毕泽：经典：波的图像(教科版)剖析.ppt

2.3 波的图像 回顾：从简谐运动图象可以求哪些物理量 ? t/s x/m 5 -5 0 2 4 6 ⑴直接描述量： ①振幅A:图像的峰值. ②周期T:相邻两个位移为正的最大值或负的最大值之间的时间间隔 . ③任意时刻的位移x:对应于图像上某一点的坐标（t，x）． ⑵间接描述量 ①频率:f=1/T ③速度系列：动能 ②位移系列：回复力、加速度、势能 位移系列和速度系列具有互余关系，此消彼长。 简谐运动的图像直观地反映了质点做简谐运动的物理过程，根据图像可以看出质点在任意时刻的位移。 如何描述同一时刻各质点的位移？ 机械波是机械振动在介质里的传播过程，从波源开始，随着波的传播，介质中的大量质点先后开始振动起来，虽然这些质点只在平衡位置附近做重复波源的振动。但由于它们振动步调不一致，所以，在某一时刻介质中各质点对平衡位置的位移各不相同。 一、波的图象的物理意义 横波的图象就反映了某时刻介质中各个质点在空间的实际分布情况。 它反映某时刻各个质点偏离平衡位置的位移.反映了各个质点的位移随其平衡位置到原点距离变化的函数关系. 若以横坐标x表示在波的传播方向上各质点的平衡位置，纵坐标y表示该时刻各个质点偏离平衡位置的位移，规定位移的方向向上为正值，向下为负值，在xoy坐标平面内，描述该时刻各质点的位置(x,y)，用平滑曲线将各点连接起来，就得到这一时刻横波的图像。 二、从波的图象上可获得哪些信息 ⑴直接描述量： ①振幅A:图像的峰值. ②波长λ:相邻两个波峰 或波谷之间的距离. x/m y/cm 5 -5 0 2 4 6 ③各个质点的位移x:对应于图像上某一点的坐标（x，y）． 通过波的图像还能间接描述哪些物理量呢？ x/m y/cm 5 -5 0 2 4 6 ①已知波的传播方向可求各个质点的振动方向。反之亦然。 ④经过一段时间后的波形图 ③质点在一段时间内通过的路程和位移。 ②可判断质点的位移、速度、加速度的大小和方向。 （2）间接描述量： 三、波的图象的应用 1. 波的传播方向、波的图像和质点的振动方向之间的关系。 ⑴波的成因法 步骤1：明确波的传播方向，确定波源方位；步骤2：在某质点P靠近波源一方（紧挨着P点）图像上找另外一点P′；步骤3：若P′在P上方，则P′带动P向上运动；若P′在P下方，则P带动P向下运动 x/m y/cm 5 -5 0 2 4 6 v ． P ． P′ ． Q′ ． Q 思考：如果已知P点的振动方向向下，判断波的传播方向． 前一质点依次带动后一质点延迟振动 先带后，后跟前,运动状态向后传。 ⑵微平移法.做出经微小时间后的波形,就知道了各质点经过Δt时间达到的位置,运动方向就可确定. Y X O v 思考：如果已知P点的振动方向向下，判断波的传播方向． P ⑶上下坡法。将波的图像视为蜿蜒起伏的“山坡”，沿波的传播方向看， “上坡路段”上的各质点都向下振动，“下坡路段”上的各质点都向上振动．简称“上坡下，下坡上” Y X O v 下坡上 上坡下 上坡下 思考：如果已知P点的振动方向向下，判断波的传播方向． P 沿着波的传播方向：上坡下，下坡上。 例1.图所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 思考：如果这列波是向左传播的，则这四个质点的振动方向又如何？ 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。 例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 思考1.如果这个质点的振动方向向上，则波的传播 方向又如何？2.如果已知这个质点做减速运动，则 波的传播方向又如何？ 题型2. 已知波形和质点的振动方向判断波的传播方向。 v 先找出两点（平衡位置和波峰及波谷特殊点）并确定其运动方向；然后确定经△t时间内这两点所达到的位置；最后按正弦规律画出新的波形。 ⑴ 特殊点法 x/m y/m 0 1 2 3 4 v 画出再经t=T/4时的波形图 ． P ． P′ ． Q ． Q′ 2.求波在任意时刻的波形图 ⑵图象平移法 经过时间 ，波在传播方向移动的距离 ,因此，把图象沿传播方向平移 即得到相对应的图象. x/m y/m 0 1 2 3 4 v 机械波的振动状态和波形以波速匀速传播。 2.求波在任意时刻的波形图 四．波的图象的特点 1.各个质点振动的最大位移都相同 2.波的图像的重复性，相隔时间为周期整数倍的两个时刻的波形相同 3.波的传播方向的双向性 五、波的图象与振动图象的异同 确定质点运动方向 形象记忆 图线变化 物理意义 y/m