3.3 波的图像 课件-2023-2024学年高二上学期物理教科版（2019）选择性必修第一册

波的图像 巴中市巴州区第六中学 李林 x y ● 横波的图像 x y 若以横坐标 x表示在波的传播方向上各质点的平衡位置，纵坐标 y 表示某时刻各个质点偏离平衡位置的位移，规定位移的方向向上为正值，向下为负值，则在 xOy 坐标平面上，描出该时刻各质点的位置（x，y），用平滑曲线将各点连接起来，就得到了这一时刻横波的图像 ● 横波的图像 x y 波的图像直观地表示了各振动质点在某一时刻的位置，波的图像有时也称为波形图，简称波形 波形图是正弦曲线的波，称为正弦波，又叫作一维简谐波 x y 已知波的图像 中各质点的振动方向，试判断波沿什么方向传播? 判断波动图像中波的传播方向: 微平移法 振向波向同侧法 上下坡法 带动法 ● 判断波动图像中波的传播方向 一列简谐横波在某一时刻波的图像如图 （1）这列波的振幅和波长分别是多少？ （2）已知波向右传播，说明平衡位置 分别为 A、B、C、D 的 4 个质点在此时刻 的振动方向。 （3）若波速为 240 m/s，求波的频率。 （4）画出再经过 时的波的图像。 ●例题分析 带动法 波平移法 ● 波的图像与振动图像的比较 在波的传播过程中，动能和势能同时变成最大或最小；而下一时刻，能量最大或最小的位置就发生了移动，能量由波源处向外传播。 ● 课堂练习1 一列简谐横波沿x轴负方向传播，图甲是t=1s时的波形图，图乙是波中某振动质点位移随时间变化的振动图象（两图同一时间起点），则乙图可能是甲图中哪个质点的振动图象（ ） A.x=0处的质点 B.x=1 m处的质点 C.x=2 m处的质点 D.x=3 m处的质点 ● 课堂练习2 若下图是一列简谐横波t=0时刻波的图像，请同学们画出经过5T/8波的图像。 x/m y/m 0 2 4 6 8 V ● 课堂练习3 一列简谐横波在x轴上传播,t=0时刻的波形图如甲所示,x=2cm的质点P的振动图像如图乙所示,由此可以判断( ) A.该波的传播方向是沿x轴的负方向. B.该波在2s时间内传播的距离是2m C.在t=1.5s时质点P具有负向最大加速度 D.在0到1.5s时间内质点P通过的路程是1.5cm t/s 甲 乙 ● 课堂练习4 某时刻相距a的两点 P 、 Q在平衡位置，且P 、Q之间只有一个波峰，经过时间t，Q第一次到达波谷，求：波可能的传播速度。 P Q V 多解的原因: (1) 空间的不确定性引起多解问题(波长不确定) (2) 时间的不确定性引起多解问题(周期不确定) (3) 传播方向的不确定性引起多解问题（双向传播） (4) 条件的不确定性引起多解问题 解题技巧：去整留零 一、波的图像 1. 波的图像的物理意义：表示在波的传播方向上，某一时刻各个质点离开平衡位置的位移情况。 2. 简谐波的图像为正弦或余弦曲线。 二、波的传播方向的判断 1. 上下坡法：沿着波的传播方向看，“上坡”的质点向下振动，“下坡”的质点向上振动。 2. 同侧法：在波形图上，波的传播方向与质点的振动方向位于波形的同一侧。 三、波的图像的应用 1. 从波的图像中可以直接读出波长和振幅。 2. 可以确定某一时刻各质点的位移。 3. 可以确定各质点的振动方向。 4. 可以比较各时刻各质点的位移大小。 ● 课堂小结 $$