2020-2021学年高中物理 第二章 机械波 3 波的图像教案4 教科版选修3-4

第3讲波的图像
[目标定位] 1.知道什么是波的图像，知道图像中纵、横坐标各表示的物理量。

2知道波图像的物理意义3.能说出图像中蕴含的信息。

4.根据波的图像能判断出某质点的振动方向或波的传播方向。

5.根据某一时刻波的图像和波的传播方向能画出下一时刻和前一时刻的波的图像.
一、横波的图像
1．若以横坐标x表示在波的传播方向上各质点的平衡位置，纵坐标y表示该时刻各个质点偏离平衡位置的位移，规定位移的方向向上为正值，向下为负值，则在xOy坐标平面上，描出该时刻各质点的位置(x，y)，用平滑曲线将各点连接起来，就得到这一时刻横波的图像．波的图像有时也称为波形图，简称波形．
2．正弦波：波形图是正弦曲线的波，又称为正弦波．
一由波的图像可获取的信息
1．直接读出波长．若已知波速，可计算出周期、频率．或已知周期、频率可计算出波速．
2．直接读出该时刻各质点的位移，间接判断回复力、加速度情况．
3．介质中各质点的振幅．
二、波图像的物理意义
1.表示：某时刻各质点偏离平衡位置的位移随其平衡位置距原点距离的变化的函数关系。

2.反应了某时刻介质中各质点在空间的实际分布。

三、波图像的运用
（一）方向的判断
1．已知波形图及波的传播方向，判断质点的振动方向
法：
图3
2．已知波形图及质点的振动方向，判断波的传播方向．
仍是上述方法，只需将判定的程序倒过
来．
（二）波图像的画法
1.已知波的图像及传播方向画出下一时刻的图像
2.已知波的图像及波的传播方向画出前一时刻的图像
【知识小结】
一，图像的描述：x指： y指：
二，图像的物理意义
三，图像获取的信息：振幅，波长，位置
四，波图像的运用： 1.方向的判断，2波图像的画法【课堂小练】
1．如图9所示为一列简谐横波在某时刻的波形图．已知图中质点b的起振时刻比质点a超前了0.4 s，则以下说法正确的是( )
图9
A．波的波速为10 m/s
B ．波的频率为1.25 Hz
C ．波沿x 轴正方向传播
D ．该时刻质点P 正沿y 轴正方向运动
解析 由于b 比a 先振动，所以波沿x 轴负方向传播，选项C 错误；由图可知a 、b 的
平衡位置之间的距离为2 m ，则波速v ＝x t ＝2
0.4 m/s ＝5 m/s ，选项A 错误；由图可知，
波长λ＝4 m ，由v ＝λf 得频率f ＝v λ＝5
4
Hz ＝1.25 Hz ，选项B 正确；根据“上下坡
法”可知此时质点P 正沿y 轴负方向运动，选项D 错误． 答案 B
2．一列沿x 轴正方向传播的横波在某一时刻的波形图如图10所示，已知波的传播速率是16 m/s.
图10
(1)指出这列波中质点振动的振幅是多少； (2)画出再经过0.125 s 时的波形图像．
解析 (1)由图像可以看出，质点振动的最大位移大小是10 cm ，因此振幅是10 cm.(2)再经0.125 s 波形沿x 轴正方向移动的距离为Δx ＝v Δt ＝16×0.125 m ＝2 m ，所以再经过0.125 s 后的波形图像如图中的虚线所示．
答案 (1)10 cm (2)见解析图
【课后作业】。