课用波的图像.pptx

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,#,波的图象,回顾：从,简谐运动振动图象,中,可以得到哪些物理量,?,t/s,x/m,5,-5,0,2,4,6,直接描述量,：,振幅,A:,图像的峰值,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。,任意时刻的位移,x:,对应于图像上某一点的坐标（,t,，,x,）。,间接描述量,:,频率,:,f=1/T,速度系列：动能,位移系列：回复力、加速度、势能,简谐运动,的图像直观地反映了,一个质点,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（同相质点除外）。所以，在,某一时刻,介质中,各个质点,对平衡位置的位移各不相同。,一、波的图象,如果可以用照象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。,Y,位移,1.,用横坐标表示,各质点的平衡位置和质点到原点的距离,2.,用纵坐标表示,某时刻,各质点离开平衡位置的位移,X,平衡位置,正方向,负方向,3.,在,XOY,坐标平面上画出,某一时刻,各个质点,偏离平衡位置的,位移,Y,X,O,4.,波的图象的画法：,将,某时刻,各质点,偏离平衡位置的,位移矢量的末端,用光滑的曲线连接起来。,二、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。,反映,某时刻,各个质点,偏离平衡位置的,位移。,O,Y,X,波的图象是在波的传播方向上，介质中各振动质点在某一时刻的波形图简称波形,（,1,）如果波的图象是正弦曲线，这样的波叫做正弦波，也叫简谐波,（,2,）介质中有正弦波传播时，介质的质点在做简谐振动,（,3,）简谐波是一种最基本、最简单的波,.,（,1,）定义,:,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，叫做波的波长。,(a)“,位移总相等”的含义是“,每时每刻都相等,”,(b),位移总相等的两个质点,其速度也总是相等的,三、描述简谐波的物理量,1,、波长（,）,(d),相距,整数,倍的质点振动,步调总是相同,的；,相距,/2,奇数倍,的质点振动,步调总是相反,的。,(c),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,之间的距离也等于波长。,2,、周期（,T,）、频率（,f,）,波源质点振动的周期（或频率）就是波的周期（或频率）,说明,波的周期（或频率）应由,波源决定,，与传播波的,介质无关,。,几点说明,(2),一列波在同一均匀介质中是匀速传播的,(3),要区分波速与质点振动速度的含义,3,、波速（,v,）,(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。,反映振动形式在介质中传播的快慢程度,.,传播速度（简称波速）：传播距离与对应时间的比值,4,、波长、周期（或频率）和波速的关系,(1),波速等于波长和频率的乘积,.,(2),经过一个周期，振动在介质中传播的距离等于一个波长,(3),波速等于波长和频率的乘积这一关系虽从机械波得到，但对其他形式的彼（电磁波、光波）也成立,波速由介质决定，与波的频率、质点的振幅无关,波的频率只取决于波源，与波速、波长无关。波在传播过程中、从一种介质进入另一种介质时频率不变。,波长则决定于,v,和,T,。波从一种介质进入另一种介质波速发生变化，周期不变，波长发生变化；波在同一介质中传播，当周期发生变化，波长也发生变化。,1,波速由什么决定？,2,频率由什么决定？,3,波长由什么决定？,4,、波长、周期（或频率）和波速的关系,四从波的图象上可获得哪些信息,直接描述量：,振幅,A:,图像的峰值,.,波长,:,相邻两个波峰或波谷之间的距离,.,x/m,y/cm,5,-5,0,2,4,6,各个质点的位移,x:,对应于图像上某一点的坐标（,y,，,x,）,通过波的图像还能间接描述哪些物理量呢？,四、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。,波的成因法,:,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,前带后，后跟前,运动状态向后传。,（,2,）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,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。,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,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,例,3.,某一简谐横波在,t,0,时刻的波形图如图的实线所示若波向右传播，画出,T/4,后和,5T/4,前两个时刻的波的图象,O,Y,X,T,/4,后的波形图,5T,/4,前的波形图,四从波的图象上可获得哪些信息,直接描述量,：,振幅,A:,图像的峰值,.,波长,:,相邻两个波峰或波谷之间的距离,.,x/m,y/cm,5,-5,0,2,4,6,各个质点的位移,x:,对应于图像上某一点的坐标（,y,，,x,）,间接描述量,已知波的传播方向可求各个质点的振动方向。反之亦然。,经过一段时间后的波形图,质点在一段时间内通过的路程和位移。,可判断质点的位移、速度、加速度的大小和方向。,确定质点运动方向,图线变化,物理意义,y/m,x/m,x/m,T t/s,图线,研究内容,研究对象,波动图象,振动图象,单一振动质点,沿波传播方向的所有质点,一质点的位移随时间的变化规律,某时刻所有质点的空间分布规律,表示,各质点,在,某时刻,的位移,表示,一个质点,在,各时刻,的位移,随时间推移,图象延伸,，但已有的图象形状不变,随时间推移图象沿传播方向,平移,根据下一时刻的位移来判断,根据“质点带动原理”来判断,五波形图和振动图像的区别,例,3.,一列波振幅是,2cm,，频率是,4Hz,的简谐横波，以,32cm/s,的速度沿图中,x,轴正方向传播，在某时刻,x,坐标为,7cm,处的介质质点正好经过平衡位置向,y,轴正方向运动，画出此时刻的波形图。,x(cm),y(cm),0,v,2,4,6,8,10,12,-2,-4,-6,-8,-10,2,-2,解析：,题型,3.,已知波的传播方向和质点的振动方向画波形图。,需要知道波的振幅和波长,1.,关于振动和波的关系，下列说法中正确的是,(,),A,振动是波的成因，波是振动的传播,B,振动是单个质点呈现的运动现象，波是许多质点联合起来呈现的运动现象,C,波的传播速度就是质点振动的速度,D,波源停止振动时，波立即停止传播,AB,课 堂 练 习,2025/2/25 周二,25,2.,下图为一横波在某一时刻的波形图，已知,F,质点此时的运动方向如下图所示，则（）,A,波向右传播,B,质点,H,的运动方向与质点,F,的运动方向相同,C,质点,C,比质点,B,先回到平衡位置,D,质点,C,在此时的加速度为零,C,课 堂 练 习,2025/2/25 周二,26,3.,如图在一条直线上有三点,S,、,M,、,N,，,S,为波源，距,M,点为,12m,，距,N,点为,21m,由于波源,S,的振动在直线上形成一列横波，其波长为,8m,，波速为,4m/s,，下列说法中,正确的是（）,A,M,点先开始振动，,N,点后振动，振动时间相差,2.25s,，但振动周期都为,2s,。,B,M,点在最高点时，,N,点在平衡位置以上向下振动,C,M,点在最高点时，,N,点在平衡位置以上向上振动,D,振动过程中,M,、,N,两点的位移有可能在某时刻相 同。,课 堂 练 习,ACD,4.(2014,高考山东卷,)(,多选,),一列简谐横波沿直线传播以波源,O,由平衡位置开始振动为计时零点，质点,A,的振动图象如图所示，已知,O,、,A,的平衡位置相距,0.9 m,以下判断正确的是,(,),AB,A,波长为,1.2 m,B,波源起振方向沿,y,轴正方向,C,波速大小为,0.4 m/s,D,质点,A,的动能在,t,4 s,时最大,课 堂 练 习,5,（,2014,高考安徽卷,),一简谐横波沿,x,轴正向传播，图甲是,t,0,时刻的波形图，图乙是介质中某质点的振动图象，则该质点的,x,坐标值合理的是,(,),A,0.5 m B,1.5 m,C,2.5 m D,3.5 m,课 堂 练 习,C,7,(2013,高考天津卷,)(,多选,),一列简谐横波沿直线传播，该直线上平衡位置相距,9 m,的,a,、,b,两质点的振动图象如图所示，下图中描述该波的图象可能正确的是,(,),AC,课 堂 练 习,2025/2/25 周二,30,5.,某列波沿,x,轴正方向传播，,t,=0,时的波形图如图所示，已知在,t,=0.6,秒时,A,点正好第三次出现波峰，则波的周期为多少？波传到,P,点所需的时间为多少？,P,点第一次出现波峰的时间是多少？,课 堂 练 习,周期,T,=0.3s,波传到,P,点的时间为,t,1,=0.45s,P,点第一次出现波峰的时间为,t,2,=0.675s,6,(2013,高考重庆卷,),一列简谐横波沿直线传播，某时刻该列波上正好经过平衡位置的两质点相距,6 m,，且这两质点之间的波峰只有一个，则该简谐波可能的波长为,(,),A,4 m,、,6 m,和,8 m,B,6 m,、,8 m,和,12 m,C,4 m,、,6 m,和,12 m,D,4 m,、,8 m,和,12 m,C,课 堂 练 习,2025/2/25 周二,32,8.,如图中的实线是一列简谐波在某一时刻的波形曲线。经,t=0.5s,后，其波形如图中虚线所示。设,t,2T,（,T,为波的周期），,（,1,）如果波是向右传播，求波的周期和波速,（,2,）如果波是向左传播，求波的周期和波速,课 堂 练 习,题型,1.,已知,波的,传播方向,和波形图,判断,质点的,振动方向,。,已知,波形和质点的,振动方向判断,波的,传播方向,。,题型,2,.,已知,t,时刻的,波形图,求波在,t+t,时刻的波形图。,上坡下，下坡上,特殊点法、图象平移法,题型,3.,已知,波的,传播方向,和质点的,振动方向画波形图,。,