高中物理 第十二章 机械波 第二节 波的图像课件 新人教版选修34

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(2)波的图象的周期性:在波的传播过程中,各质点都在 各自的平衡位置附近振动,不同时刻,质点的位移不同,则不 同时刻,波的图象不同.质点振动位移做周期性变化,则波的 图象也做周期性变化,经过一个周期,波的图象重复一次.
(3)波的传播方向的双向性:不指定波的传播方向时,图 象中波可能沿x轴正向或x轴负向传播.
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巩固练习2 在t=0时刻,质点A开始做简谐运动其振动图 象如图所示,质点A振动的周期是________s;t=8 s时,质点 A的运动方向沿y轴________方向(填“正”或“负”).
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解析 由题图可知,质点A振动的周期为4 s,t=0时振源 的起振方向沿y轴正方向位于平衡位置,经过两个周期,即t= 8 s时质点A在平衡位置沿y轴正方向振动.
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二、波的图象的特点 1.波的图象也称波形图,简称波形,如果波形是正弦曲 线,这样的波叫做正弦波,也叫简谐波. 2.介质中有正弦波传播时,介质中的质点做简谐运动. 三、波的图象与振动图象的意义 1.波的图象表示介质中的“各个质点”在“某一时刻” 的位移. 2.振动图象表示介质中“某个质点”在“各个时刻”的 位移.
P1(P2)位置经Δt后运动到P1′(P2′)处,这样就可以判断质点的
运动方向了.(如图所示)
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典例分析
举一反三 触类旁通
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一、对波的图象的认识
【例1】 (多选题)如图所示,画出了一列向右传播的简 谐横波在某时刻的波形,由图象可知( )
A.质点b的位移为零
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二、波的传播方向和质点运动方向的判断方法 已知质点的运动方向来判断波的传播方向或已知波的传播 方向来判断质点的运动方向时,判断依据的基本规律是横波的 形成与传播的特点,常用方法有: 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 所示)与质点振动方向之所以能相互判定, 其理论依据是波传播是一种运动形式(振动),给出波的传播方 向,我们就能判定下一时刻任一质点的位置,从而判定质点的 运动方向.反之如要已知某时刻介质中某质点的运动方向,就 能判定这列波应该怎样传播,此题如果波向右传播,由右行波 右向上,左向下可知图中a、b质点向上运动c、d质点向下运 动,故D选项正确,C选项错误;如果已知a质点向下运动,它 在波峰的右侧,左行波,左向上,右向下,故波应向左传播, 故选项A错误,选项B正确.
答案(dáàn) BD
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二、波的图象和振动图象的区别 【例2】 (多选题)一列简谐波某时刻的波形如图①所 示,如图②所示是该波传播时介质中某质点此后一段时间内的 振动图象,则( )
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A.若波沿x轴正方向传播,振动图象为a点的振动图象 B.若波沿x轴正方向传播,振动图象为b点的振动图象 C.若波沿x轴负方向传播,振动图象为c点的振动图象 D.若波沿x轴负方向传播,振动图象为d点的振动图象
第二节 波的图象
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课标解读
明确要求 把握方向 学业有成
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1.理解波的图象的物理意义. 2.知道振动图象和波的图象的区别. 3.掌握波的图象的简单应用.
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教材知识梳理
感受自主学习 收获成果
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一、波的图象的作法 1.建立坐标系:用横坐标x表示在波的传播方向上各质点 的平衡位置,纵坐标y表示某时刻各质点偏离平衡位置的位 移. 2.选取正方向:选取质点振动的某一个方向为y轴正方 向,x轴一般向右为正. 3.描点:把某一时刻所有质点的位移画在坐标系里. 4.连线:用一条平滑的线把诸点连接起来就是这时的波 的图象.
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3.比较
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特别提醒 对波的图象特点的理解 (1)横波的图象形状与波在传播过程中介质中各质点某时 刻的分布相似,波形中的波峰即为图象中的位移正向最大值, 波谷即为图象中位移负向的最大值,波形中通过平衡位置的质 点在图象中也恰处于平衡位置.
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知识图解
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教材拓展提升
欲穷千里目 更上一层楼
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一、振动图象与波的图象比较 振动图象和波的图象从图形上看好像没有什么区别,但 实际上它们有本质的区别. 1.物理意义不同:振动图象表示同一质点在不同时刻的 位移;波的图象表示介质中的各个质点在同一时刻的位移. 2.图象的横坐标的单位不同:振动图象的横坐标表示时 间;波的图象的横坐标表示距离.
B.质点b此时向y轴负方向运动 C.质点d的振幅是2 cm D.质点a经过T2通过的路程是4 cm,偏离平衡位置的位移 是4 cm
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【解析】 由波形知,质点b在平衡位置,所以其位移为
零,选项A正确.因波向右传播,右行波,右向上,所以b质
点此时向y轴正方向运动,选项B错误;简谐波传播过程中,
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【解析】 由振动图象可知该质点在起始时刻位于平衡位 置,并向上运动,故可知质点可能为b点或d点;若波沿x轴正 向传播,由“右行波,右向上,左行波,左向上”可知,B、 D选项正确.
【答案(dáàn)】 BD
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名师点拨 波的图象表示某一时刻介质中不同质点相对平 衡位置的位移.而振动图象表示振子在不同时刻位移的变化情 况,所以根据振动图象可判断质点的振动方向,结合波的图 象,可确定波的传播方向.
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四、波的图象的应用
如图所示,为某波在某时刻的波形图,由此图可以获知: (1)该时刻各质点的位移及振幅. (2)该波的波长.
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(3)若已知该波的传播方向,可以确定各质点的振动方 向;或已知某质点的振动方向,可以确定该波的传播方向.
(4)已知该波的波速v的大小和方向,可画出前、后一段时 间Δt时的波形图.
介质中各质点振幅相同,所以d质点的振幅是2 cm,选项C正
确;再过
T 2
的时间a质点将运动到负向最大位移处,它偏离平
衡位置的位移为-2 cm,故选项D错误.
【答案(dáàn)】 AC
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巩固练习1 (多选题)简谐横波某时刻的波形图线如图所 示,由图可知( )
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
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2.同侧法:在波的图象上的某一点,沿y轴方向画出一个 箭头表示质点运动方向,并设想在同一点沿x轴方向画一个箭 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 图所示).
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3.微平移法:如图所示,实线为t时刻的波形图,作出微
小时间Δt
π Δt<4
后的波形如虚线所示.由图可见t时刻的质点由
【解析】 题中没有明确波的传播方向,所以波的速度方 向是不确定的,可能沿x轴正向,也可能沿x轴负向,故选项A 错误;无论波沿什么方向传播.a、b两质点的运动方向一定相 反,故B选项正确,当然C、D选项也是正确的.
【答案(dáàn)】 BCD
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答案 4 正
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三、综合、创新与拓展
【例3】 (多选题)如图所示是一列简谐波某时刻的波的 图象,下列说法正确的是( )
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A.波一定沿x轴正方向传播 B.a、b两点振动速度方向相反 C.质点a此时的速度方向可能沿y轴正向 D.质点b此时的速度方向可能沿y轴正向
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