第三章 机械波 2 波的描述-【金版教程】2023-2024学年新教材高中物理选择性必修第一册创新导学案课件PPT（人教版2019）

第三章　机械波 1 2．波的描述 2 1．知道波的图像中横、纵坐标表示的物理量，理解波的图像的物理意义。2.知道波的图像与振动图像的区别与联系。3.理解波长、频率和波速的概念及关系，并能进行相关的计算。 课前自主学习 4 平衡位置 偏离平衡位置的位移 (x1，y1) (x2，y2) (x3，y3) 集合 波 波形图 课前自主学习 课堂探究评价 课后课时作业 正弦波 简谐波 某一时刻 各个时刻 课前自主学习 课堂探究评价 课后课时作业 相邻质点 λ 相邻波峰 相邻波谷 相邻密部 相邻疏部 相同 课前自主学习 课堂探究评价 课后课时作业 波源 一个波长 课前自主学习 课堂探究评价 课后课时作业 fλ 介质本身的性质 课前自主学习 课堂探究评价 课后课时作业 × √ √ × √ × × 课前自主学习 课堂探究评价 课后课时作业 提示 提示：振动图像的横坐标是时间，波的图像的横坐标是在波的传播方向上各质点的平衡位置。 2．想一想 (1)怎样从图形上区分振动图像和波的图像？ 课前自主学习 课堂探究评价 课后课时作业 课堂探究评价 12 探究 　 波的图像 仔细观察下列图片，认真参与“师生互动”。 课前自主学习 课堂探究评价 课后课时作业 提示 活动1：图甲是根据一张绳上横波的照片画出的图，记录了绳上各质点在该时刻的具体位置。为了定量研究，我们尝试用图像的方法来描述这列波，能否用x­t图像来描述呢？ 提示：过去我们研究的是单个质点的运动情况，用x­t图像可以很方便地描述单个质点在任意时刻的位移。而波却是很多质点的运动形成的，在同一时刻各个质点的位移都不尽相同，不方便用x­t图像来描述。 课前自主学习 课堂探究评价 课后课时作业 提示 活动2：为了用图像的方法来描述这列波，建立图乙直角坐标系，那么图像中应反映什么信息？ 活动3：图乙直角坐标系中坐标轴表示的应该是什么物理量？ 提示：该时刻绳上各质点的具体位置。 提示：横坐标x表示在波的传播方向上绳中各质点的平衡位置，纵坐标y表示某一时刻绳中各质点偏离平衡位置的位移。 课前自主学习 课堂探究评价 课后课时作业 提示 活动4：请在图乙直角坐标系中用图像的方法来描述图甲时刻绳上的横波。 提示：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，如图所示。 课前自主学习 课堂探究评价 课后课时作业 1．对波的图像的理解 (1)波的图像描述了某一时刻介质中各个质点偏离平衡位置的位移的情况。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。 课前自主学习 课堂探究评价 课后课时作业 2．简谐波的图像的周期性 在波的传播过程中，各质点都在各自的平衡位置附近振动，不同时刻质点的位移不同，所以不同时刻波的图像不同。由于质点的振动位移随时间做周期性变化，所以简谐波的图像也随时间做周期性变化，经过一个周期，波的图像复原一次。 课前自主学习 课堂探究评价 课后课时作业 3．简谐波的振动图像与波的图像的比较 课前自主学习 课堂探究评价 课后课时作业 课前自主学习 课堂探究评价 课后课时作业 (1)沿波的传播方向上各质点振动的振幅和周期有何特点？ (2)由各质点的位移情况可推知什么？ 提示：各质点振动的振幅和周期均相同，等于波源的振幅和周期。 提示：因为每个质点都在振动，故知道质点的位移情况就可以知道其回复力、加速度、运动方向以及能量等相关物理量。 提示 课前自主学习 课堂探究评价 课后课时作业 规范解答 答案 [答案]　AC 课前自主学习 课堂探究评价 课后课时作业 规律点拨　质点振动方向与波传播方向的关系 已知质点的运动方向来判断波的传播方向或已知波的传播方向来判断质点的运动方向时，依据的基本规律是横波的形成与传播的特点，常用方法有： (1)质点带动法 质点带动法是判断质点的振动方向的最直接的方法。波形成的过程中，靠近波源的质点带动离波源较远的质点振动，后振动的质点总是重复相邻的先振动的质点的运动。故在波形图上靠近波源的一侧临近的位置找一点(P′)，若这点在所研究点上方则研究点(P)向上运动， 课前自主学习 课堂探究评价 课后课时作业 反之研究点向下运动，如图所示。 (2)微平移法 波向前传播，波形也向前平移。作出经微小时间Δt后的波形，就知道了各质点经过Δt时间到达的位置，运动方向也就知道了，如图所示。 课前自主学习 课堂探究评价 课后课时作业 (3)上下坡法