第3章 2 波的描述（Word教参）-【精讲精练】2025-2026学年高中物理选择性必修第一册（人教版）江苏专版

2　波的描述

[学业要求与核心素养]

[对应学生用书P68]

一、波的图像

阅读教材，并回答：

1．观察教材图3.2-2，请问图线的x、y轴(横、纵坐标)分别表示什么物理量？

答　横坐标x表示在波的传播方向上介质中各质点的平衡位置，纵坐标y表示某一时刻各个质点偏离平衡位置的位移 。

2．图像的物理意义是什么？

答　描述的是某一时刻介质中各个质点偏离平衡位置的位移情况。

3．曲线是不是质点的运动轨迹？质点做的是什么运动？

答　不是，简谐运动。

[概念·规律]

1．建立坐标系

用横坐标x表示在波的传播方向上各质点的__平衡位置__，纵坐标y表示某时刻各质点__偏离平衡位置的位移__。

2．描点

把平衡位置位于x1，x2，x3，…的质点的位移y1，y2，y3，…，画在xOy坐标平面内，得到一系列坐标为__(x1，y1)__，__(x2，y2)__，__(x3，y3)__，…的点。

3．连线

用一条__平滑__的线把各点连接起来就是这时的__波的图像__，有时也称__波形图__。

4．简谐波

(1)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。

(2)波形图表示介质中“各个质点”在“__某一时刻__”的位移。

(3)振动图像表示介质中“某一质点”在“__各个时刻__”的位移。

二、波长、频率和波速

阅读教材，并回答：

1．观察教材图3.2-3，你能找出图中的波长吗？

答　略

2．认真阅读课本结合上例你能总结出波长的定义吗？课本中波长的定义中为什么要用“相邻”一词？

答　略

3．在波动中，相隔波长或波长整数倍的各质点，其位移、速度、加速度、振动步调有什么特点？

答　相同

4．教材“几种介质中的声速”，说明了什么？

答　波速跟介质和温度有关

[概念·规律]

1．波长λ

(1)定义：在波的传播方向上，振动相位总是相同的两个__相邻__质点间的距离。

(2)特征

①在横波中，两个__相邻__波峰或两个__相邻__波谷之间的距离等于波长。

②在纵波中，两个__相邻__密部或两个__相邻__疏部之间的距离等于波长。

2．周期T、频率f

(1)周期(频率)：在波动中，各个质点的振动周期(或频率)都__相同__，这个周期(或频率)叫波的周期(或频率)。

(2)周期T和频率f的关系：互为__倒数__，即f＝____。

(3)波长与周期的关系：经过__一个__周期，振动在介质中传播的距离等于一个波长。

3．波速

(1)定义：机械波在__介质中__的传播速度。

(2)决定因素：由__介质__本身的性质决定，在不同的介质中，波速是__不同__(填“相同”或“不同”)的。

(3)波长、周期、频率和波速的关系：v＝＝__λf__。

(1)从波的图像可以知道各质点振动的振幅。(　　)

(2)在不同时刻波的图像有可能完全相同。(　　)

(3)振动图像的图线实质是振动质点所经过的路径形状，波的图像其图线实质是某一时刻各个质点的连线形状。(　　)

(4)在波的传播方向上振动速度始终相同的相邻两质点间的距离等于波长。(　　)

(5)波的频率由介质决定。(　　)

(6)根据v＝可知，机械波的波长越长，波速越大。(　　)

答案　(1)√　(2)√　(3)×　(4)√　(5)×　(6)×

[对应学生用书P69]

探究点一　对波的图像的理解及应用

[交流讨论]

1．如图所示，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。

答　左

2．本节教材“练习与应用”第1题。

[归纳总结]

1．波的图像的理解

(1)波的图像是某一时刻介质中各个质点运动情况的“定格”。可以将波的图像比喻为某一时刻对所有质点拍摄下的“集体照”。

(2)简谐波的图像是正弦曲线，是最简单的一种波，各个质点振动的最大位移都相等。

2．图像的信息

如图所示，知道一列波在某时刻的波形，能从这列波的波形中了解到波的传播情况主要有以下几点：

(1)可以直接看出在该时刻沿传播方向上各质点的位移。图线上各点的纵坐标表示的是各质点在该时刻的位移。图中的M点的位移是2 cm。

(2)可以直接看出在波的传播过程中各质点的振幅A，波的图线上纵坐标最大值的绝对值，即A＝4 cm。

(3)可以判断出各质点在该时刻的回复力方向和加速度方向。