3.2 波的描述 课件 -2023-2024学年高二上学期物理人教版（2019）选择性必修第一册

第三章 机械波 3.2 波的描述 过去学习的 x-t 图像是单个质点在不同时刻的运动情况，而波却是很多质点的运动，我们以横波为例研究波的图像。 我们可以用照相机把波的形状拍下来，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。 正方向 负方向 纵坐标y：某一时刻各个质点偏离平衡位置的位移 横坐标x：在波的传播方向上各质点的平衡位置 波的图像的画法 横波中偏离平衡位置的位移方向向上为正值，则位移向下为负值 拍照定格某一时刻绳的照片，记录绳上各质点在该时刻的具体位置 P67 图像的物理意义: 描述的是介质中“各个质点”在“某一时刻”的位移. 波的图像 振动图像 某一质点 各个时刻 各个质点 某一时刻 P67 简谐波是一种最基本、最简单的波 练习.(多选)根据图甲、乙所示，判断下列说法正确的是( ) 平衡位置 波的图像 时间 振动图像 A.甲是振动图像，乙是波的图像 B.甲是波的图像，乙是振动图像 C.甲中A质点向下振动，乙中B时刻质点向下振动 D.甲中A质点向上振动，乙中B时刻质点向下振动 √ √ 导练 质点P0 和质点P8 的振动步调完全一致，也就是说，两个质点振动的相位相同，它们在任何时刻相对平衡位置的位移总是相同。 观察与思考 1 2 3 4 5 6 7 8 0 9 10 11 12 13 14 15 波长 波长 0、8 步调一致，对平衡位置的位移相等，即相位相同 这样的质点还有1、9；2、10；4、12…….均是如此 找波长 P68 说明： 相位相等的质点,其速度和位移也是相等的； 相距 λ 整数倍的质点振动情况总是相同的； 相距 λ/2 奇数倍的质点振动情况总是相反的。 P68 注意： 要区分波速与质点振动速度的含义; 波的周期（或频率）由波源决定，与介质无关； 经历nT的时间，当前的波形图与原有的波形图相同。 声波由空气传入水中，波的频率和波长怎样变化？ 波在不同介质中传播时，频率总与波源振动频率相同，故频率不变，因 v＝f λ，v 变大，则 λ 变大. 例.一列简谐横波沿x轴正方向传播，传到M点时波形如图所示，再经0.6 s，N点开始振动，则该波的振幅A和频率f 为 A.A＝1 m　f＝5 Hz B.A＝0.5 m　f＝5 Hz C.A＝0.5 m　f＝2.5 Hz D.A＝1 m　f＝2.5 Hz √ 如图所示，实线为 t＝0 时的波形图，虚线为t＝0.1 s 时的波形图.据此能否判定波的传播方向？ 不能 向右传播 向左传播 波的传播方向不同，质点的振动方向也不同 波的传播方向和质点振动方向的判定： 1.带动法 y x O P 在靠近波源一侧找一点P′， 若P′ 在P 点上方，则P 向上振动，若P′ 在下方，则P 向下振动． Pˊ 传播方向 波源 y x O P Pˊ 传播方向 波源 2.同侧法 y x O P 传播方向 振动方向 y x O P 传播方向 振动方向 水平画箭头表示传播方向，竖直画箭头表示振动方向，在同一点那么这两个箭头总是在曲线的同侧。 3.上下坡法 y x O 传播方向 上坡 下坡 上坡 沿传播方向,“上坡”质点向下振;“下坡”质点向上振 上坡下 下坡上 y x O 4.微平移法 波向前传播，波形也向前平移(质点不随波迁移) 在某时刻波形基础上，作出经微小时间Δt 后的波形，看振动（竖直）方向质点Δt后的位置，判断振动方向 5. 三角形法 y X O 波的传播方向 质点的振动方 质点的振动方向向上或向下 三角形顶部表示波峰或波谷 传播方向 例.(多选)如图所示为一列简谐波在某时刻的波形图，此时刻质点F的振动方向如图所示，则 A.该波沿x轴负方向传播 B.质点C比质点B先回到平衡位置 C.质点C和F的振幅相同 D.质点C在此时刻的加速度为零 √ √ √ 波的多解问题 (1)从特殊到一般: 找出一个周期内满足条件的关系Δ t 或 Δ x, 则 t ＝ Δ t＋nT (n ＝ 0，1，2，…) x ＝ Δ x＋ n λ (n ＝ 0，1，2，…) (2) 全面思考: 波有向正、负(或左、右)两方向传播的可能， 质点有向上、下(或左、右)两方向振动的可能。 例：实线是一列正弦波在某一时刻的波形图.经过0.5 s后，其波形如虚线所示.该波的周期 T 大于0.5 s. 如果波是向左传播的，波的速度是多大？波的周期是多大？ 分析 因，则0.5s内传播距离=0.24m 若向左传播， =0.06m 若向右传播， =0.18m 练习.一列横波沿x轴正向传播，t＝0时刻波形如图实线，t＝0.1 s时刻的波形如图虚线.波