浙江省高中物理 第十二章 机械波 第2课时 波的图象课件 新人教版选修3-4

【例2】 (2016·杭州高二检测)一列沿x轴正方向传播的横波在某一时刻的波形图象如 图4所示，已知波的传播速率是16 m/s。
图4 (1)指出。
解析 (1)由图象可以看出，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＝vΔt＝16×0.125 m＝2 m，所以再 经过0.125 s后的波形图象如图中的虚线所示。
说明
不要求掌握振动图象与波的图象之间的相互转换
知识点一 横波的图象
[基 础 梳 理] 1.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__。规定位移向上时y取正值，向下时y取负值，在Oxy坐标 平面内，得到一系列坐标为(x1，y1)，(x2，y2)，(x3，y3)，……的点，这些点的集 合就是这一时刻波的图象。波的图象有时也称波形图，简称波形。 2.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。
[要 点 精 讲]
要点1 由波的图象可获取的信息
1.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。
2.介质中各质点的振幅。
3.已知波的传播方向，可知质点的振动方向。常用方法有：
(1)带动法：后面质点依次重复前面质点的振动。
(2)上、下坡法：如图1所示，沿波的传播方向，“上坡”的
图1
质点向下振动，如D、E、F；“下坡”的质点向上振动，
如A、B、C，简称“上坡下，下坡上”。
(3)同侧法：如图2所示，质点的振动方向与波的传播方向在波的图象的同一侧。
图2 4.已知质点的振动方向，可知波的传播方向。
仍是上述几种方法，只需将判定的程序倒过来。
【例1】 关于如图3所示的波形图，下列说法中正确的是( )
图3 A.此列波的振幅是0.1 m B.x＝15 cm处质点的位移是0.1 m C.若质点A的速度沿y轴正方向，则质点B的速度亦沿y轴正方向 D.质点A的加速度为沿y轴负方向，而B、C的加速度沿y轴正方向
解析 从波动图象上可以直接读出振幅、各质点离开平衡位置的位移，A正确，B 错误；各质点加速度的方向总是指向平衡位置，D正确；由于A、B两质点在此时刻 都在同一“坡”上，根据“上、下坡”法可以判断C正确。 答案 ACD
规律总结 由波的图象可直接看出该时刻沿波的传播方向上各质点的位移和各质点 的振幅，可以判断出各质点该时刻的加速度方向。利用波的传播方向判断任一质点 的振动方向或利用任一质点的振动方向判断波的传播方向的方法很多，但只要正确 理解并掌握其中的一至两种，并能够熟练应用即可。
1.简谐横波某时刻的波形图如图6所示，由此图可知( )
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
答案 BD
图6
2.如图7所示为一列横波在某时刻的波形图，若此时刻质点P正处于减速运动过程中， 则此时刻( )
振幅和波长(下节学)
【例3】 根据图5甲、乙所示，分别判断下列说法正确的是( )
图5 A.甲是振动图象，乙是波动图象 B.甲是波动图象，乙是振动图象 C.甲中A质点向下振，乙中B时刻质点向下振 D.甲中A质点向上振，乙中B时刻质点向下振
解析 波动图象的横坐标为波的传播方向上各质点的平衡位置，振动图象的横坐标 为时间，故A错误，B正确；甲中A质点被其左侧的质点带动向上振，乙中B时刻后 位移由零变为负值，故向下振，所以C错误，D正确。 答案 BD
振动图象
波的图象
图象
横坐标 坐标
纵坐标
研究对象
时间 质点的振动位移
一个质点
介质中各质点的平衡位置 各质点在同一时刻的振动位移
介质中的大量质点
物理意义
一个质点在不同时刻的振 介质中各质点在同一时刻
动位移
的振动位移
随时间的变化
原有图形不变，图线随时 原有波形沿波的传播方向
间而延伸
平移
显示的主要物理量
振幅和周期
第2课时 波的图象
[研究选考·把握考情]
知识内容
波的图象
考试要求 加试b
教学要求
1.理解波的图象中横轴与纵轴的物理意义 2.知道简谐波的图象是正弦曲线，知道波的图象的物理意义 3.知道波的图象与振动图象的联系和区别 4.能根据波的图象和波的传播方向，判断质点的振动方向 5.能根据波的图象中某一质点的振动方向，判断波的传播方向
要点2 波的图象的画法 1.特殊点法
先找出两点(平衡位置和波峰及波谷等特殊点)并确定其运动方向；然后确定经Δt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。 该法适用于 Δt＝nT4(n＝1，2，3……)的情况。 2.波形平移法 在已知波的传播速度的情况下，由Δx＝vΔt可得经Δt时间后波向前移动的距离Δx，把 图象沿传播方向平移Δx即得到相对应的图象。
答案 (1)10 cm (2)见解析图
知识点二 波形图与振动图象的意义
[基 础 梳 理] 1.波形图表示介质中“__各__个__质__点__”在“__某__一__时__刻__”的位移。 2.振动图象表示介质中“__某__一__质__点__”在“__各__个__时__刻__”的位移。
[要 点 精 讲] 振动图象与波的图象的比较
图7 A.质点Q和质点N均处于减速运动过程中 B.质点Q和质点N均处于加速运动过程中 C.质点Q处于减速运动过程中，质点N处于加速运动过程中 D.质点Q处于加速运动过程中，质点N处于减速运动过程中
规律总结 振动图象与波的图象的区别： (1)波的图象和振动图象的本质不同：波的图象描述的是介质中的“各个质点”在 “某一时刻”离开平衡位置的位移；而振动图象描述的是“一个质点”在“各个时 刻”离开平衡位置的位移。 (2)坐标轴所表示的物理量不同：波的图象中的横轴x表示介质中各个振动质点的平 衡位置，纵轴y表示各个振动质点在某时刻的位移；振动图象的横轴t表示一个振动 质点振动的时间，纵轴y表示这个质点振动时各个时刻的位移。