3.2 波的描述 课件-2022-2023学年高二上学期物理人教版（2019）选择性必修第一册

3.2 波的描述 第三章 机械波 学习目标要求 核心素养和关键能力 1.理解波的图像的意义。 2.知道波长、频率和波速的概念。 3.理解波长、频率和波速的关系。 4.知道决定波长、频率和波速的因素 1.核心素养 (1)利用比较法理解两种图像的不同。 (2)理解振动方向和波的传播方向的关系。 2.关键能力 分析推理能力 回顾： 1、机械波是如何形成的？ 2、机械波的条件是什么？ 3、机械波分为哪两种？各有什么特点？ ⑴机械波: ⑵分类： ⑶条件： ⑷特点： ①质点不随波而迁移 ②波传递波源的振动形式 ③波还可以传递能量、传递信息 机械振动和介质 横波和纵波 机械振动在介质中传播形成机械波  波纹观察 观察水波 水波在时间和空间上在做周期性变化，我们如何去描述水波？ 拍照定格 波是不断变化的，如果知道了某一时刻的水波，又如何判断上一时刻或下一时刻的水波呢？ 一、波的图像 图3.2-1是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。 Y 位移 X 平衡位置 正方向 负方向 （1）横纵坐标分别表示什么？ 规定：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。 横坐标x：在波的传播方向上介质中各质点的平衡位置 纵坐标y：某一时刻各个质点偏离平衡位置的位移 * * 5 一、波的图像 在直角坐标系上画出某时刻各质点偏离平衡位置的位移。 将某时刻各质点偏离平衡位置的位移矢量的末端用光滑的曲线连接起来。 Y 位移 X 平衡位置 O 如何画出波形图？ * * 6 1.波的图象也称波形图或波形曲线． 2.特殊的，若波形图为正弦，我们把这种波称为： 简谐波 简谐波是最简单、最基本的波 3.简谐波怎么产生？ 若波源做简谐运动，则介质中产生简谐波 一、波的图像 （任何波都可以看成是简谐波的叠加——比如心电图） 波的图象描述的是某一时刻介质中各个质点偏离平衡位置的位移情况。 图象的物理意义: （3）波是随时间不断变化的是一个质点带动另一个质点在运动， 如果振源在作简谐振动，振源带动介质中其他质点运动，得到的波形图是什么图形呢？ 振动是波动的原因，波动是振动的传播； （2）研究对象： （1）因果关系： 振动描述某一个质点，波动描述介质中的所有质点。 二、振动与波动的联系与区别 对这个质点录一段视频。 对所有质点拍一张照片。 该质点的 x-t 图像； 也叫质点的振动图像。 在某一时刻 t 整个波的样子/波的图像； 也叫波动图像。 识别：下列哪几幅表示振动图象 ? 哪几幅表示波动图象 ？ AC BD 二、波的图象与振动图象的区别 1、波长: 为什么要强调“相邻”两个字？ 即一个完整波的长度; 两个相邻波峰（波谷）距离; 两相邻平衡位置？ 三、波长、周期（频率）和波速 在波动中，振动相位总是相同的两个相邻质点间的距离，叫做波的波长（λ）。 2、周期（频率）： ｘ ｙ ｏ 波向前传播，经过一段时间，波形图与此前重合，称为波传播的周期 思考：波传播的周期与波源振动的周期有何关系？ 波传播周期（频率）等于波源振动周期（频率） 三、波长、周期（频率）和波速 几点说明： (1)波的周期（频率）应由波源决定，与传播波的介质无关。 (2)每经过一个周期，振动在介质中传播的距离为一个波长。 (3)每经历一个周期，原有的波形图不改变。 三、波长、周期（频率）和波速 ｘ ｙ ｏ 3、波速： 若在△t时间，波向前传播了△x距离，则如何表示波传播的速度？ 三、波长、周期（频率）和波速 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。 3、波速： v＝ ＝ λ f 试计算频率为20Hz的声波的波长 三、波长、周期（频率）和波速 (2)波速： 波速由什么决定？ 例题1：一简谐横波沿x轴正方向传播,某时刻其波形图如图所示,下列说法正确的是:( ) A、由波形图可知该波的波长 B、由波形图可知该波的周期 C、经1/4周期后质点P运动到Q点 D、经1/4周期后质点P的速度变为零 x/m y 1 2 3 4 5 6 P Q R A D v 振幅、波速 主要方法：（1）质点带动法 波的传播方向 质点的振动方向 四、波的传播方向和质点振动方向的判断 Y X O 波的传播方向 a b 观察比P点更靠近波源一点的那个质点在P点的上方还是下方； 由波的形成原理可知,后振动的质点总是重复先振动质点的运动,已知波的传播方向判断质点振动方向时,可在波源一侧找与该质点距离较近的前一质点,如果前一质点在该质点下方,则该质点将向下运动,反之该质点向上运