3.2 波的描述-2023-2024学年高二物理同步课件（人教版2019选择性必修第一册）

3.2 波的描述 第三章 机械波 第一课时 认识波的图像 亮亮图文旗舰店https://liangliangtuwen.tmall.com 复习回顾 1、产生机械波的条件是什么？ 2、机械波传播的实质是什么？ 3、机械波分为哪两种？各有什么特点？ 有振源和介质 机械振动在介质中传播 机械波 横波 纵波 密部 疏部 振动与传播方向垂直 振动与传播方向共线 在第二章，我们学习了简谐运动，用x-t图像描述弹簧振子或单摆一个质点在任意时刻的位移。 而波却是很多质点的运动，在同一时刻各个质点的位移都不尽相同，不方便用x-t图像来描述。我们应该用什么图像来描述？ 我们以横波为例研究波的图像 我们可以用照象机把波的形状摄下来，就是按下快门瞬间各个质点离开各自平衡位置时的情形。我们就把这些质点连成曲线，就是该时刻的波的图象。 一、波的图像 用横坐标表示在波传播方向上各质点的平衡位置; 用纵坐标表示某时刻各质点偏离平衡位置的位移 y 位移 x 平衡位置 正方向 负方向 O 对于横波而言，波形图就是该时刻波的图像。 1.波的图象表示法 一、波的图像 2.物理意义：波的图像表示各质点在某一时刻偏离平衡位置的位移分布规律。 在不同时刻质点的振动位移不同，其对应的波的图像也是不同的,不同时刻的波形曲线是不同的。 3.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.简谐波是最简单的波。 从波的图象上可获得的哪些信息？ (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在该时刻的位移) 5.从波的图象上可获得的物理信息 (2)直接看出在波的传播过程中各质点的振幅A,即波动图线上纵坐标最大的绝对值,即A=4cm（简谐横波在传播过程中，各质点的振幅都相同） (3)可以判断出沿传播方向上各质点在时刻的运动方向、加速度方向 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。 6.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。 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。 波动图像 振动图像 波动图像表示大量质点在某时刻时偏离平衡位置的位移规律。 7.振动图像与波动图像的比较 图 象 相同点 1、形状 2、纵坐标 不同点 1、研究对象 2、横坐标表示 3、读出的物理量 X t 0 振动图象 Y X 0 波的图象 1、图象形状都是正弦或余弦曲线 2、纵坐标都表示质点离开平衡位置的位移 某一质点（不同时刻） 一群质点（同一时刻） 横轴表时间 横轴表平衡位置 可直接读出周期 可直接读出波长 3、纵坐标的最大值都表示振幅 应用一：波的传播方向 质点的振动方向 常用方法： （1）质点带动法(看前一个质点的位置) （2）上下坡法（逆着波传播方向，上坡上，下坡下） （3）同侧法（波传播方向与振动方向总在曲线同侧） 注意：在振动位移最大处，速度为0， 没有方向 7.波的图像的基本应用 振动图像与波动图像中判断质点运动方向的方法比较 ● ● ● 振动图像 随着时间方向看质点位置的斜率K， K>0,运动方向为正方向 K<0,运动方向为负方向 波动图像 （1）质点带动法(看前一个质点的位置) （2）上下坡法（逆着波传播方向，上坡上，下坡下） （3）同侧法（波传播方向与振动方向总在曲线同侧） 例1、如图所示为一列向右传播的简谐波的波形图，求图中A、B、C、D、E各质点的振动情况 【课堂练习】 v 如果这列波是向左传播的，则这四个质点的振动方向又如何？ 应用二：求波在任意时刻的波形图 7.波的图像的基本应用 （1）描点法 先找出两点（平衡位置和波峰及波谷特殊点）并确定其运动方向；然后确定经△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。 x/m y/m 0 1 2 3 4 v 画出再经t=T/4时的波形图 ． P ． P′ ． Q′ Q ● （2）图象平移法 应用二：求波在任意时刻的波形图 7.波的图像的基本应用 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． O Y X 波的传播方向 ∆x=v∆t 2.(多选)如图所示为一列沿x轴正方向传播的简谐横波在某个时刻的波形图,由图像可知( ) A.质点b此时位移为零 B.质点b此时向一y方向运动 C.质点d的振幅是2cm D.质点a经过T/2通过的路程是4cm,偏离平衡位置的位移大小是4cm AC 【课堂练习】 3.(多选）如图所示为一列简谐波在某一时刻的波形图