人教版高中物理教案-波的图象

學校：臨清市實驗高中 學科：物理 編制人：李以磊 審核：張潔
選修3-4第十二章第2節波的圖像
課前預習學案
一、預習目標：預習課本內容，知道波的圖像與振動圖像的區別 二、預習內容：
1．波的圖像有時也稱為 ，簡稱波形。

它是用橫坐標表示在波的傳播方向上各質點的
縱坐標表示某一時刻各質點 。

2． 這樣的波叫做正弦波，也叫 。

介質中有正弦波傳播時，介質的質點在做 。

3．波的圖像表示 的位移，振動圖像則表示 的位移。

三、提出疑惑：
課內探究學案
一、學習目標
1.理解波的圖像的物理意義及簡諧波的概念
2.能根據波的圖像，確定各質點的振動方向 重點：波的圖像的物理意義及應用 二、學習過程
探究一：認識波的圖像
用橫坐標x 表示在波的傳播方向上各個質點的平衡位置，縱坐標
y 表示某一時刻各個質點偏離平衡位置的位移，並規定在橫波中，位移向上時
y 取正值，向下時y 取負值。

在x-y 平面上，畫出各個質點平衡位置x 與各質點偏離平衡位置的位移y 的各點(x ，y)，用平滑的曲線把各點連接起
來就得到了橫波的波形圖像，如圖5-2-1所示。

⑴ 波的形狀是什麼樣子的？可以用怎樣的函數來表示？
⑵波的圖像的物理意義是什麼？
⑶ 通過波的圖像可以解決那些問題？
①從圖像中可以看出
波長：波源振動一個週期，波向前傳播的距離為一個波長，即：λ=∆x ； ②從圖像中可以看出各質點振動
O
③從圖像中可以看出該時刻各質點 ④從圖像中可以看出各質點 ； ⑤從圖像中可以看出各質點 ； ⑥從圖像中可以看出各質點 ；
⑦從圖像中可以間接地比較各質點在該時刻的振動速度、動能、勢能、回復力、加速度等量的大小；
探究二：根據某個質點的振動方向確定波的傳播方向
[方法一] 微平移法：根據質點的振動方向，作出經微小時間後的波形，就知道了波的傳播方向
[方法二] 成因法：由於波的形成是由於前面的質點帶動後面的質點振動，後面的質點重複著前面質點的振動，並且總滯後於前面質點的振動。

由此可確定出已知振動方向質點的前面的質點，從而確定出波的傳播方向。

探究三：根據某個時刻的波形圖畫出另一個時刻的波形圖的方法
[方法一]特殊點法：取正弦波上五個特殊點(一個波峰點、三個平衡位置點和一個波谷點)，先根據波傳播的方向確定它們的振動方向，再判斷經Δt 後各質點運動到什麼位置，最後連成曲線，即為另一時刻的波形圖，適用於4
T
n
t =∆情形。

[方法二]平移法：由t v x ∆⋅=∆，先計算出經Δt 時間波傳播的距離，再將原波形圖沿波的傳傳播方向平移Δx 即可。

注意：由波的重複性可知：波形平移波長整數倍時，波形和原來重合，所以實際處理時通常採用去整留零的方法處理。

三、反思總結
四、當堂檢測
1.某時刻一列簡諧波的圖像如圖所示，該時刻質點A 的振動方向向下，試確定該波是向右傳播還是向左傳播，若該時刻質點A 的振動方向向上，該波的傳播方向如何？
2、一列簡諧橫波，在t=0時波形P 、Q 兩點的座標分別為-1m 、-7m
，波的傳播方向由右向左，已知t=0.7s 時，P 點第二次出現波峰，則：①此波的週期是多少？②此波的波長是多少？③當t=1.2s 時P 點的位移？④從t=0到t=1.2s 質點P 的路程是多少？
課後練習與提高
1．關於公式ν=λ f ，正確的說法是[ ] A ．ν=λ f 適用於一切波
B ．由ν=λ f 知，f 增大，則波速ν也增大
C ．由ν、λ、 f 三個量中，對同一列波來說，在不同介質中傳播時保持不變的只有f
D ．由ν=λ f 知，波長是2m 的聲波比波長是4m 的聲波傳播速度小2倍
2．圖1所示是一列波的波形圖，波沿x 軸正向傳播，就a 、b 、c 、d 、e 五個質點而言，速度為正，加速度為負的點是[ ]
A ．b
B ．a
C ．d
D ．c
E ． e
3．圖2所示是一列橫波在某一時刻的波形圖，已知D 點此時的運動方向如圖所示，則[ ] A ．波向左傳播 B ．質點F 和H 的運動方向相同 C ．質點B 和D 的加速度方向相同，而速度方向相反 D ．質點G 比H 先回到平衡位置
4．一列橫波在向右傳播過程中，a 和b 兩個質點在某一時刻處於如圖8所示的位置，其中
y A A 向下振動，波向 傳播 x A 向上振動，波向 傳播
b在平衡位置，a在最大位移處，在波的傳播方向上，a、b兩質點相距35cm，且大於一個波長而小於兩個波長，則該波波長可能為____，畫出相應波
形圖．
5一列波的波速為0.5m／s，某時刻的波形圖如圖所示，經過
一段時間（小於一個週期）後波形如細線所示，這段時間可
能是____s或____s．
6．一列波沿+x軸方向傳播，當x1=10m的A點位於波峰時，
x2=140m的B點位於波谷，在A、B之間有6個波峰，振源的振動週期為0.2s，求：
（1）波的速度；
（2）B點從波谷開始經多少時間位於波峰？
7．如圖所示，實線為t1=0時刻的圖像，虛線為t2=0.1s時刻的波形，求：
（1）若波的傳播方向為+x方向，波速多大；
（2）若波的傳播方向為-x方向，波速多大；
（3）若波速為450m／s，波沿什麼方向傳播．
當堂檢測參考答案：1.左右2.思路分析：由t=0時刻的波形圖
由右向左傳播可知：以後每個質點開始振動時應向上振動，而波傳播到P點需半個週期，當
t=0.7s時，P點第二次出現波峰，可見P點在0.7s內完成了次全振動，則可求得波的週期。

質點在一個週期內的路程是4A。

解：①由分析可知：T=0.7 T=0.4s。

②由波的圖像可知：λ=4cm
③由分析可得：x=0
④由分析可得：s=1.5×4A=1.5×4×2=12cm
課後練習與提高參考答案：1、AC 2、D 3、CD 4、20cm或280cm 圖像略 5、1，3
6、（1）100m/s （2）0.1s+0.2ns（n=0，1……）
7、（1）（50+20n）m/s（n=0，1……）
（2）（150+120n）m/s（n=0，1，……）
（3）x軸正向。