:(,9,问题一,问题二,问题三,当堂检测,知识归纳,1,.,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),简谐波的图像是正弦曲线,是最简单的一种波,各个质点振动的振幅、周期都相等。,问题一问题二问题三当堂检测知识归纳,10,问题一,问题二,问题三,当堂检测,2,.,图像的信息,如图所示,知道一列波在某时刻的波形,能从这列波的波形中了解到波的传播情况主要有以下几点,:,(1),直接看出在该时刻沿传播方向上各质点的位移,即图线上各点的纵坐标。图中的,M,点的位移是,2 cm,。,(2),直接看出各质点的振幅,A,波的图线上纵坐标最大值的绝对值,图中,A=,4 cm,。,(3),判断各质点在该时刻的回复力方向和加速度方向,与位移方向相反。,(4),若已知波的传播方向,可确定各质点在该时刻的振动方向、速度大小的变化趋势等。反之亦然。,问题一问题二问题三当堂检测2.图像的信息(1)直接看出在该时,11,问题一,问题二,问题三,当堂检测,3,.,判断质点振动方向或波传播方向的方法,(1),带动法,:,先振动的质点带动邻近的后振动质点,在质点,P,靠近波源一方附近的图像上另找一点,P,若,P,在,P,点上方,则,P,向上振动,;,若,P,在下方,则,P,向下振动,(,如图甲所示,),。,问题一问题二问题三当堂检测3.判断质点振动方向或波传播方向的,12,问题一,问题二,问题三,当堂检测,(2),上下坡法,:,沿波的传播方向看去,“,上坡,”,处的质点向下振动,;“,下坡,”,处的质点向上振动,简称,“,上坡下,下坡上,”(,如图乙所示,),。,(3),同侧法,:,在波的图像上的某一点,沿竖直方向画出一个箭头表示质点振动方向,并设想在同一点沿水平方向画一个箭头表示波的传播方向,那么这两个箭头总是在曲线的同侧,(,如图丙所示,),。,(4),微平移法,:,如图丁所示,实线为,t,时刻的波形,作出微小,时间,后,的波形如虚线所示。由图可见,t,时刻的质点由,P,1,(,或,P,2,),位置经,t,后运动到,P,1,(,或,P,2,),处,这样就可以判断质点的振动方向了。,问题一问题二问题三当堂检测(2)上下坡法:沿波的传播方向看去,13,问题一,问题二,问题三,当堂检测,典例剖析,例题,1,右图是一列横波在某一时刻的波形,波沿,x,轴正方向传播。,(,1),该时刻质点,A,的振动方向向,质点,C,的振动方向向,质点,D,的振动方向向,。,(2),再,经过,T,质点,A,通过的路程是,cm,质点,C,的位移,是,_cm,。,问题一问题二问题三当堂检测典例剖析,14,问题一,问题二,问题三,当堂检测,规律方法,简谐运动中质点的位移,对于做简谐运动的质点,其位移都是相对平衡位置而言的,与起点在何处无关,这一点与运动学中的位移有所不同。,解析,:,(1),由于波沿,x,轴正方向传播,质点,A,在,“,下坡区,”,所以它向上运动,;,质点,C,、质点,D,均在,“,上坡区,”,所以质点,C,、,D,都向下运动。,(2),再,经过,T,质点,A,又回到平衡位置,所以质点,A,通过的路程为,4,cm;,质点,C,也回到平衡位置,其位移为,0,。,答案,:,(1),上,下,下,(2)4,0,问题一问题二问题三当堂检测规律方法 简谐运动中质点的位移解析,15,问题一,问题二,问题三,当堂检测,振动图像和波的图像的比较,情境探究,一列波的图像如图甲,其中某一质点的振动图像如图乙,。,(1),如何区分波的图像与振动图像,?,(2),两种图像纵坐标的最大值相同吗,?,要点提示,:,(1),从横轴来区分两个图像,:,振动图像的横轴表示时间,波的图像的横轴表示质点的平衡位置。,(2),相同,均为质点振动的振幅。,问题一问题二问题三当堂检测振动图像和波的图像的比较要点提示:,16,问题一,问题二,问题三,当堂检测,知识归纳,简谐振动的图像和波的图像异同点,问题一问题二问题三当堂检测知识归纳,17,问题一,问题二,问题三,当堂检测,问题一问题二问题三当堂检测,18,问题一,问题二,问题三,当堂检测,典例剖析,例题,2,图甲为某一波在,t=,1,.,0 s,时的图像,图乙为参与该波动的,P,质点的振动图像,。,(1),说出两图中,AA,的意义。,(2),说出甲图中,OAB,图线的意义,并判断甲图中的波的传播方向。,(3),画出甲图中各质点再经,3,.,5 s,时的波形。,问题一问题二问题三当堂检测典例剖析,19,问题一,问题二,问题三,当堂检测,解析,:,(1),甲图中,AA,表示质点,A,的振幅或,1,.,0,s,时,A,质点的位移,大小为,0,.,2,m,方向为负。乙图中,AA,表示质点,P,的振幅,也是,P,质点在,0,.,25,s,时的位移,大小为,0,.,2,m,方向为负。,(2),甲图中,O,AB,段图线表示,O,到,B,之间所有质点在,1,.,0,s,时的位移。由乙图看出,P,质点在,1,.,0,s,时向,y,轴负方向振动,所以甲图中波向左传播,则,O,A,间各质点正向远离平衡位置方向振动,AB,间各质点正向靠近平衡位置方向振动。,问题一问题二问题三当堂检测解析:(1)甲图中AA表示质点A,20,问题一,问题二,问题三,当堂检测,(3),解,1:,特殊点法,由乙图可知周期为,1,.,0,s,再经,3,.,5,s,各质点在甲图的基础上运动,3,.,5,个周期,用特殊点法描出,A,、,B,、,C,、,P,四点的位置,连线可得到,3,.,5,s,时的波的图像,如图所示,。,解,2:,波形平移法,答案,:,见解析,问题一问题二问题三当堂检测(3)解1:特殊点法,21,问题一,问题二,问题三,当堂检测,规律方法,(1),振动图像与波的图像,利用两种图像分析问题时,对于波动图像要清楚它是对应哪个时刻,与振动图像哪个点对应,;,对于振动图像要清楚它是描述的哪个点,与波动图像上哪个点对应,.,要找到两种图像的对应关系。,(2),根据某时刻的波形,画出另一时刻的波形的方法,波形平移法,:,当波传播距离,x=n,+,x,时,波形平移,x,即可。,特殊点法,:,当波传播时间,t=nT+,t,时,根据振动方向判断相邻特殊点,(,波峰处质点,波谷处质点,平衡位置处质点,),振动,t,后的位置进而确定波形。应用波形平移法时一定要注意平移的是波的形状而不是质点的位置,每个质点都是在各自的平衡位置附近上下振动,并不随波形迁移。从这个角度说,用特殊点法更能体现各个质点的振动和所有质点波动的关系。,问题一问题二问题三当堂检测规律方法(1)振动图像与波的图像,22,问题一,问题二,问题三,当堂检测,变式训练,1,下图是一列向右传播的简谐横波在某时刻的波形。已知波速,v=,0,.,5 m/s,画出该时刻,7 s,前及,7 s,后的瞬时波形,(,至少要画一个波长,),。,问题一问题二问题三当堂检测变式训练1下图是一列向右传播的简谐,23,问题一,问题二,问题三,当堂检测,问题一问题二问题三当堂检测,24,问题一,问题二,问题三,当堂检测,波长的确定和波长、波速、频率的理解,情境探究,机械波传播过程中,波速就是质点的振动速度吗,?,要点提示,:,不是。波速与振动速度是两个不同的概念。,问题一问题二问题三当堂检测波长的确定和波长、波速、频率的理解,25,问题一,问题二,问题三,当堂检测,知识归纳,1,.,波长的确定,(1),根据定义确定,在波动中,振动相位总是相同的两个相邻质点间的距离等于