3.2 机械波的描述 课件 -2026-2027学年高二上学期物理粤教版选择性必修第一册

该高中物理课件聚焦机械波的图像及描述波的物理量，从“用照相机摄下波的形状”引入图像定义，衔接机械波概念，通过坐标轴标注、画法及物理意义构建图像认知，再过渡到波长、周期、波速等物理量，形成递进式学习支架。 其亮点在于运用质点带动法、上下坡法等四种科学推理方法，结合船在水波中振动的实例分析培养科学探究能力，对比波动与振动图像强化物理观念。采用口诀记忆和实例拓展，帮助学生深化理解，教师可高效开展教学。

授课教师：物思理 粤教版高中物理选择性必修第一册课件 第三章 机械波 第二节 机械波的描述 物思理 目录 第2节 机械波的描述 探究新知 1、机械波的图像 2、描述机械波的物理量 4、实例分析 3、总结与归纳 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 2 x y O 波峰 波谷 A 我们可以用照相机把波的形状摄下来，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。 一、机械波的图像 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 Y 位移 用横坐标表示在波传播方向上各质点的平衡位置 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 O 一、机械波的图像 1. 机械波图像的画法 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 3.简谐波：如果波的图像是正弦或余弦曲线，这样的波叫作正弦或余弦波，也叫简谐波。 （1）简谐运动在介质中传播形成简谐波. （2）简谐波是一种最基本、最简单的波. 2.图像的物理意义：波的图像表示某一时刻各个质点相对平衡位置的位移。 波的图象也称波形图或波形曲线． 一、机械波的图像 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 常用方法： （1）质点带动法 （2）图象平移法 （3）上下坡法 （4）同侧法 若已知波的传播方向，如何判断质点的振动方向？ 或已知质点的振动方向，如何判断波的传播方向呢？ Y X O 传播方向 一、机械波的图像 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 1.质点带动法 Y X O P Q 先振动的质点带动邻近的后振动质点，在质点P靠近波源一方附近的图像上另找一点P′，若P′在P点下方，则P向下振动，若P′在上方，则P向上振动． Pˊ Qˊ 传播方向 一、机械波的图像 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 2.图像微平移法 O x/m y/cm 传播方向 波源 a b c d e f g 3.上下坡法： 从波源沿传播方向看，上坡的质点向下振动,下坡的质点向上振动。 将波形图沿传播方向进行微小平移，再由x轴上某一位置的两波形曲线上的点来判定. 一、机械波的图像 口诀：上坡下，下坡上。 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 O x/m y/cm 传播方向 a b c d e f g 波源 04. 2.图像微平移法 一、机械波的图像 3.上下坡法： 从波源沿传播方向看，上坡的质点向下振动,下坡的质点向上振动。 口诀：上坡下，下坡上。 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 在波的图像上某一点，竖直方向画一个箭头表示质点振动方向，水平方向画一个箭头表示波的传播方向，那么这两个箭头总是在曲线的同一侧。 Y X O 传播方向 v v 一、机械波的图像 4.同侧法 振动方向 振动方向 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 例题.如图所示为简谐波在某一时刻的波形图，已知此时质点A正向上运动，由此可断定（ ） A.向右传播，且此时质点B正向上运动 B.向右传播，且此时质点C正向下运动 C.向左传播，且此时质点D正向上运动 D.向左传播，且此时质点E正向下运动 C 一、机械波的图像 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 1.波长( λ )： 在波动中，对平衡位置的位移总是相等的两个相邻质点间的距离，叫作波长，用λ表示。 （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。 λ λ λ λ 二、描述机械波的物理量 想一想，为什么要强调“相邻”两个字？ 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 2.周期（T）与频率（f ） 各个质点振动的周期或频率是相同的，它们都等于波源的振动周期或频率，这个周期或频率也叫作波的周期或频率。 几点说明: (1)波的周期（或频率）应由波源决定，与传播波的介质无关。 (2)每经过一个周期的时间，波就沿传播方向传播一个波长的距离。 (3)每经历一个周期，原有的波形图不改变。 二、描述机械波的物理量 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 二、描述机械波的物理量 3.波速（ v ） 振动状态（以波峰或波谷作为标志）在介质中的传播速度叫做波速，用v表示。 公式： 几点说明: (2)波从一种介质进入另一种介质，周期和频率不变，波长和波速均发生变化。 (1)波速的大小由介质的性质决定，同一列波在不同介质中传播速度不同。在给定的介质和同样的条件下，波的速度是一个常量。 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 4.注意区分: 波速与质点的振动速度 x /cm y /cm 0 v 1 2 3 4 5 6 v 二、描述机械波的物理量 波速：在同种均匀介质中具有某一定值。 质点振动速度：大小和方向都是随时间改变的。 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 15 5.各物理量决定因素 二、描述机械波的物理量 ①波的周期T（频率f）：由波源决定，与介质无关。 ②波速v：由介质决定，与波源无关。 ③波长λ：由波源与介质共同决定。 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 16 波动图像与振动图像的区别 图像 相同点 1.形状 2.纵坐标 不同点 1.研究对象 2.横坐标表示 3.读出的物理量 X t 0 振动图像 Y X 0 波的 图像 1.图像形状都是正弦或余弦曲线，2.纵坐标都表示质点离开平衡位置的位移，纵坐标的最大值都表示振幅。 1.某一质点（不同时刻） 一群质点（同一时刻） 2.横轴表时间 横轴表平衡位置 3.可直接读出周期 可直接读出波长 三、总结与归纳 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 1.同相点: 相距为整数个波长(nλ) 的两质点的振动完全相同,称同相点。 2.反相点: 相距为半波长的奇数倍 (2n+1)λ/2的两质点的振动完全相反，称反相点。 三、总结与归纳 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 【例题1】图3-15(a)是一列简谐横波在t= 2 s 时的图像，图3-15(b)是这列波中质点 P的振动图像，求该波的传播速度和传播方向。 四、实例分析 解：由振动图像可知，在t = 2 s 时质点 P向上振动，可判断该波沿 x 轴负方向传播。 由振动图象知 T=2s ，波长λ=100cm=1m， 则 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 【例题1】拓展：图 3-16 中，若知道该波沿 x 轴负方向传播的距离为Δ x ，则所经历的时间Δ t 为多少？ 四、实例分析 Δ x 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 【例题1】拓展练习：如图 3-17 所示，一列简谐横波沿 x 轴正方向传播，蓝线为 t1 = 0 时波的图像，红线为 t2 = 0.01 s 时波的图像。已知周期T ＞ 0.01 s，请判断 0.01 s 时质点 P 振动的方向，并求出波速。 解：由波形图知t2时刻P向下振动 由t1至t2时间内波向右传播1m 四、实例分析 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 【例题2】停在水面上的两艘船相距 24 m。一列水波在湖面上传播开来，使船每分钟上下振动 20 次。当甲船位于波峰时，乙船位于波谷，这时两船之间还有另一个波峰，如图 3-14 所示。若将水波视为横波，求这列水波的波长和波速。 解 由题意可知，甲、乙两船之间的距离等于1.5个波长 解得 这列水波的周期: 由 得水波的波速 四、实例分析 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 四、实例分析 【例题3】一列简谐横波波源振动图像如图所示，若已知该列波在某均匀介质中的传播速度为0.85m/s，请画出该列波在t=0时刻的波的图像。取波源的平衡位置为坐标原点。 【分析】机械波是机械振动在介质中的传播。简谐机械波的周期、振幅与波源处的简谐运动的周期、振幅相同。传播速度v=0.85m/s，故波长λ=Tv=8.5m。 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 【例题4】两人分别乘坐静止在湖面上的甲、乙两条小船，两船在湖面上相距20m。有一列水波沿甲船到乙船的方向传播，使每条小船每分钟上下浮动30次。当甲船位于波峰时，乙船刚好在波谷，此时两船间还有两个波峰。这列水波的传播速度是多少？ 【分析】甲、乙两船位于波的同一个传播方向上，一个周期的时间，波传播的距离为一个波长。靠近波源的甲船先振动，远离波源的乙船后振动，波峰到相邻波谷之间的距离为半个波长，连续三个波峰之间的长度为两个波长。利用波长和周期的关系求出波的传播速度。 四、实例分析 解：小船每分钟上下浮动30次，即每分钟完成30次全振动， 故水波周期 甲船在波峰，乙船在波谷，两船间还有两个波峰，则水波波长 因此波速 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 See you later! 物思理 $