16-02波的描述-2023-2024学年高二物理精编动态课件（人教版2019选择性必修第一册）

02.波的描述 简谐运动的x-t图像可以很方便地描述质点在任意时刻的位移。 机械波是构成介质的无数质 点的一种共同运动形式，在 同一时刻各个质点的位移都 不同，不方便用x-t图像来描述。但各个质点在某时刻的空间分布可以用图像表示出来。 观察各个质点在某时刻的空间分布 一.波的图像（波形图，波动图像，波形曲线） 以横波为例： 横坐标x：各质点的平衡位置到参考点的距离 纵坐标y：各质点偏离平衡位置的位移 方向：位移向上时y取正值，向下时y取负值 把平衡时位于x1，x2，x3， …的质点的位移y1，y2，y3， …画在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 一时刻波的图像。 一.波的图像（波形图，波动图像，波形曲线） 1.物理意义：波的图像反映了某时刻所有质点的空间分布规律（相当于某时刻波形的照片） 2.简谐波：如果波的图像是 正弦曲线，这样的波叫作正 弦波，也叫简谐波 注意： ①不同时刻，各个质点的位移不同，波形也不同 ②波形图在空间与时间上存在周期性 ③随着时间的推移，波形图沿着传播方向平移 ④波形图最前端质点的起振方向与波源起振方向相同 ⑤波形图表示介质中“各个质点”在“某一时刻”的位移，振动图像表示介质中“某一质点”在“各个时刻”的位移 振动图像和波动图像的比较 图像 振 动 图 像 波 形 图 像 相同 图像都是正（余）弦曲线 纵坐标都是质点离开平衡位置的位移 不同 某质点不同时刻位移 大量质点同一时刻位移 横轴表示时间 横轴表示质点平衡位置 随时间推移图像延续，但已经画出的图像不变 随时间推移图像沿传播方向平移，不同时刻图像不同 二.波长、频率和波速 1.波长：在波的传播方向上，振动相位总是相同的两个相邻质点间的距离，叫作波长，用λ表示 在横波中，两个相邻波峰或两个相邻波谷之间的距离等于波长。 在纵波中，两个相邻密部或两个相邻疏部之间的距离等于波长。 λ λ λ λ 二.波长、频率和波速 2.周期与频率：各个质点的振动周期（T）或频率（f）是相同的，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。 注意：每经过一个周期，图像相同。 3.波速：经过一个周期T，振动在介质中传播的距离等于一个波长λ： 二.波长、频率和波速 注意： ①波速由介质决定，声速还与温度有关 ②周期和频率由振源决定 ③波长由介质和振源共同决定 三.由波形图可以得到的信息 1.振幅A 2.波长λ 3.该时刻质点的位移方向与大小 4.若已知波的传播方向还能画出下一时刻的波形，判断各质点的速度方向以及速度变化情况（反之已知质点速度方向也能判断波的传播方向） 5.半个周期后图像关于x轴对称，一个周期后图像相同，具有空间与时间上的周期性 A λ x y v 判断质点振动方向：平移法 0 v y /cm x /cm A F E D C B 看下一时刻质点向上还是向下运动 判断质点振动方向：上下坡法 0 v y /cm x /cm A F E D C B 上坡朝下，下坡朝上 判断质点振动方向：同侧原理法 0 v y /cm x /cm A F E D C B 传播方向和振动方向在波形图的同一侧 例1.关于公式v=λ f，下列说法中正确的是( ) A.公式说明提高波源的频率f ，它激发的波的波速也增大. B.公式中v、 f 、λ三个量，对同一机械波在通过不同介质时，只有f不变，而λ与v成正比。 C.公式中v、 f 、λ三个量，对不同机械波在通过同一介质时，v不变，λ与f成反比。 D.公式v= λ f 适用于一切波。 例2.关于简谐波说法中正确的是（ ） A.两个振动情况完全相同的质点之间的距离是一个波长 B.任意两个波峰或波谷之间的距离叫波长 C.波动在一周期内向前传播的距离等于波长 D.在一个周期内质点所走过的路程等于一个波长 BCD C 例3.一列简谐波在t＝0时刻的波形图如图(a)所示，图(b)表示该波传播的介质中某质点此后一段时间内的振动图象，则(　　) A．若波沿x轴正方向传播，(b)图可能是a点振动图象 B．若波沿x轴正方向传播，(b)图可能是b点振动图象 C．若波沿x轴正方向传播，(b)图可能是c点振动图象 D．若波沿x轴正方向传播，(b)图可能是d点振动图象 B 例4.如图实线表示t1时刻波形曲线，虚线为t2=t1+0.5s时刻的波形曲线，则波传播的速度可能为（ ） A.2m/s B.4m/s C.8m/s D.12m/s 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（ ） A.向右传播，质点B向上运动 B.向右传播，质点C向下运动 C.向左传