第三章 第3节 波的图像（Word教参）-【优化指导】2023-2024学年新教材高中物理选择性必修第一册（教科版2019）

第3节　波的图像

1．波的图像的画法

2．简谐波

(1)概念

波的图像有时也称为波形图，波形图是正弦曲线的波称为正弦波，又叫一维简谐波，如图所示．

(2)介质中有正弦波传播时，介质中的质点在做简谐运动．

[判断](对的画“√”，错的画“×”)

(1)只有横波才能画出波的图像．(×)

(2)波的图像表示波中各质点在某一时刻的相对于平衡位置的位移．(√)

(3)正弦波在传播时，介质中的质点都在向前移动．(×)

1．相同点：一维简谐波的图像和简谐运动的振动图像都是正弦(或余弦)曲线．

2．不同点

(1)研究内容不同，波的图像研究某一时刻各个质点的位移，振动图像研究某一质点各个时刻的位移．

(2)横坐标意义不同，波的图像横坐标表示各质点的平衡位置，振动图像横坐标表示时间t．

(3)纵坐标意义不同：波的图像纵坐标表示某时刻各质点的位移，振动图像的纵坐标表示某一质点各时刻的位移．

(4)除了振幅外，从波的图像上可以确定波长，从振动图像上可以确定周期．

[思考]

图甲为一维简谐波的图像，图乙为简谐运动的振动图像，两者形状相似，如何辨别它们？

提示　可根据图像的横坐标的意义进行区别，若横坐标为时间t，则图像为振动图像，若横坐标为位置x，则图像为波的图像．

探究点一　波的图像的识别和应用

如图所示是一列简谐波在某一时刻的图像．

(1)波的图像是什么形状的曲线？

(2)由图像可读出什么？

提示　(1)波的图像是余弦曲线．

(2)由图像可读出振幅A、该时刻各质点的位移y及波长λ.

1．由波的图像获得的信息

(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A.

(3)若已知该波的传播方向，可以确定各质点的振动方向；若已知某质点的振动方向，可以确定该波的传播方向．

2．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，则不同时刻波的图像不同．质点的振动位移做周期性变化，则波的图像也做周期性变化．每经过一个周期，波的图像复原一次．

3．简谐波的图像与简谐运动图像的比较

(多选)右图为一弹性绳在某时刻的波形，有关这列波的说法正确的是(　　)

A．若波向右传播，则此时质点P的振动方向向下

B．若波向左传播，则此时质点P的振动方向向下

C．若波向右传播且正好传播至P点，则质点Q的起振方向向下