第3章 3 波的图像(课件PPT)-【优化探究】2022-2023学年新教材高中物理选择性必修第一册同步导学案（教科版2019）

3　波的图像 物理·选择性必修 第一册 返回导航 下页 上页 学习目标 素养提炼 1.知道波的图像的物理意义。 2．能运用简谐横波(正弦波)的图像描述横波，解决简单的实际问题。 3．通过对波的图像的意义的了解，培养应用数学工具表达物理关系的能力。 物理观念：波形、波的图像、正弦波、一维简谐波。 科学探究：通过对波的图像和振动图像的比较，知道波的图像与质点振动图像的区别。 物理·选择性必修 第一册 返回导航 下页 上页 必备知识 自主学习 关键能力 合作探究 课堂检测 素养达标 课时作业 巩固演练 物理·选择性必修 第一册 返回导航 下页 上页 一、横波的图像 1．若以横坐标x表示在波的____________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______，规定位移方向______为正值，______为负值，则在xOy坐标平面上，描出该时刻各质点的位置(x，y)，用平滑曲线把各点连接起来，就得到了这一时刻横波的波形图像(如图)。 传播方向 位移 向上 向下 物理·选择性必修 第一册 返回导航 下页 上页 2．波的图像直观地表示了各振动质点在某一时刻的位置，波的图像有时也称为_________，简称______。波形图是正弦曲线的波，称为_________，又叫一维简谐波。 波形图 波形 正弦波 物理·选择性必修 第一册 返回导航 下页 上页 [判断正误] (1)波的图像表示介质中质点的运动轨迹。( ) (2)波的图像描述了某一时刻各质点离开平衡位置的位移情况。( ) (3)只有横波才能画出波的图像。( ) (4)简谐波中各质点做的都是简谐运动。( ) × √ × √ 物理·选择性必修 第一册 返回导航 下页 上页 二、波的图像与振荡图像的比较 比较内容 振动图像(简谐运动) 波动图像(简谐波) 研究对象 一个振动质点 沿波传播方向上的所有质点 研究内容 某一质点振动的过程中，各时刻相对于平衡位置的位移 表示波传播时某一时刻在介质中各质点相对于平衡位置的位移 图线 物理·选择性必修 第一册 返回导航 下页 上页 比较内容 振动图像(简谐运动) 波动图像(简谐波) 物理意义 表示一质点在各时刻的位移 表示某时刻各质点的位移 图线变化 随时间推移，图像______，但已有形状不变 随时间推移，图像沿传播方向______ 一个完整曲线占横坐标的距离 表示一个______ 表示一个______ 延续 平移 周期 波长 物理·选择性必修 第一册 返回导航 下页 上页 [判断正误] (1)振动的图像是质点的运动轨迹。( ) (2)由波的图像可以看出质点振动的振幅。( ) (3)可以根据波的传播方向确定各质点某时刻的运动方向。( ) (4)在一个周期内，振动在介质中传播的距离等于一个波长。( ) × √ √ √ 物理·选择性必修 第一册 返回导航 下页 上页 要点一　对波的图像的理解及应用 [情景探究]　如图所示是横波的演示仪，左图中各质点处在平衡位置，右图是机械波向右传播时某时刻各质点的位置。在右图中，若以第一个质点所在平衡位置为坐标原点、以各质点所在的平衡位置为x轴，并取向右为正方向，质点振动的方向为y轴，并取向上为正方向，建立坐标系，并把各质点用平滑的曲线连接起来，这就是波的图像。试画出这个图像，并说明某个质点的横、纵坐标及整条图线表示的意义。 物理·选择性必修 第一册 返回导航 下页 上页 提示：画出的图像如图所示，横坐标表示质点的平衡位置，纵坐标表示该时刻质点离开平衡位置的位移，整条图线表示该时刻各质点离开平衡位置的位移。 物理·选择性必修 第一册 返回导航 下页 上页 1．对波的图像的理解 (1)波的图像是某一时刻介质中各个质点运动情况的“定格”。可以将波的图像比喻为某一时刻对所有质点拍摄下的“集体照”。 (2)简谐波的图像是正(余)弦曲线，是最简单的一种波，各个质点振动的最大位移都相等，介质中有正弦波传播时，介质中的质点做简谐运动。 (3)横波的图像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像中的位移正向的最大值，波谷即为图像中的位移负向的最大值，波形中通过平衡位置的质点在图像中也恰处于平衡位置。 物理·选择性必修 第一册 返回导航 下页 上页 2．由波的图像获得的三点信息 (1)可以直接看出在该时刻沿传播方向上各个质点的位移。 (2)可以直接看出在波的传播过程中各质点的振幅。 (3)若已知该波的传播方向，可以确定