粤教版高中物理选修3-4机械波的图象描述.ppt

目标导航 预习导引 目标导航 预习导引 一 二 三 一、波的图象 1.波的图象的作法 (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表示某一时刻各质点偏离平衡位置的位移。 (2)选取正方向:选取质点振动的某一个方向为y轴正方向,x轴一般向右为正。 (3)描点:把某一时刻所有质点的位移画在坐标系里。 (4)连线:用一条平滑的曲线把坐标系中的各点连接起来,就是这一时刻的波的图象。 目标导航 预习导引 一 二 三 2.波的图象的特点 (1)波源做简谐运动时,介质的各个质点随之做简谐运动,所形成的波就是简谐波。 (2)简谐波中表示各个质点同一时刻的位移的图象是一条正弦或余弦曲线。 (3)简谐波是一种最基本、最简单的波,其他的波可以看作是由若干简谐波合成的。 3.波的图象与振动图象的比较 (1)波的图象表示介质中的“各个质点”在“某一时刻”的位移。 (2)振动图象表示介质中“某个质点”在“各个时刻”的位移。 目标导航 预习导引 一 二 三 二、波长(λ) 1.定义:在波动中,对平衡位置的位移总是相同的两个相邻质点间的距离。 2.特征: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。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。 目标导航 预习导引 一 二 三 三、波的波速、周期和频率 1.波速:波动中振动(以波峰或波谷作为标志)在介质中的传播速度。 2.波的周期等于波上各质点的振动周期。 3.在波动中,各个质点的振动周期(或频率)是相同的,它们都等于波源的振动周期(或频率)。 5.在一个周期的时间内,振动在介质中传播的距离等于一个波长。 6.公式:v=λf。它还等于波长除以周期的商,公式为 ,这两个公式虽然是从机械波得到的,但也适用于我们以后将会学到的电磁波。 7.波速的决定因素:同种机械波在介质中的传播速度由介质本身的性质决定,在不同的介质中,波速一般不同,另外,波速还与温度有关。 目标导航 预习导引 一 二 三 甲、乙两同学关于波的认识提出以下两个观点。甲说:在一个周期内,介质中的质点通过的路程为一个波长。乙说:由公式v=λf知波的频率越高,波速越大。他们的观点正确吗? 提示 他们的观点均不正确。波在传播时,介质中的质点都在平衡位置附近振动。不随波的传播而迁移,一个周期内质点通过的路程为四倍振幅,而不等于一个波长。机械波的传播速度只与介质本身和温度有关,与波的频率(周期)无关。 一 二 三 知识精要 思考探究 典题例解 迁移应用 四 五 一、波的图象 1.波的图象是某一时刻介质中各个质点运动情况的“定格”,可借用“定格”这一比喻加深理解。可以将波的图象比喻为某一时刻对所有质点拍摄下的“集体照”。 2.简谐波的图象是正(余)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。 3.波的图象的周期性:在波的传播过程中,各质点都在各自的平衡位置附近振动,不同时刻质点的位移不同,则不同时刻波的图象不同。质点的振动位移做周期性变化,则波的图象也做周期性变化。经过一个周期,波的图象复原一次。 4.波的传播方向的双向性:如果只知道波沿x轴传播,则有可能沿x轴正向传播,也有可能沿x轴负向传播,具有双向性。 一 二 三 知识精要 思考探究 典题例解 迁移应用 四 五 波中各质点做简谐运动,是一种变加速运动,是否说明波的传播也是变加速运动? 答案:可根据图象的横坐标的意义进行区别,若横坐标为时间t,表示振动图象,若横坐标为位置x,表示波的图象。 一 二 三 知识精要 思考探究 典题例解 迁移应用 四 五 【例1】 (多选)如图所示为一列向右传播的简谐横波在某个时刻的波形图象,由图象可知（ ） A.质点b此时的位移为零 B.质点b此时向y轴负方向运动 C.质点d的振幅是2 cm D.质点a再经过 通过的路程是4 cm, 偏离平衡位置的位移是4 cm 一 二 三 知识精要 思考探究 典题例解 迁移应用 四 五 解析:由图象可知质点b此时位于平衡位置,故其位移为零,选项A正确;根据带动法,在质点b靠近波源一侧的附近,选参考质点b,由于质点b在质点b上方,所以此刻质点b向y轴正方向运动,选项B错误;简谐波在介质中传播时,介质中各质点的振幅都相同,选项C正确;再经过 T/2 ,质点a运动到负的最大位移处,其路程为2A,即4 cm,位移为-2cm,选项D错误。 思路分析:解答本题要理解以下三点: (1)理解波的图象的物理意义: (2)掌握已知某一时刻波的图象,确定质点运动方向的方法; (3)理解波的传播可看成波形的传播,不能误认为是质点的平移。 答案:AC 一 二 三 知识精要 思考探究 典题例解 迁移应用 四 五 一 二 三 知识精要 思考探究 典题例解 迁移应用 四 五 细绳的一