波的形成和描述
2.1波的形成、描述和传播
2、已知波的传播方向可判断各质点的振动 方向。(若已知某一质点的振动方向也可确 定波的传播方向。)
3、在这一时刻各个质点的位移
4、质点在某一段时间内通过的路程和位移。 5、可画出经过一段时间后的波形图。
六、振动图象与波的图象的比较
x
图 像
简谐振动图象
y
简谐波的图象
O
相 同 点
t
O
x
1 、纵坐标都表示质点偏离平衡位置的位移 2 、图象的形状都是正弦或余弦曲线 横坐标表示时间，O点为 质点的平衡位置 反映了同一质点在不同时 刻相对平衡位置的位移 横坐标表示在波的传播方 向上各质点的平衡位置 反映了不同质点在同一时 刻相对平衡位置的位移
例５、如图5－22中实 线是一列简谐波在某一 时刻的波形图线，虚线 是0.2s后它的波形图线。 求这列波可能的传播速 度．
练习：如图5－28所示为一列横波沿x轴传播时, t1 = 0和t2 = 0.005s时刻的波的图象，分别由图 中的实线和虚线表示． （1）由图线求出波的振幅和波长； （2）设周期大于（t2－t1）．则波速为多少？ （3）设周期小于（t2－t1），并知波速为 6000m/s，求波的传方向.
三、波的图像
1、用横坐标表示在波传播方向上各质点的平衡位置 2、用纵坐标表示某一时刻各质点偏离平衡位置的位移
正 方 向 负 方 向
y/m 位移
2.1波的形成和描述(2课时)
机械振动在介质中是怎样传播的？
机械振动在介质中是怎样传播的？
绳子可以分成一个个小段，一个个小段可以看做一个 个相连的质点，这些质点之间存在着相互作用。 手握绳端上下振动时，绳端带动相邻的质点，使它也 上下振动。这个质点又带动更远一些的质点……
绳端这种上下振动的状态就沿绳子传了出去，从整 体上看就是一些凹凸相间的波形。
波的图象
波的传播方向上所有的振动 质点 某一时刻连续介质中各质点 相对于平衡位置的位移
一个振动质点 质点在振动过程中，位移随时 间而变化的规律
坐标含义 物理意义
（t、x）表示t时刻的位移是x
(x、y)表示x处质点某时刻的 偏离平衡位置的位移
描述的是某一质点在各个时刻 偏离平衡位置的位移
研究质点振动的时间起点零时 刻）不同，图线的起始点不同
机械振动在介质中是怎样传播的？
•1．绳子各部分看成许 多质点组成，各部分之 间存在着相互作用的弹 力． •2．沿波的传播方向上 后一个质点比前一个质 点落后一段时间，质点 依次被带动． •3．振动的形式传播出 去形成波．
机械波传播的特征 (1)步调： 沿波的传播方向，介质中各质点由波源 开始由近及远的依次开始振动，离波源 越远质点振动越滞后； (2)质点不迁移： 各质点只在各自的平衡位置附近做来回往 复的受迫运动，而质点本身并不随波的传 播而迁移。
0100414--§2[1].1_波的形成和描述-1
![0100414--§2[1].1_波的形成和描述-1](https://img.taocdn.com/s3/m/5a6aa535ee06eff9aef807ab.png)
三. 波的描述
表示某一选定时刻波中各质点位置的图。 表示某一选定时刻波中各质点位置的图。 横轴x表示波的传播方向， 横轴 表示波的传播方向， 表示波的传播方向 坐标x表示质点的平衡位置， 坐标 表示质点的平衡位置，o 表示质点的平衡位置 纵轴y表示质点的振动方向 表示质点的振动方向， 纵轴 表示质点的振动方向， 坐标y表示质点偏离平衡位置的位移。 坐标 表示质点偏离平衡位置的位移。 表示质点偏离平衡位置的位移 x y平面上一条曲线就表示某一时刻的波形图。 平面上一条曲线就表示某一时刻的波形图。 平面上一条曲线就表示某一时刻的波形图 说明：在横波中波形图与实际的波形是相同的，但在 说明：在横波中波形图与实际的波形是相同的， 纵波中，由于波形图表示的是各质点位移的分布情况， 纵波中，由于波形图表示的是各质点位移的分布情况， 而区别于质点的实际位置分布。 而区别于质点的实际位置分布。
【例2】一列横波沿直线传播，在波的传播方向上有 一列横波沿直线传播， 两个质点， 相距1.2m. 1.2m.当波恰好到达其中某 A、B两个质点，A、B相距1.2m.当波恰好到达其中某 一点开始计时，波向另一点传播， 4s内 点完成4 一点开始计时，波向另一点传播，在4s内A点完成4 次全振动， 点完成6次全振动. 次全振动，B点完成6次全振动.则该波的传播方向是 自 点向 点；传播速度是 m/s.
高中物理知识点总结：波的性质与波的图像、波的现象与声波
一. 教学内容：
1. 波的性质与波的图像
2. 波的现象与声波
【要点扫描】
波的性质与波的图像
（一）机械波
1、定义：机械振动在介质中传播就形成机械波．
2、产生条件：（1）有做机械振动的物体作为波源．（2）有能传播机械振动的介质．
3、分类：①横波：质点的振动方向与波的传播方向垂直．凸起部分叫波峰，凹下部分叫波谷
②纵波：质点的振动方向与波的传播方向在一直线上．质点分布密的叫密部，疏的部分叫疏部，液体和气体不能传播横波。
4. 机械波的传播过程
（1）机械波传播的是振动形式和能量．质点只在各自的平衡位置附近做振动，并不随波迁移．后一质点的振动总是落后于带动它的前一质点的振动。
（2）介质中各质点的振动周期和频率都与波源的振动周期和频率相同．
（3）由波源向远处的各质点都依次重复波源的振动．
（二）描述机械波的物理量
1. 波长λ：两个相邻的，在振动过程中相对平衡位置的位移总是相等的质点间的距离叫波长．在横波中，两个相邻的波峰或相邻的波谷之间的距离．在纵波中两相邻的密部（或疏部）中央间的距离，振动在一个周期内在介质中传播的距离等于波长
2. 周期与频率．波的频率由振源决定，在任何介质中传播波的频率不变。波从一种介质进入另一种介质时，唯一不变的是频率（或周期），波速与波长都发生变化．
3. 波速：单位时间内波向外传播的距离。v＝s/t＝λ/T＝λf，波速的大小由介质决定。
（三）说明：①波的频率是介质中各质点的振动频率，质点的振动是一种受迫振动，驱动力来源于波源，所以波的频率由波源决定，是波源的频率.
波速是介质对波的传播速度．介质能传播波是因为介质中各质点间有弹力的作用，弹力越大，相互对运动的反应越灵敏，则对波的传播速度越大．通常情况下，固体对机械波的传播速度较大，气体对机械波的传播速度较小．对纵波和横波，质点间的相互作用的性质有区别，那么同一物质对纵波和对横波的传播速度不相同．所以，介质对波的传播速度由介质决定，与振动频率无关．
波的形成和描述同步
(3)已知该时刻各质点的运动方向 ，可判断 波的传播方向．
(4)已知波速v的大小可求 周期(或频率．) (5)已知波速v的大小和方向，可画前、后任一 时刻的 图象．
(2)波的特征
①波长(λ)
定义：在波动中振，动相位
总是相同相的邻 两
个
质点间的距离．国际单位制用米
周期 周期 T
可求出 T＝vλ
其
①质点的振动是组成波动的基本要素之一；
他
②波动由许多质点振动所组成，但在图象上波 两者联
形变化无法直接看出；
系
③若已知波的传播方向和某时刻的波形图，则
可以讨论波动中各质点的振动情况
四、波长的确定及波长、频率、波速的关系
波长的确定
(1)根据定义确定 ①在波动中，振动相位总是相同的两个相邻 质点间的距离等于一个波长．
③波速
定义：机械波在介质中 传播的距离 跟 所用时间 的比
值，叫做波速．
公式：v＝Δtx .
决定因素：机械波在介质中的传介播质速度由 的性质决定，在不同介质中，波速一般不 同温，度 另外，波速还与
有关．如温度升高时，声波在介质 中传播速度增大．
波速、波长、周期的关系：由于波在一个周期内传播的距 离等于一个波长，因此三者之间关系为：v＝Tλ 或v＝λf .
二、判断质点振动方向或波传播方向的方法
波的形成和描述
解析：由图乙知，开始时质点位于平衡位置，故A、C错； 质点开始时向y轴正方向运动．若波沿x轴正方向传播，b沿 y轴正方向运动，d沿y轴负方向运动，故B正确；若波沿x轴 负方向传播，b沿y轴负方向运动，d沿y轴正方向运动，故D 正确，所以选B、D. 答案：BD
.
4．有一种沙漠蝎子既没有眼睛，也没 有耳朵．它捕食猎物靠的是一种地 震仪式的构造．它有八条腿，趴伏 时大致对称地放在躯体四周(图7－ 2－8)．不远处的小虫一有骚动，就会在沙面上引起一 阵地震波．蝎子从哪只腿先感到地震波就能判断小虫所 在的方位，并从P波和S波到达的时间差就可以“算出”
波长只有这两个数值能满足波长大于2 m的条件．
由T＝ ，解得T1＝0.28 s，T2＝0.12 s.
答案：AB
.
.
(2009·四川高考)如图 7－2－2所示为一列沿x轴负 方向传播的简谐横波，实线 为t＝0时刻的波形图，虚线 为t＝0.6 s时的波形图，波的周期T>0.6 s，则
.
()
A．波的周期为2.4 s B．在t＝0.9 s时，P点沿y轴正方向运动 C．经过0.4 s，P点经过的路程为4 m D．在t＝0.5 s时，Q点到达波峰位置
.
解析：波的频率取决于波源的振动频率，与介质无关，故 同一音叉发出的声波在水中与在空气中传播时频率相 同．但机械波在介质中传播的速度只取决于介质性质，与 波的频率无关．声波在水中传播的速度大于在空气中传播 的速度，再由v＝λf知，声波应在水中的波长较大，对应于 题图中波形曲线b，故只有A正确． 答案：A
第5章波动
2
定振动的超前 与落后
第二类：
已知波线上一点的振动方程，求波动方程。 法一：位相法
法二：标准方程法 根据已知点的振动方程，分别定出 A、、u、 0 ， 再将其逐一“填”入标准波动方程。 法三： t t 法 在波线上任取一点P(距离原点为x)，判断P点与 已知点在振动上的超前与落后关系，并求出超前 或落后的时间 t ，然后用 ( t t ) 去代替已知 点振动方程中的 t ，P点超前用+ ；落后用-
平面波—波面为平面的波动。本章只讨论这种波。 在各向同性媒质中，波线总是与波面垂直。
波面
三. 波的物理描述
1.波长—一个周期内波动传播的距离。
uT u
2.波的周期T—媒质质元完成一次全振动的时间。 波的周期完全由波源(周期)确定。频率 =1/T。
3.波速u —振动状态(位相)的传播速度，又称相速。
o
B P
5cm x
u=20cm/s
x
P点的位相= [4t +4x/20] x 波动方程为：y=0.4cos4(t )cm 20
已知A点的振动方程为 yA=0.4cos4t(cm) 法二：标准方程法 y u=20cm/s A
o
x ) o ] y A cos[ (t u x =0.4cos4(t )cm 20
总结起来，波动方程的标准形式应为
波的形成和描述(解说版)
4.下列说法正确的是 下列说法正确的是 A.质点振动方向总是垂直于波传播的方向 质点振动方向总是垂直于波传播的方向 B波动过程是运动形式和质点由近及远的传播过程 波动过程是运动形式和质点由近及远的传播过程 C.如果波源停止振动，在介质中传播的波动不 如果波源停止振动， 如果波源停止振动 立即停止运动
福建师范大学
陈晓东
解析：不能。向水中投入石块， 解析：不能。向水中投入石块，水面受到石块的撞击开始振 形成水波向四周传去。这是表面现象， 动，形成水波向四周传去。这是表面现象，实际上水波向四 周传播时水只是上下振动并不向外迁移， 周传播时水只是上下振动并不向外迁移，所以球也仅仅是上 下振动而不会向岸边运动。 下振动而不会向岸边运动。
有什么区别？（质点振动的方向），第一个振动方向和传播 有什么区别？（质点振动的方向），第一个振动方向和传播 ？（质点振动的方向）， 方向垂直，第二个是平行，不能说是相同。 方向垂直，第二个是平行，不能说是相同。
横波：质点的振动方向跟波的传 播方向垂直的波
为了描述横波的运动，物理学上引进了 波峰和波谷的概念，凸起的最高处叫做波峰， 凹下的最低处叫做波谷。
海啸 地震波
波还传播振动的形式
各质点点振动的周期相同，是由振源 来决定， 各质点的振幅相同， 各质点刚开始振动的方向相同。
传播信息
关于振动和波的关系，下列说法正确的是： A.有机械波必有振动。 B.有机械振动必有波。 C.离波源远的质点振动得慢。 D.波源停振时，介质中的波动立即停止。
第1节波的形成和描述-hxm
1、波的形成
前一个质点的振动总是要带动后一个质点振动，依次带动 下去。振动也就由发生区域向远处传播，从而形成波。
波源 介质 后面每个质点的起振方向与波源起振同向 受迫振动：周期等于波源周期
运动会中的团体表演，常常利用运动下蹲、
站起的动作来表现波浪。
2、波的传播
传播运动形式——机械振动 传播能量
E A B D
C
若该波向右传播，图中A、C、D质点的振动方向如何？速 度和加速度的大小如何变化。 若已知B质点正向上运动，则波的传播方向如何？
波前振后
五、描述波的物理量
1、周期（T）
2、频率（f）
3、波长（
）
两个相邻的、相对平很位置的位移和振动方向 总是相同的质点间的距离 两个相邻波峰（或波谷）之间的距离
4、波速（v）
x v f t T
说明： 1、机械波的传播速度由介质本身性质决定 2、机械波的频率由振源的振动频率决定
课堂练习
1.关于简谐波说法中正确的是（ ） A．两个振动情况完全相同的质点之间的距离是一个 波长
B．任意两个波峰或波谷之间的距离叫波长
C．波动在一周期内向前传播的距离等于波长 D．在一个周期内质点所走过的路程等于一个波长
这个点不同时刻的位置
波知识点总结
波知识点总结
一、波的基本概念
1.1 波的定义
波是指物质或能量在空间中传播的波动现象。它是一种能量的传递方式，可以通过媒质的震动或振动来传播能量。
1.2 波的形成
波的形成是由于物质或能量在空间中的震动或振动所产生的。当物质或能量受到外力的作用时，会产生震动或振动，从而形成波动。
1.3 波的特点
波具有传播能量的能力，能够在空间中传播。波还具有波长、频率、振幅和速度等特征。
1.4 波的分类
按照波在媒质中传播的形式，波可以分为机械波和电磁波两类。机械波是需要介质来传播的波，如声波、水波等；电磁波是无需介质来传播的波，如光波、无线电波等。
1.5 波的表征
波可以用波函数来表征，波函数可以描述波的传播和性质。波函数通常按时间和空间坐标来描述波的变化。
二、波的分类
2.1 机械波
机械波是需要介质来传播的波，它是由介质的震动或振动所产生的波动。机械波的传播需要介质的支持，如水波、声波等。
2.1.1 横波
横波是一种波动形式，它的传播方向与介质振动的方向垂直。典型的横波包括水波、电磁波等。
2.1.2 纵波
纵波是一种波动形式，它的传播方向与介质振动的方向平行。典型的纵波包括声波等。
2.2 电磁波
电磁波是无需介质来传播的波，它是由电场和磁场相互作用而产生的波动。电磁波可以在真空中传播，如光波、无线电波等。
2.2.1 光波
光波是一种特殊的电磁波，它是可见光的波动形式。光波具有波长、频率和速度等特征，可以在空间中传播。
2.2.2 无线电波
无线电波是一种电磁波，它是在无线电通信中广泛应用的一种波动形式。无线电波可以在大气中传播，用于无线通信、雷达、卫星通信等。
波的形成 原理
波的形成原理
以波的形成原理为题，我们来探讨一下波的产生和传播机制。
波是一种能量传播的方式。波的形成需要两个条件：介质和能量源。介质可以是空气、水、固体等，能量源可以是声源、光源、震源等。
在介质中，波的形成是由能量源激发产生的。例如，声波是由震动的物体产生的，光波是由发光体产生的。当能量源激发介质时，介质中的粒子会受到扰动，从而传递能量并引起波的传播。
波的传播可以分为机械波和电磁波两种类型。机械波是指需要介质进行传播的波，例如声波和水波；而电磁波是指可以在真空中传播的波，例如光波和无线电波。
机械波的传播是通过介质中的粒子之间的相互作用完成的。当能量源激发介质时，粒子会受到扰动，随后传递给相邻的粒子，从而引起波的传播。这个过程中，粒子会沿着波的传播方向振动，并将能量传递给下一个粒子，形成波的传播。
电磁波的传播机制与机械波有所不同。电磁波是由电场和磁场相互作用产生的。当能量源激发介质时，会产生震荡的电荷，从而产生电场和磁场的变化。这些变化会相互作用，形成电磁波的传播。
无论是机械波还是电磁波的传播，都遵循波动方程。波动方程描述了波的传播过程中的变化规律。它包含了波速、频率、波长等参数，
用于描述波的特性。
波的传播速度与介质的性质有关。在同一介质中，不同类型的波有不同的传播速度。例如，声波在空气中的传播速度约为343米/秒，而光波在真空中的传播速度约为299792458米/秒。
除了介质的性质，波的频率和波长也会影响波的传播特性。波的频率指的是波动的次数，在单位时间内震动的次数越多，波的频率越高。波的波长指的是波动的空间周期，即相邻两个波峰或波谷之间的距离。
波的形成和描述
四,波长,周期(频率)和波速的关系
点击下图观看动画演示
三者关系:
v =
wk.baidu.com
λ
T
或 v = λf
1. 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 距离等于一个波长.
对三者关系的理解:
波速由介质决定,周期(或频率)由振源决 定.当一列波从一种介质进入另一种介质传播 时,周期(或频率)保持不变.但由于波速的 变化而导致波长的变化. 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. λ v = 或 v = λf 波速的计算既可用 T 也可用
v = s t
例题: 如图在一条直线上有三点S 例题 如图在一条直线上有三点 ,M,N,S为波 , 为波 点为12m,距N点为 点为21m.由于波源 的振 源,距M点为 点为 , 点为 .由于波源S的振 动在直线上形成一列横波,其波长为8m, 动在直线上形成一列横波,其波长为 ,波速为 4m/s,下列说法中正确的是( ) ,下列说法中正确的是(
A.M点先开始振动,N点后振动,振动时间相差2.25s, 但振动周期都为2s B.M点在最高点时,N点在平衡位置以上向下振动 C.M点在最高点时,N点在平衡位置以上向上振动 D.振动过程中M,N两点的位移有可能在某时刻相同
解析: 解析:由v=λ/T得T = λ/v=8/4= 2s,由于 为波 λ 得 ,由于S为波 波向右传播, 传到N的 源 , 波向右传播 , 由 v=s/t, 得波从 传到 的 得波从M传到 时间 时间t = s / v=2.25s,则A对; , 对 M,N相距9m,则N点的振动与M点后 1m的质 N相距 相距9m,则N点的振动与 点后1m的质 点的振动与M点后 点的振动完全相同, 点在最高点时, 点后 点的振动完全相同 , 当 M点在最高点时, M点后 点在最高点时 1m的质点已过了平衡位置向最高点运动,则N点 的质点已过了平衡位置向最高点运动, 的质点已过了平衡位置向最高点运动 点 也在平衡位置上方向上振动,则C对B错; 也在平衡位置上方向上振动, 对 错 实际振动过程中任意两点的位移都有可能相 因为当这两点的中间点处于最大位移时, 同,因为当这两点的中间点处于最大位移时,此 两点的位移就相同, 两点的位移就相同,则D对. 对 所以,正确选项为A,C,D. 所以,正确选项为 , , .
第2章 第1节 波的形成和描述
第2章第1节波的形成和描述
第1节波的形成和描述
波的形成与传播
[先填空]
1．定义
机械振动在介质中传播，形成了机械波．
2．产生条件
(1)振源：做机械振动的物体．
(2)介质：能传播波的物质．
3．传播特点
机械波传播时，介质并不随波前进，传播的只是机械振动这种运动形式及其能量．
4．横波和纵波
定义标识性物理量实物波形
横波质点的振动方向与波
的传播方向垂直的波
(1)波峰：凸起的最高处
(2)波谷：凹下的最低处绳上形成横波
纵波质点的振动方向与波
的传播方向在同一直
线上的波
(1)密部：质点分布最密
的地方
(2)疏部：质点分布最疏
的地方
弹簧上形成纵波
1．机械波传播的是介质中的质点．(×)
2．机械波传播的是质点的运动形式．(√)
3．横波中质点的振动方向与波的传播方向垂直．(√)
[后思考]
在平静的湖面上，漂浮着一片树叶，如果你往树叶附近扔下一块小石子，湖面立即兴起水波，水波一圈一圈往外扩展出去，于是树叶运动起来．请问树叶会随水波往外移动吗？
图2-1-1
动，但每个质点的机械能并不守恒
E．波的形成过程中，质点沿着波的传播方向移动
【解析】质点1带动质点2是利用绳上质点间的弹力实现的，因此每个质点都做受迫振动，A正确；每个质点开始振动后，只在竖直方向做简谐运动，水平方向不随波迁移，B和E错误；绳子上每一个质点的起振方向都相同，振动周期等于波源振动周期，C正确；波的传播过程，也是能量的传播过程，虽然每个质点均做等幅振动，但每个质点的机械能并不守恒，D正确．
【答案】ACD
2．下列有关横波与纵波的说法中正确的是()
【导学号：78510015】A．沿水平方向传播的波为横波
波的形成和描述
步骤1：明确波的传播方向，确定波源方位； 步骤2：在某质点P靠近波源一方（紧挨着P点）图像上找另外 一点P′； 步骤3：若P′在P上方，则P′带动P向上运动；若P′在P下方， v 则P'带动P向下运动 y/cm 5 P 思考：如果已知P点 P′ x/m 0 的振动方向向上，判 4 2 Q′ 6 Q 断波的传播方向． -5
长，在纵波中，两个相邻的密部（或疏部）之间的距离等 于波长． 在波的传播方向上（或平衡位置之间）相距的两质点振动 步调总是相反的． 相距整数倍两质点（同相质点）的振动步调总是相同的． 在波的传播方向上相距奇数倍的两质点（反相质点）振动 步调总是相反的．
波速
单位时间内振动所传播的距离叫波速．它反映振
． ． ． ．
⑵微平移法.做出经微小时间后的波形,就知道了各 质点经过Δt时间达到的位置,运动方向就可确定.
Y O
P
v
在波动中,处于平衡 位置的质点的运动方 向一个向上,一个向 下,彼此间隔;
曲线上波峰和波谷 之间的曲线上的质 点的振动方向一半 向上,一半向下,彼 此间隔.
X
思考：如果已知P点的振动方向向上，判断波的传 播方向．
1.相同点 两者都是按正弦或余弦规律变化的曲线,振动图 像和波的图像中的纵坐标均表示质点离开平衡位置的 位移,纵坐标的最大值均表示质点的振幅.
鲁科版高三物理选修3《波的形成和描述》教案及教学反思
鲁科版高三物理选修3《波的形成和描述》教
案及教学反思
一、教学目标
1.理解波的基本概念和波的分类。
2.掌握波的特性和传播规律。
3.掌握波的产生、传播、传递能量和测量等基本方法
和技能。
4.了解波的应用和物理学领域中的一些前沿研究。
二、教学重难点
1.波的产生和传播规律。
2.波的特性、测量和分析。
3.波的应用和前沿研究。
三、教学过程
3.1 导入（5分钟）
教师可以请一名学生拍手，然后询问：你们觉得这是什么
声音？这是哪种声音？为什么？
3.2 讲解（40分钟）
1.波的基本概念和波的分类（10分钟）
•介绍波的基本概念，例如波动的物理量、波的分类、波长、频率等。
•解释波的分类，例如机械波、电磁波、横波、纵波等。
•通过实例让学生理解波的概念和分类。
2.波的特性和传播规律（15分钟）
•介绍波的特性，例如波的反射、折射、干涉、衍射
等特性。
•解释波的传播规律，例如弦上波的拉力、密度、波
速和波长之间的关系等。
•列举一些实例来帮助学生理解波的特性和传播规律。
3.波的产生、传播、传递能量和测量等基本方法和技
能（15分钟）
•介绍波的产生方法，例如弹簧振子、光源震动等方法。
•解释波的传播方法和传递能量，例如机械波的纵波
和横波、波速和质点振动等。
•介绍波的测量方法，例如利用光电传感器和示波器
实现波的测量。
•通过实验让学生体验波的产生、传播、传递能量和
测量等基本方法和技能。
4.波的应用和物理学领域中的一些前沿研究（10分钟）
•介绍波的应用，例如声波的传播、地震波的探测等。
•解释物理学领域中的一些前沿研究，例如引力波的
探测、激发等。
人教版新教材高中物理选择性必修第一册 第三章 机械波 第二节 波的描述
（1）若波沿x轴的正方向传播，图乙为K、L、M、N四点中哪点的振动图像？
（2）若波沿x轴的负方向传播，图乙为K、L、M、N四点中哪点的振动图像？
课堂练习
5．在空气中波长为1m的声波，由空气传入水中，声波在水中的频率和波长各
是多少？（此时温度为0℃）
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6．湖面上停着A、B两条小船，它们相距20m。一列水波正在湖面上沿AB连线
过极短一段时间后的波形图，并确定初始时刻图中A、B、C、D四个质点的振动
方向及这段时间内质点速度大小的变化情况。
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2．简谐横波某时刻的波形如图所示， 为介质中的一个质点，波沿 轴的正方向传播。
（1）此时刻与 时刻，质点的速度与加速度的方向各是怎样的？
（2）经过一个周期，质点通过的路程为多少？
获得能量后，再带动邻近质点振动。
二、横波
三、纵波
温故知新
一、波的图像
我们可以用照象机把波的形状摄下来，就是按下快门瞬间各个质点离开各自平衡位置时的情形。我
们就把这些质点连成曲线，就是该时刻的波的图象。
1.用横坐标表示在各质点的平衡位置到原点的距离
2.用纵坐标表示某时刻各质点对平衡位置的位移
正
方
向
位移
（3）有同学说由此时刻起经过 后，质点P通过的路程为，你认为这种说法对吗？
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波长 D．振动的频率越高，则波传播一个波长的距离所用
的时间越短
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解析：波的传播速度由介质决定，故A、B错误．在一个周 期内，振动质点只是在自己的平衡位置附近上下振动，路
程为4A，C错．由于在给定的介质中，故波速一定，由v＝ λf可知D正确．
2.1 波的形成和描述
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一.波的形成和传播
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二、波的分类（横波与纵波 ） 1.横波：质点振动方向与波的传播方向相垂直的波. （仅在固体中传播 ）
➢ 特征：具有交替精出品课现件 的波峰和波谷.
纵波：质点振动方向与波的传播方向互相平行的波. （可在固体、液体和气体中传播）
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关于机械波的频率 (1)在波的传播过程中，介质中的各质点均做受迫振动，各质
点的振动频率都等于波源的振动频率． (2)当波从一种介质传播到另一种介质时，波的频率保持不 变．
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对波速的理解 (1)波在均匀介质中匀速传播，波速就是指波在介质中的
传播速度． (2)波速的大小完全由介质和波的性质决定，与波的频率
答案：D
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2．波的传播方向与质点振动方向的确定 (1)
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2．简谐横波在x轴上传播，某时刻
的波形如图7－2－1所示，已知
此时质点F沿y轴负方向运动，
则 ()
A．此波向x轴负方向传播 B．质点D此时向y轴负方向运动 C．质点E的振幅为零 D．质点B将比C先回精到品平课件衡位置
解析：根据F点的振动方向可判断波沿x轴负方向传播，波
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2．两质点间位置关系不确定出现多解 在波的传播方向上，如果两个质点间的距离不确定或 相位之间关系不确定，就会形成多解，而不能联想到 所有可能的情况，就会出现漏解．做这类题时，应根 据题意在两质点间先画出最短的波形图，然后再分别 分析．
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3．传播距离与波长关系不确定出现多解 在波的传播方向上，相隔一个波长的质点振动的步调是
峰位置，而a点正处于平衡位置且向上运动．则这
列波的周期可能是
()
A．0.12 s
B．0.28 s
C．0.168 s
D．0.84 s
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解析：如图所示，a点向上运动，b点达到波峰且在a点的
右方，满足这一条件的关系式为
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Δx＝(n＋
)λ
则λ＝
m.当n＝0时，λ1＝5.6 m，当n＝1时，
λ2＝2.4 m，波长只有这两个数值能满足波长大于2 m的条
件．
由答T案＝：AB ，解得T1＝0.28 s，T2＝0.12 s.
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(2009·四川高考)如图
7－2－2所示为一列沿x轴负
方向传播的简谐横波，实线
为t＝0时刻的波形图，虚线
为t＝0.6 s时的波形图，波的周期T>0.6 s，则
()
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A．波的周期为2.4 s
B．在t＝0.9 s时，P点沿y轴正方向运动 C．经过0.4 s，P点经过的路程为4 m D．在t＝0.5 s时，Q点到达波峰位置
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解决波动图象中的多解问题，首先分析出造成 多解的原因，然后抓住质点周期性运动及其与波的传播之 间的联系，灵活运用周期个数表示波的传播时间，用波长 个数表示波的传播距离．
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3．一根张紧的水平弹性长绳上的a、b两点相距4.2 m，
b点在a点的右方，一列简谐波沿水平绳向右传播，
波速为20 m/s，波长大于2 m．某时刻，b点达到波
上任意质点的振幅都相等． 答案：AB
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1．传播方向不确定出现多解 波总是由波源出发，并由近及远地向前传播．波在介质 中传播时，介质中的各个质点的振动情况可以根据波的 传播方向确定．反之亦然．但是，如果题中的已知条件 不能确定波的传播方向或者不能确定质点的振动方向， 则需要分情况进行讨论，此时就会出现多解现象．
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对波长的理解 (1)在波的传播方向上，两个相邻的、振动步调总是相同的质
点间的距离． (2)质点振动一个周期，波传播的距离． (3)在横波中两个相邻的波峰(或两个相邻的波谷)之间的距离；
在纵波中两个相邻的密部(或两个相邻的疏部)之间的距 离． (4)波长反映了机械波在传播过程中的空间周期性．
两种图象 比较内容
振动图象
研究对象 一个振动质点
波的图象
沿波传播方向上 的所有质点
图象意义
一质点位移随时
间变化规律
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某时刻所有质点 相对平衡位置的 位移
两种图象 比较内容
振动图象
波的图象
图象特点
图象信息
(1)振动周期
(1)波长、振幅
(2)振幅
(2)任意一质点此刻
(3)各时刻质点位移、 的位移
➢ 特征：具有交替出精品现课件的密部和疏部.
2.纵波
各质点振动方向与波的传播 方向平行的波。
如声波，弹簧波为纵波。
纵波是靠介质疏密部变化传播的。
传播方向
任一波例如，水波、地表波，都能分解为横波 与纵波来进行研究。 精品课件
三. 波的描述
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波长 波的周期和频率 波速
Ay
v
O
x
-A
无关． (3)在同种介质中，纵波和横波的传播速度是不同的．
同一类机械波在同一种均匀介质中传播的速度相同．
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波速与振动速度不同，波速是介质中波的传播 速度，振动速度是指质点的振动速度，波动中各质点都在 平衡位置附近做变速运动，而波在均匀介质中是匀速传 播．
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1．振动图象和波动图象的比较
速度、加速度(包括大 (3)任意一质点在该
小、方向) 精品课件
时刻加速度方向
两种图象 比较内容
振动图象
波的图象
图象变化
随时间推移图象 延续，但原有形 状不变
随时间推移图象 沿传播方向平移
一完整曲线对应 横坐标
一个周期
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一个波长
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1．机械波在给定的介质中传播时，下列说法正确的是 ()
完全相同的；但如果题目中没有给定波的传播距离Δx与 波长λ之间的大小关系，就会出现多解现象．
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4．时间间隔与周期关系不确定出现多解 在波向前传播的过程中，质点在各自平衡位置两侧做简谐 运动．由于简谐运动具有周期性而出现多解．
即若某一时刻t各振动质点形成一波形，经过时间Δt＝ nT(n＝0,1,2，…)，各振动质点将回到原来状态，则t＋ Δt＝t＋nT时刻的波形与t时刻的波形重合．