人教版高二物理 选择性必修 第一册 第三章 机械波——波的图象 波长、频率和波速 习题课(共23张PPT)
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2024年人教版高中物理选择性必修第一册第三章机械波第3节波的反射、折射和衍射
3.波的反射、折射和衍射课标·定向 素养·导引1.知道波的反射和折射现象。
2.通过实验,了解波的衍射现象 物理观念通过对波的反射、折射和衍射现象的了解和掌握,知道产生这些现象的原因及其规律 科学思维 1.通过实验观察波的各种现象的产生过程,从而分析现象产生的条件。
2.能够根据波的反射、折射和衍射的特点,分析波在传播过程中遇到障碍物时所发生的现象【情境引入】蝙蝠在飞行的时候,喉内能够产生超声波,超声波通过口腔发射出来。
当超声波遇到昆虫或障碍物而反射回来时,蝙蝠能够用耳朵接收,并能判断探测目标是昆虫还是障碍物,以及距离它有多远。
人们通常把蝙蝠的这种探测目标的方式,叫作“回声定位”。
生活中,你是否注意过水波的反射?波的反射应该遵从什么规律?一、波的反射1.反射现象波遇到介质界面会返回来继续传播的现象。
2.反射角与入射角(1)入射角:入射波的波线与法线的夹角,如图中的α。
(2)反射角:反射波的波线与法线的夹角,如图中的β。
3.反射定律反射波线、法线、入射波线在同一平面内,且反射角等于入射角。
二、波的折射1.波的折射:光从一种介质进入另一种介质时会发生折射,同样,一切波都会发生折射现象。
2.水波的折射:水波在深度不同的水域传播时,在交界处将发生折射。
三、波的衍射1.波绕过障碍物继续传播的现象。
2.发生明显衍射的条件:障碍物或狭缝的尺寸跟波长相差不多,或者比波长更小。
3.一切波都能发生衍射,衍射是波特有的现象。
思考室内的人隔着墙能听到室外的谈话声,而看不见谈话的人,这是为什么?提示:室内的人隔着墙能听到室外的谈话声,而看不见谈话的人,是由于声波波长较长,能够绕过障碍物发生衍射,而光波的波长短,不容易发生衍射,所以有“闻其声不见其人”的现象,与波的种类等无关。
【质疑辨析】(1)水波的反射与初中学过的光的反射遵循同样的规律。
(√)(2)一切波都会发生折射现象。
(√)(3)波在发生折射后,其频率和波速都不发生变化。
高中物理人教版(2019)选择性必修第一册 第三章机械波第2节波的描述课件
cm和-1 cm。则（ AC ）
A.波源的起振方向为y轴正方向 B.P和Q两质点的速度相同 C.P质点再经过0.5 s回到平衡位置 D.再经过10 s，x=115 m处的质点恰好在波谷处
3.如图所示是一列简谐横波在某时刻的波形图，若每隔0.2 s， 波沿x轴正方向推进0.8 m，试画出此后17 s时的波形图。
解：（1）如果波是向左传播，
则
x
1 4
6cm
，由v
x t
得v ＝ 0.12 m/s
波的周期为 T 2s v
（2）如果波是向左传播，则
由v
x t
得v ＝ 0.36 m/s
波的周期为 T 0.67s v
x 3 18cm 4
，
本课小结
1、 波形图与振动图的区别：波形图表示介质中的“各个质点”在“某一时刻”的位移，振 动图像则表示介质中“某一质点”在“各个时刻”的位移。
分析 这列波的周期大于 0.5 s，所以经过 0.5 s 的时间，这列波传播的距离不可能大 于一个波长 λ。当波向左传播时，图中的波 峰 1 只能到达波峰 2，而不可能向左到达更 远的波峰。当波向右传播时，图中的波峰 1 只能到达波峰 3，而不可能向右到达更远的 波峰。
例 图中的实线是一列正弦波在某一时刻的波形图。经过0.5 s 后，其波形如图中虚线所示。 设该波的周期 T 大于 0.5 s。 （1）如果波是向左传播的，波的速度是多大？波的周期是多大？ （2）如果波是向右传播的，波的速度是多大？波的周期是多大？
二、波长、频率和波速
探究： 在一不可伸长的细绳上等距离地固定几个质量很小的小球, 某时刻小球及绳位置如图所示,然后加入一直角坐标系。
讨论:(1)1、5小球的距离和2、6小球的距离有何关系? (2)1与5小球振动情况、2与6小球振动情况有何关系?
A.波源的起振方向为y轴正方向 B.P和Q两质点的速度相同 C.P质点再经过0.5 s回到平衡位置 D.再经过10 s，x=115 m处的质点恰好在波谷处
3.如图所示是一列简谐横波在某时刻的波形图，若每隔0.2 s， 波沿x轴正方向推进0.8 m，试画出此后17 s时的波形图。
解：（1）如果波是向左传播，
则
x
1 4
6cm
，由v
x t
得v ＝ 0.12 m/s
波的周期为 T 2s v
（2）如果波是向左传播，则
由v
x t
得v ＝ 0.36 m/s
波的周期为 T 0.67s v
x 3 18cm 4
，
本课小结
1、 波形图与振动图的区别：波形图表示介质中的“各个质点”在“某一时刻”的位移，振 动图像则表示介质中“某一质点”在“各个时刻”的位移。
分析 这列波的周期大于 0.5 s，所以经过 0.5 s 的时间，这列波传播的距离不可能大 于一个波长 λ。当波向左传播时，图中的波 峰 1 只能到达波峰 2，而不可能向左到达更 远的波峰。当波向右传播时，图中的波峰 1 只能到达波峰 3，而不可能向右到达更远的 波峰。
例 图中的实线是一列正弦波在某一时刻的波形图。经过0.5 s 后，其波形如图中虚线所示。 设该波的周期 T 大于 0.5 s。 （1）如果波是向左传播的，波的速度是多大？波的周期是多大？ （2）如果波是向右传播的，波的速度是多大？波的周期是多大？
二、波长、频率和波速
探究： 在一不可伸长的细绳上等距离地固定几个质量很小的小球, 某时刻小球及绳位置如图所示,然后加入一直角坐标系。
讨论:(1)1、5小球的距离和2、6小球的距离有何关系? (2)1与5小球振动情况、2与6小球振动情况有何关系?
物理人教版(2019)选择性必修第一册3.2波的描述(共36张ppt)
3.几点说明：
（1）波速的大小由介质的性质决定，同一列波在不同介质中传播速度不同。
（2）一列波在同一均匀介质中是匀速传播的。
（3）要区分波速与质点振动速度的含义。
第三部分：波的多解性
（一）思考与讨论
思考与讨论：图中实线为t＝0时刻的波形图，虚线为t＝0.1 s时刻的波形
图。据此能否判定波的传播方向？
（二）波的图像的应用
（4）三角形法
传播方向
Y
质点的振动方
向向上或向下
三角形顶部表
示波峰或波谷
O
（5）同侧法
X
波的传播方向
传播方向
在波的图像上的某一点，沿竖直方
Y
向画出一个箭头表示质点振动方向，
并设想在同一点沿水平方向画一个箭
v
O
X
头表示波的传播方向，那么这两个箭
头总是在曲线的同侧。
v
（二）波的图像的应用
期等于驱动力的周期。机械波的波源提供驱动力。
由振源 P0 发出的振动，经过一个周期 T，振动在介质中
传播的距离等ห้องสมุดไป่ตู้多长一段距离？
提示：每经过一个周期的时间波就沿传播方向传播一个波
长的距离。
（二）周期（T）、频率（f）
1.定义：波源质点振动的周期（或频率）就是波的周期（或频率）。
2.几点说明：
（1）波的周期和频率的关系：
（二）波的图像的应用
我们可以根据波的图像得出那些信息？
应用一：波的传播方向
质点的振动方向
（1）质点带动法
先振动的质点带动邻近的后振
Y
动质点，在质点P靠近波源一方
附近的图像上另找一点P′，若P′
在P点下方，则P向下振动，若
（1）波速的大小由介质的性质决定，同一列波在不同介质中传播速度不同。
（2）一列波在同一均匀介质中是匀速传播的。
（3）要区分波速与质点振动速度的含义。
第三部分：波的多解性
（一）思考与讨论
思考与讨论：图中实线为t＝0时刻的波形图，虚线为t＝0.1 s时刻的波形
图。据此能否判定波的传播方向？
（二）波的图像的应用
（4）三角形法
传播方向
Y
质点的振动方
向向上或向下
三角形顶部表
示波峰或波谷
O
（5）同侧法
X
波的传播方向
传播方向
在波的图像上的某一点，沿竖直方
Y
向画出一个箭头表示质点振动方向，
并设想在同一点沿水平方向画一个箭
v
O
X
头表示波的传播方向，那么这两个箭
头总是在曲线的同侧。
v
（二）波的图像的应用
期等于驱动力的周期。机械波的波源提供驱动力。
由振源 P0 发出的振动，经过一个周期 T，振动在介质中
传播的距离等ห้องสมุดไป่ตู้多长一段距离？
提示：每经过一个周期的时间波就沿传播方向传播一个波
长的距离。
（二）周期（T）、频率（f）
1.定义：波源质点振动的周期（或频率）就是波的周期（或频率）。
2.几点说明：
（1）波的周期和频率的关系：
（二）波的图像的应用
我们可以根据波的图像得出那些信息？
应用一：波的传播方向
质点的振动方向
（1）质点带动法
先振动的质点带动邻近的后振
Y
动质点，在质点P靠近波源一方
附近的图像上另找一点P′，若P′
在P点下方，则P向下振动，若
人教版高中物理选择性必修第一册精品课件 第3章 机械波 2.波的描述
波长是相邻的两个振动情况始终完全相同的质点之间的距离,横波是相邻
两个波峰(或波谷)之间的距离,纵波是相邻的两个密部中央(或疏部中央)之
间的距离。
(5)波在同一种均匀介质中匀速传播,波由一种介质进入另一种介质,频率、
波速和波长都要改变。( × )
波在同一种均匀介质中匀速传播,波由一种介质进入另一种介质,频率不变,
B.质点b此时速度为0
C.质点d的振幅是2 cm
D.质点a经过半个周期通过的路程是4 cm,偏离平衡位置的位移是4 cm
解析 由图像可知质点b此时位于平衡位置,故其位移为0,速度最大,A正确,B
错误;简谐横波在介质中传播时,介质中各质点振幅都相同,根据图像可知
振幅为2 cm,C正确;经过
,质点a运动到负向最大位移处,其通过的路程为
2
2A,即4 cm,位移为-2 cm,D错误。
对点演练
1.(多选)(2024山东济南高二月考)一列向右传播的简谐横波某一时刻的波
形如图所示。对于图中A、B、C、D、E、F、G、H、I九个质点,下列说
法正确的是( BCD)
A.A、C、E、F、H具有相同的位移
B.A、C位移相同,H、F位移方向相反
C.B、I振幅相同
(1)定义:波速是指波在介质中传播的速度。
(2)特点:机械波在介质中的传播速度由 介质
的介质中,波速是不同的。
5.波长、周期(频率)和波速之间的关系
v=
=
λf
。
本身的性质决定,在不同
情境链接
如图所示,波沿绳传播,可以看出绳波在空间、时间上具有周期性,我们能
否用图像的方法来描述波呢?如果能,坐标轴表示什么物理量?
学以致用·随堂检测全达标
两个波峰(或波谷)之间的距离,纵波是相邻的两个密部中央(或疏部中央)之
间的距离。
(5)波在同一种均匀介质中匀速传播,波由一种介质进入另一种介质,频率、
波速和波长都要改变。( × )
波在同一种均匀介质中匀速传播,波由一种介质进入另一种介质,频率不变,
B.质点b此时速度为0
C.质点d的振幅是2 cm
D.质点a经过半个周期通过的路程是4 cm,偏离平衡位置的位移是4 cm
解析 由图像可知质点b此时位于平衡位置,故其位移为0,速度最大,A正确,B
错误;简谐横波在介质中传播时,介质中各质点振幅都相同,根据图像可知
振幅为2 cm,C正确;经过
,质点a运动到负向最大位移处,其通过的路程为
2
2A,即4 cm,位移为-2 cm,D错误。
对点演练
1.(多选)(2024山东济南高二月考)一列向右传播的简谐横波某一时刻的波
形如图所示。对于图中A、B、C、D、E、F、G、H、I九个质点,下列说
法正确的是( BCD)
A.A、C、E、F、H具有相同的位移
B.A、C位移相同,H、F位移方向相反
C.B、I振幅相同
(1)定义:波速是指波在介质中传播的速度。
(2)特点:机械波在介质中的传播速度由 介质
的介质中,波速是不同的。
5.波长、周期(频率)和波速之间的关系
v=
=
λf
。
本身的性质决定,在不同
情境链接
如图所示,波沿绳传播,可以看出绳波在空间、时间上具有周期性,我们能
否用图像的方法来描述波呢?如果能,坐标轴表示什么物理量?
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物理人教版(2019)选择性必修第一册3.2波的描述(共29张ppt)
1.拍照定格某一时刻绳上横波
的照片，记录了绳上各质点在
该时刻的具体位置。
O
负
方
向
x平衡位置 2.横波中偏离平衡位置的位移
方向向上为正值，则位移向下
为负值
从波的图象上可获得的物理信息？
新课导入
知识讲解
随堂练习
课堂小结
布置作业
从波的图象上可获得的物理信息
(1)直接看出该时刻沿波的传播方向上各个质点
的位移。(图线上各点的纵坐标表示的是各质点
0
P
1
Q′
2
●
Q
3
4
x/m
知识讲解
新课导入
课堂小结
随堂练习
布置作业
（2）图象平移法
经过时间∆t ，波在传播方向上移动的距离∆x,把图象沿传播方向
平移∆x=v∆t,即得到相对应的图象．
Y
O
波的传播方向
∆x=v∆t
X
新课导入
知识讲解
随堂练习
课堂小结
布置作业
【学以致用】(多选)根据图甲、乙所示，判断下列说法正确的是（
注意：在波的图像中，每一个质点都只在自己的平衡位置附近振动，
而不会随波的传播向远处迁移。
总结：
1.波形图表示介质中的“各个质点”在“某一时刻”的位移，振动图像则
表示介质中“某一质点”在“各个时刻”的位移。
2.两个图像判断质点振动方向的方式不同，振动图像可通过下一个
极短时间内质点位移的变化来确定质点的振动方向，而波形图则需
振动图像
振动图像表示一个质点在一段时
间内偏离平衡位置的位移规律。
对所有质点拍一张照片。
波动图
像
波动图像表示大量质点在某时刻
新教材人教版高中物理选择性必修第一册第三章机械波 精品教学课件
( √) ( ×) (×)
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『选一选』
一个小石子投向平静的湖面中心，会激起一圈圈波纹向外传播，如
果此时水面上有一片树叶(如图)，下列对树叶运动情况的叙述正确的是
A．树叶慢慢向湖心运动
(C)
B．树叶慢慢向湖岸漂去
C．在原处上下振动
D．沿着波纹做圆周运动
解析：由于波在传播过程中，只传递振动能量和波源所发出的信
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3．波速(v) (1)定义 波速是指机械波在介质中___传__播___的速度。 (2)计算式 v＝____Tλ_＝__λ_f____。此式不仅适用于机械波，也适用于后面要学习 的电磁波。
思路引导：深刻理解质点振动方向与波的传播方向的关系，在横波 中二者“相互垂直”的含义，在纵波中二者“在同一直线上”的含义。
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解析：(1)在横波中质点振动方向和波的传播方向相互垂直，所以二 者方向一定不同，故A错、B对，在纵波中二者方向在同一直线上，既可 以相同，也可以相反，故C对、D错。
(2)不一定。因为此波为横波，可知质点的振动方向与波的传播方向 相互垂直，此波在x轴上传播，可知质点a的振动方向应在过a点且垂直 于x轴的平面内，即质点a的振动方向可沿此平面的任意方向，不一定是 上下方向的振动。
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(3)在不考虑能量损失时，各质点振动的振幅相同，各质点的起振方 向都与波源开始振动的方向相同。
(4)机械波传播的是波源的信息 我们用语言进行交流，是利用声波传递信息。 (5)机械波是一种“集体运动” 波的形成离不开介质中大量质点的集体振动，个别质点形不成波。
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特别提醒 (1)有波源和有介质是形成机械波的必需条件，二者缺一不可。有振
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要点提炼 1．机械波的形成
波的描述 课件-高二物理人教版(2019)选择性必修第一册
第三章 机械波 第二节 波的描述
观察水波，可以看出波在空间、时 间上具有周期性，我们能否用图像 的方法来描述一列波呢？如果能， 坐标轴表示的是什么物理量？
体会课堂探究的乐趣， 汲取新知识的营养，
让我们一起 走 进 课 堂 吧！
一、波的图像
简谐运动的图像直观地反映了质点做简谐运动的物理过程，根据 图像可以看出质点在任意时刻的位移。
答：波源
四、波速 单位时间内振动所传播的距离叫做波速 波形（如波峰、波谷；疏部、密部）向前平移的速度就等于波速。
v x
t T
反映振动在介质中传播的快慢程度
波速由什么决定？ 介质
五、波的图象的应用
1. 波的传播方向、波的图像和质点的振动方向之间的关系。
⑴波的成因法 前一质点依次带动后一质点延迟振动
机械波的振动状态和波形以波速匀速传播。
例1.图中的实线是一列正弦波在某一时刻的波形图。经过0.5 s 后，其波形如 图中虚线所示。设该波的周期 T 大于 0.5 s。 （1）如果波是向左传播的，波的速度是多大？波的周期是多大？ （2）如果波是向右传播的，波的速度是多大？波的周期是多大？
波
的 图 象 与 振
先带后，后跟前,运动状态向后传。
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′v 在P下方，则P'带动P向下运动
思考：如果已知P点的 振动方向向下，判断波 的传播方向．
y/cm
5 PP′．．
确定经△t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。 画出再经t=T/4时的波形图
． y/m P′ v
观察水波，可以看出波在空间、时 间上具有周期性，我们能否用图像 的方法来描述一列波呢？如果能， 坐标轴表示的是什么物理量？
体会课堂探究的乐趣， 汲取新知识的营养，
让我们一起 走 进 课 堂 吧！
一、波的图像
简谐运动的图像直观地反映了质点做简谐运动的物理过程，根据 图像可以看出质点在任意时刻的位移。
答：波源
四、波速 单位时间内振动所传播的距离叫做波速 波形（如波峰、波谷；疏部、密部）向前平移的速度就等于波速。
v x
t T
反映振动在介质中传播的快慢程度
波速由什么决定？ 介质
五、波的图象的应用
1. 波的传播方向、波的图像和质点的振动方向之间的关系。
⑴波的成因法 前一质点依次带动后一质点延迟振动
机械波的振动状态和波形以波速匀速传播。
例1.图中的实线是一列正弦波在某一时刻的波形图。经过0.5 s 后，其波形如 图中虚线所示。设该波的周期 T 大于 0.5 s。 （1）如果波是向左传播的，波的速度是多大？波的周期是多大？ （2）如果波是向右传播的，波的速度是多大？波的周期是多大？
波
的 图 象 与 振
先带后，后跟前,运动状态向后传。
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′v 在P下方，则P'带动P向下运动
思考：如果已知P点的 振动方向向下，判断波 的传播方向．
y/cm
5 PP′．．
确定经△t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。 画出再经t=T/4时的波形图
． y/m P′ v
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
0
-5
x/m
2
4
6
新知讲解
二、波长、频率和波速
y/cm
4.波速：机械波在介质中传播的速度。
=
5
=
0
x/m
2
4
-5
（1）波的频率与介质无关，只决定于波源的频率。
（2）波速由介质决定，同性质、不同频率的机械波在同种介质中的波速相同。
6
新知讲解
二、波长、频率和波速
振动图象
Ａ
ｙ
波动图象
Ｔ
各质点作简谐运动
新知讲解
二、波长、频率和波速
波的图象与振动图象的异同
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。
2.不同点
（1）横轴坐标的意义不同： 波的图象中横轴表示各个质点的平衡位置到原点的距离；
振动图象中横轴表示该质点振动的时间。
否判定波的传播方向？
典例探究
【例题2】图中的实线是一列正弦波在某一时刻的波形图。经过0.5s后，其波形如
图中虚线所示。设该波的周期T大于0.5s。
（1）如果波是向左传播的，波的速度是多大？波的周期是多大？
（2）如果波是向右传播的，波的速度是多大？波的周期是多大？
课堂练习
1．图为一列沿x轴正方向传播的简谐波在初始时刻的波形，试画出该简谐波经
Ａ
ｙ
图象
ｔ
物理意义
x
表示一个质点在各个时刻对平衡位置的位移
表示某一时刻各个质点对平衡位置的位移
横坐标
表示时间
表示各个质点的平衡位置
人教版高中物理选择性必修第1册 第三章 机械波 2 波的描述 (2)
2.频率(f)
(1)定义:在波动中,各个质点的振动周期或频率是⑩ 相同 的,它们都等于
波源 的振动周期或频率,这个周期或频率也叫作波的周期或频率。
(2)决定因素:波的周期或频率由 波源 的周期或频率决定。
(3)时空对应:在一个周期内,振动在介质中传播的距离等于一个 波长 。
(4)频率和周期的关系:频率f与周期T互为 3.波速(v)
倒数 ,即f= 1 。
T
(1)定义:波速是指机械波在介质中 传播 的速度。
ห้องสมุดไป่ตู้(2)公式:
λ
v=T 或
v=λf 。
(3)决定因素:机械波在介质中的传播速度由 介质本身 的性质决定,在不同的 介质中,波速不同。另外,声速还与 温度 有关。
判断正误，正确的画“ √” ，错误的画“ ✕” 。
1.振动图像的形状不随时间变化,而波的图像的形状随时间变化。 ( √ ) 2.横波可以画出波的图像,纵波无法画出波的图像。 ( ✕ ) 3.由v=λf可知,波长为4 m的声波的传播速度是波长为2 m的声波的传播速度的2 倍。 ( ✕ ) 4.在波的传播过程中,介质中质点的振动速度等于波的传播速度。 ( ✕ ) 提示:质点的振动是在平衡位置两侧的变速运动,速度随时间按正弦规律变化;而波 的传播速度反映了振动这种运动形式在介质中传播的快慢,波在均匀介质中匀速 传播。
第三章 机械波
2 波的描述
1.通过波的图像的建立,理解波的周期性和双向性。 2.通过比较振动图像和波的图像,理解波的图像和振动图像的特点和意义。 3.通过实例分析和练习,掌握波长、频率和波速的关系,并能应用该关系求解相关 问题。
1 | 波的图像
1.波的图像的建立 (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① 平衡位置 ,纵坐 标y表示某一时刻各质点偏离平衡位置的② 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。 (3)描点:把某一时刻各质点的位移画在坐标平面内。 (4)连线:用一条平滑曲线把坐标平面内各点连接起来。 2.正弦波:如果波的图像是正弦曲线,这样的波叫作正弦波,也叫③ 简谐波 。
2022-2023年人教版(2019)新教材高中物理选择性必修1 第3章机械波第2节波的描述(7)
A.v= 2Δt B.v= 4Δt
Δx
C.v= 4Δt
Δx
D.v= 2Δt
(★★★)一列简谐横波的图象如图所示,t1时刻的波形如图中实线所示,t2时刻的波 形如图中虚线所示,已知Δt=t2-t1=0.5 s,问:
(1)这列波波速的表达式. (2)若波向左传播,且3T<Δt<4T,波速多大? (3)若波速v=68 m/s,则波向哪个方向传播?
判断正误,正确的画“ √” ,错误的画“ ✕” .
1.机械波在一个周期内传播的距离就是振幅的4倍.( ✕ ) 2.波速表示介质中质点振动的快慢. ( ✕ ) 3.在横波中,两个波峰(或波谷)之间的距离为一个波长. ( ✕ ) 在横波中,相邻的两个波峰(或波谷)之间的距离为一个波长.两个波峰(或波 谷)之间的距离为波长的整数倍. 4.在纵波中,两个密部(或疏部)之间的距离为一个波长. ( ✕ ) 在纵波中,相邻的两个密部(或疏部)之间的距离为一个波长.两个密部(或疏 部)之间的距离为波长的整数倍. 5.振动在介质中传播一个波长的时间是一个周期. ( √ )
2|频率(f )和周期(T )
1.定义:在波动中,各个质点的振动周期或频率是⑦ 相同 的,它们都等于 ⑧ 波源 的振动周期或频率,这个周期或频率也叫做波的周期或频率. 2.决定因素:波的周期或频率由⑨ 波源 的周期或频率决定. 3.时空对应:在一个周期的时间内,振动在介质中传播的距离等于一个 ⑩ 波长 .
<4λ 即n=3,代入②式
v左=4(4n+3) m/s=4×(4×3+3) m/s=60 m/s. (3)给定的波速v=68 m/s,则给定时间Δt内波传播的距离x'=v·Δt=68×0.5 m=34 m=
波的描述高二上学期物理人教版(2019)选择性必修第一册
Y
波的传播方向
上坡
O
下坡
X
上坡
（5）同侧法
在波的图像上的某一点，沿
竖直方向画出一个箭头表示质
Y
点振动方向，并设想在同一点
沿水平方向画一个箭头表示波 O 的传播方向，那么这两个箭头
总是在曲线的同侧。
传播方向
v
X
v
例5、如图所示为简谐波在某一时刻的波形图，已知此时质
点A正向上运动，由此可断定（ C ）
3、波速 (1)定义：单位时间内振动所传播的距离叫做波速
v x t
特殊的，若时间取波的一个周期
v 或v f
T
(2)波速的大小由介质的性质决定，同一列波在 不同介质中传播速度不同。
例2．一列波在第一种均匀介质中的波长为λ1，在第二种均匀介质 中的波长为λ2，且λ1=3λ2，那么这列波在这两种介质中的频率之 比和波速之比分别为（ C ）
Q，当 P 达到负最大位移处时, Q 正好处于平衡位置且向上运动。
那么这列波的波长可能为多少?
P
Q
波在时间上和空间上的周期性,造成了重复性,波动问题一般具有多解性。
Q
x
(n
3 4
)
4 4n 3 m
n 0,1,2,3
解：（1）如果波是向左传播，
则 x 1 6cm ，由v x
4
t
得v ＝ 0.12 m/s
波的周期为 T 2s
v （2）如果波是向右传播，则 x 3 18cm
4
波的周期为 T 0.67s
v
，由 v x 得v ＝ 0.36 m/s
t
例7、如图所示，沿波的传播方向上有两个相距为 1m 的质点 P 和
第三章 机械波
人教版高中物理选择性必修第一册精品课件 第3章 机械波 2 波的描述 (3)
C 错误。根据
4.如图所示,手持较长软绳端点O以周期T在竖直方向上做简
谐运动,带动绳上的其他质点振动形成简谐波沿绳水平传播。
绳上有另一质点P,且O、P的平衡位置间距为l。t=0时,O位于
最高点,P的位移恰好为零,速度方向竖直向下。下列说法正
确的是(
经过一个周期,波的图像复原一次。
4.波的传播方向的双向性。
如果只知道波沿x轴传播,则有可能沿x轴正向传播,也有可
能沿x轴负向传播,具有双向性。
5.由波的图像可获得的信息。
(1)从波的图像上可直接读出介质质点振动的振幅。
(2)可确定任一质点在该时刻的位移的大小和方向。
(3)根据加速度方向与位移方向的关系,可确定任一质点在
3.波速。
(1)定义:机械波在介质中传播的速度。
(2)定义式:v= = fλ 。
(3)决定因素:机械波在介质中的传播速度由介质本身的性
质决定,在不同的介质中,波速一般不同。
微思考简谐波介质中的一个质点在一个周期内走过的路程
等于一个波长吗?
提示:不等于。简谐波介质中的质点在一个周期内走过的路
程等于四个振幅,与波长的大小无关。
晚。
3.某时刻波的图像与经过一段时间后波的图像十分相似,不同
的是波的图像沿波的传播方向又延伸了一段距离而已。
学以致用
1.右图为某一时刻一简谐波的图像,波的传播方向沿x轴的
正方向,下列说法正确的是(
)
A.质点a、b的振幅不相等
B.该时刻质点b、e的速度相同
C.该时刻质点d正在向下运动
D.该时刻质点c、f的加速度为零
方向,故选项 B 错误;经过 1 s,即半个周期,质点 P 经过的路程
2022-2023年人教版(2019)新教材高中物理选择性必修1 第3章机械波第2节波的描述(1)
y(cm)
O
波
峰
2
波
峰
3ห้องสมุดไป่ตู้
波
峰
1
波
峰
4
x(cm)
12
24
36
48
解（1）如果波是向左传播的，从图中可以看出虚线所示的波
形相当于实线所示的波形向左移动了6cm，由此可求出波速的大小
Δx 0.06
v=
=
m/s=0.12m/s
t
0.5
波的周期为T =
λ
v
=
0.24
s
0.12
= 2.0s
y(cm)
O
波
峰
波长 频率和波速
知识回顾
1. 机械波的形成
条件：波源和介质
过程：前一个质点依次带动后一个质点
在各自的平衡位置附近做受迫振动。
知识回顾
2. 波的图像（波形）
多个质点在某一时刻的振动情况
3. 机械波的传播
研究对象：一群质点
波长 频率和波速
学
习
任
务
波的传播规律
应用
振动相位相同的质点所具备的特点：
1.质点相对平衡位置的位移相同。
f
设温度是0℃，查得水中的声速为1450m/s，空气中的声速为
v水 1450
332m/s,所以 =
=
m = 3.3m
水
f
440
v气 332
气 =
=
m = 0.75m
f
440
四.波长、频率和波速的关系
λ
v = = f
T
由波源决定
由介质决定
由波速和频率
共同决定
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0 1 2 3 4 5 6 t/s
图图2 2
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典型例题
例1、一列简谐横波沿X轴正方向传播，波源的频率 f=5Hz，A=5cm，波速大小v=20cm/s，某时刻平衡位 置坐标x=-7cm的质点刚好处于平衡位置，且振动方 向沿y轴正方向，试在图中画出此刻的波形（至少画 两个波长）。在该时刻前(2T+T/4)及后(3T+3T/4) 的波形图又如何？
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波的图象应用
3、从图象中可判断：
波的传播方向
y/ cm v
0.5
质点振动方向
0 1 2 3 4 5 6 x/m
–0.5
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课堂练习
5、一列简谐横波沿x轴负方向传播，图1是t=1s时的
波形图，图2是波中某振动质元位移随时间变化的振
动图线(两图用同一时间起点)，则图2可能是图1中哪
表示振幅或波幅
研究对象 不同时刻的一个质点 某一时刻介质中的各个质点
物理意义
不 同 横坐标 点
图线变化
不同时刻的一个质点 偏离平衡位置的位移
时间的延续,可求周期T
x 延伸
0 放录像带
t
某一时刻的各个质点 偏离平衡位置的位移
各质点平衡位置离波
源的距离,可求波长λ
y
平移
0 拍集体照 x
运动特点 变加速运动,速度周期性变化 同种均匀介质中匀速运动
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关于振动图象和波的图象的区别
相 图线形状 同 点 纵坐标
纵坐标最大值
振动图象
x
波动图象y0Fra bibliotekt0
x
都表示质点离开平衡位置的位移
个质点的振动图线? ( A )
A．x=0处的质点
y/m
B．x=1m处的质点
C．x=2m处的质点 D．x=3m处的质点
0 1 2 3 4 5 6 x/m 图图1 1
y/m
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2、在波动中，振动步调总是相反的两个相邻质点 之间的距离等于波长的二分之一，如图中的7和13， 16和22，14和20等等。
9 10
8
11
7
12
λ/2
21 22
20
23
19
24
1
6
13
18
25
2
5
34
λ/2
14
17
15 16
λ/2
反之，相距波长整数倍的两质点振动情况总是相同，
如图中的1和13、25；相距半波长的奇数倍的两质点
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下列说法正确的是( )
ACD
A．它们的振幅相同
B．其中D、F速度方向相同
C．其中A、C速度方向相反
D．从此时算起，B比C先回到平衡位置
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振动情况总是相反，如图中的1和7，1和19等等
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例.某一简谐横波在t＝0时刻的波形图如图的实线所
示．若波向右传播，画出T/4后和5T/4前两个时刻的波
的图象．
Y
O
平移规律： 波右传，求前左移， 求后右移；
X 波左传，求前右移，
求后左移。
T/4后的波形图
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5T/4前的波形图
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课堂练习
1、一列横波沿绳子向右传播，某时刻形成如图所示的
凸凹形状，对此时绳上A、B、C、D、E、F六个质点。
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1、在波动中，对平衡位置的位移总是相等的两个 优质课件优秀课件课件公开课免费课件下载免费ppt下载人教版（2019）高二物理 选择性必修 第一册第三章机械波——波的图象 波长、频率和波速 习题课(共23张PPT) 相邻质点间的距离等于波长；如图中的1和13，2和 14，3和15，13和25等等
y/cm
注意作波动图需知四5 要素：振幅、波长、 波P 的传播方向（波源的位置）和某一质点 在-该7 时-6 刻-5 的-4 振-3动-2状-1态o（位1 移2 及3 振4 动5方6向x/）cm
–5
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课堂练习
3、一列横波在某时刻形成如图所示的凸 凹形状，如果a的振动方向向下，则波的 传播方向__x_轴_负__方_向,在这时刻振动方向向 上的质点有_d_、_e_、__f加速度方向向下的质 点有___f______
y/cm
f ae
x/cm
b
d
c
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课堂练习
4、如图所示为一简谐横波在某时刻t的波形曲线，传 播方向向左，则此时刻有（ BD ） A、各质点的位移均为4cm
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波的图象应用
2、从图象中可间接获取的信息 (1)已知波速v，可求周期T=λ/v，f=1/T， 任意t时间内波传出的距离S=vt，及某一质 点在t时间内振动的路程S’；
带动法 或 同侧法
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波的图象应用
4、从t时刻图象中可作出Δt时间前或后的波动图象