3.2波的描述 课件-2025-2026学年高二上学期物理人教版选择性必修第一册

3.2 波的描述 第三章 机械波 我们可以用照相机把波的形状拍摄下来，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。 如果波的图像是正弦曲线，这样的波叫做正弦波，也叫简谐波。 Y 位移 1.用横坐标表示在波传播方向上各质点的平衡位置 2.用纵坐标表示某时刻各质点偏离平衡位置的位移 X 平衡位置 正方向 负方向 3.在XOY坐标平面上画出某时刻各质点偏离平衡位置的位移 4.波的图象的画法： 将某时刻各质点偏离平衡位置的位移矢量的末端用光滑的曲线连接起来 一、波的图象 Y 位移 X 平衡位置 O 意义：表示各个质点在同一时刻的位移 ⑴定义：相邻的两个振动情况始终相同的质点间的距离。 ⑵横波中相邻两个波峰（或波谷）之间的距离 纵波中相邻两个密部（或疏部）之间的距离 二、波长λ 1.定义 单位时间内振动所传播的距离叫做波速 波形（如波峰、波谷；疏部、密部）向前平移的速度就等于波速。 2.公式 反映振动在介质中传播的快慢程度 3.物理意义 三、波速 波的周期（或频率）等于波源的振动周期（或频率）． 四、周期和频率 波长、周期（或频率）和波速的关系 波速由什么决定？ 介质和温度 频率由什么决定？ 波源 波长由什么决定？ 波速和频率 波从一种介质进入另一种介质不变的是 。 频率 Y X O 波的传播方向 上坡 下坡 上坡 判断方法： 沿着波的传播方向上坡的质点向下振动，下坡的质点向上振动 五、波的图象的应用 方法一： 上下坡法 波的传播方向和质点的振动方向之间的关系。 简称“上坡下，下坡上” 易混淆 波形图：各质点振动方向“上坡下，下坡上” Y X O v 振动图：速度方向“上坡正，下坡负” X t O A B C D B相对A位移正方向增大，故A、B向上振动 D相对C位移正方向减小，故C、D向下振动 方法二：同侧法: Y X O v 各质点的振动方向与波的传播方向在图像的同侧 1、图示为一列向右传播的简谐波在某时刻的波形图试求出波形图上A、B、C、D四个质点的振动方向. Y X O A B C D V V V V v 题型1.已知波的传播方向和波形图判断质点的振动方向。 2、如图所示为一列简谐波在某时刻的波形图，已知图形上某点的振动方向如图所示。试求这列波的传播方向. Y X O V 题型2. 已知波形和质点的振动方向判断波的传播方向。 v 波的图象与振动图象的比较 x t 0 都表示质点离开平衡位置的位移 y x 0 都表示振幅 图线形状 相同点 不同点 振动图象 波动图象 纵坐标 纵坐标最大值 研究对象 物理意义 横坐标 图线变化 运动特点 不同时刻的一个质点 同一时刻介质中的各个质点 时间,可求周期T 各质点平衡位置,可求波长λ 变加速运动,速度周期性变化 同种均匀介质中匀速运动 x t 0 y x 0 延伸 平移 表示一个质点在不同时刻的位移 表示各个质点在同一时刻的位移 例1.(多选）图示为一列沿x轴正方向传播，周期为T=4s的简谐波在某个时刻的波形图，下列关于该列波的说法正确的是( ) A．该简谐波的振幅是4m B．该简谐波的频率为0.25Hz C．质点P此时正向上运动 D．该简谐波的波长为2m BCD 例2.一列简谐波在t=0时刻的波形图如图（a）所示，已知波沿x轴正方向传播，图(b)表示该波传播的媒质中某质点此后一段时间内的振动图象，则(b)图应为（ ） A.a点的振动图象 B.b点的振动图象 C.c点的振动图象 D.d点的振动图象 B 例3.图中的实线是一列正弦波在某一时刻的波形图。经过0.5 s 后，其波形如图中虚线所示。设该波的周期 T 大于 0.5 s。 （1）如果波是向左传播的，波的速度是多大？波的周期是多大？ （2）如果波是向右传播的，波的速度是多大？波的周期是多大？ 分析 这列波的周期大于 0.5 s，所以经过 0.5 s 的时间，这列波传播的距离不可能大于一个波长 λ。当波向左传播时，图中的波峰 1 只能到达波峰 2，而不可能向左到达更远的波峰。当波向右传播时，图中的波峰 1 只能到达波峰 3，而不可能向右到达更远的波峰。 解：（1）如果波是向左传播，则 ， 波的周期为： （2）如果波是向右传播，则 ， 波的周期为： 1.波的传播方向的双向性 (1)波的传播方向不确定。 (2)质点振动方向不确定。 波的多解 2.由于波的周期性造成多解 (1)时间的周期性:时间间隔Δt与周期T的关系不明确。 (2)空间的周期性:波的传播距离Δx与波长λ的关系不明确 例4.图中的实线是一列正弦波在某一时刻的波形图。经过0.5 s 后，其波形如图中虚线所示。 求：波的周期和波的速度的可能值。 解：（1）若波是向左传播： （2）若波是向右传播： 例5、一列简谐横波沿x轴正方向传播，在x＝0和x＝0.6 m处的两个质点A、B的振动图象如图所示.已知该波的波长大于0.6 m，求其波速和波长. 解：由图可知，周期T=0.4s 由于波长大于0.6m，由图可知从A到B传播时间为 例6、一列简谐横波沿x轴传播，在x＝0和x＝0.6 m处的两个质点A、B的振动图象如图所示.求其波速和波长的可能值. 解：由图可知，周期T=0.4s 若波沿x轴正方向传播： 若波沿x轴负方向传播： 例7、（多选）如图所示，实线是某时刻的波形图象，虚线表示0.2 s后的波形图象，下列说法正确的是（ ） A.若这列波向左传播，则可确定它传播的距离的大小 B.若这列波向右传播，则可求它的最大周期 C.若波速是35 m/s，则波的传播方向向左 D.不管波的传播方向如何，由图象都可以确定x＝0的 质点在0.2 s时间内的位移和路程 向左传播的可能距离： Tmax=0.8 s 根据波形可知，波向左传播。 BC 例8、一列简谐波沿直线由A向B传播，A、B相距0.45m，如图所示是A处质点的振动图像。当A处质点运动到波峰时，B处质点刚好到达平衡位置且向y轴正方向运动，则这列波的波速可能为多大？ Lavf58.29.100 Lavf58.29.100 $