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

第三章 机械波 2 波的描述 授课教师： 人教版（2019）高中物理（选择性必修1） 超声波 超声波探伤仪 B 超 课堂导入 如何读懂波的语言？ 一、波的图像 第2节 波的描述 x y 1. 波的图像的画法 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 如图是学生演绎的横波的照片，记录了各个学生在该时刻的具体位置。 用一条平滑的曲线把各点连接起来就是这一时刻波的图像，有时也称波形图 建立 坐标系 描点 连线 一、波的图像 一、波的图像 https://www.geogebra.org/m/vmajwyhj （波形图） https://www.geogebra.org/m/ak5xu7fq （振动图） 简谐波 (1)如果波的图像是_________，这样的波叫作_______，也叫简谐波。 (2)简谐波中各质点的振动是_________，各质点振动的振幅均_____。 正弦曲线 正弦波 简谐运动 相同 波形图VS振动图像：合影&录像 相同点：均为正弦/余弦曲线。 波形图：同一时刻，不同质点 振动图像：同一质点，不同时刻 （合影，时间的定格 ） （专属录像，运动的过程） y t O y x O 二、波长、频率和波速 第2节 波的描述 https://www.geogebra.org/m/vmajwyhj （波形图） 二、波长、频率和波速 1. 波长λ：波的传播方向上，振动相位总是_____的两个_____质点间的距离。 相同 相邻 λ λ λ (2)特征 ①在横波中，两个相邻_____或两个相邻_____之间的距离等于波长。 ②在纵波中，两个相邻_____或两个相邻_____之间的距离等于波长。 波峰 波谷 密部 疏部 2. 周期T、频率f：在波动中，各个质点的振动周期(或频率)都等于_____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)。 决定因素：由_____决定。 3. 波速：机械波在介质中的_____速度。 决定因素：由_____决定。 二、波长、频率和波速 波源 波源 传播 介质 二、波长、频率和波速 思考：声音由空气传入水中，波长、频率、波速—— 哪个变了？哪个不变？ 情境：空气→水 频率f：不变（波源决定） 波速v：变大（介质决定） 波长λ:变大（v=λf) 介质 声速（m/s） 空气 332 水 1450 铜 3800 三、机械波的应用 ——超声探伤与地震预警 第2节 波的描述 工业超声探伤仪向钢板发射超声波，超声波在钢材中的传播速度v=5200m/s，探伤探头发出声波频率f=2.6×106Hz。 (1) 求该超声波在钢板中的波长λ； (2) 超声波垂直射入钢板，遇到内部缺陷后反射返回探头，探头从发射到接收回波用时t=4.0×10-6s，求缺陷距离钢板表面的深度h。 (1)λ=2×10-3m=2mm (2) 声波往返路程：s=vt， 深度为单程距离: h=½vt=0.0104m=10.4mm 应用一：超声探伤 超声波遇缺陷反射，根据回波传播时间， 精准定位缺陷深度 h=½vt 地震预警 地震发生时会同时产生纵波（P波，地壳中波速v1=6km/s)、横波（S波，波速v2=3km/s),纵波震动小、破坏性强。某地震源距离预警观测站x=90km。求： （1）两波先后到达观测站的时间差∆t(物理意义：这个时间差，就是预警系统为我们争取到的“黄金避险时间”） 应用二：地震预警 四、传播方向和质点振动方向的判定 第2节 波的描述 四、波的传播方向和质点振动方向的判定 （1）已知传播方向，判断质点P的振动方向 Y X O 带动法 微平移法 同侧法 P Q 传播方向 四、波的传播方向和质点振动方向的判定 分组探究：已知质点P的振动方向，判断波的传播方向 y x O P 振动方向 五、当堂检测 第2节 波的描述 1.（基础题）(多选)如图所示，为一列沿水平方向传播的声波在某一时刻的形状。此时刻质点F的运动方向竖直向下，则（） A.波源在质点F左边 B.若手停止振动，则绳上所有质点也马上停止振动 C.质点C比质点B先回到平衡位置 D.此时质点F和H的加速度相同 E.从图像所示的时刻起，D点的速度逐渐增大，加速度逐渐减小 F.质点B一个周期内通过的路程为一个波长 √ √ 五、当堂检测 √ √ √ 2.(2025.河南.高考真题)(多选)贾湖骨笛是河南博物院镇馆之宝之一，被誉为"中华第一笛"。其中一支骨笛可以发出A5、B5、C6、D6、E6等音。已知A5音和D6音所对应的频率分别为880Hz和1175Hz，则() A.在空气中传播时，A5音的波长大于D6音的 B.在空气中传播时，A5音的波速小于D6音的 C.由空气进入水中，A5音和D6音的频率都变大 D.由空气进入水中，A5音的波长改变量大于D6音的 五、当堂检测 3.（核心能力）平静湖面传播着一列水面波，在波的传播方向上有相距3 m的甲、乙两小木块随波上下运动，测得两小木块每分钟都上下运动30次，甲在波谷时，乙在波峰，且两木块之间有一个波峰。这列水面波（    ） A． 频率是30 Hz B． 波长是3 m C． 波速是1 m/s  D． 周期是0.1 s √ 五、当堂检测   A．此时刻Q点向下振动 B．该简谐波沿x轴的负方向传播 C．该简谐波的传播速度为20m/s D．从该时刻起，经过0.1s质点P沿x轴传播的路程为0.4m 4.（拓展题2025·湖北·一模）图甲为一列简谐波在某时刻的波形图，图乙为质点P以此时刻为计时起点的振动图像。则由图可知，下列说法正确的是（   ） √ 五、当堂检测 六、课堂小结 01 核心概念辨析 波的图像 (y-x ) 振动图像 (y-t ) 02 波的三要素 波长(λ) 频率(f) 波速(v) v = λf = λ/T 03 核心解题技能 判断传播与振动方向 带动法 微平移法 同侧法 04 生活中的应用 工业与科研：超声探伤 防灾与医疗：多元应用 无论是探测深海潜艇的声呐， 还是探查母体生命的 B超， 亦或是聆听宇宙边缘的引力波， 人类一直在做一件事： 捕捉波动，读取信息。 波动，宇宙的语言 1、课本课后习题1-6题，夯实三要素与方向判断 2、拓展实践：利用细绳自制绳波，动手粗略测量波长与振动周期，验证v=λf 七、课后作业 感谢您的聆听！ $