高一物理--波的图像和基本应用名师优质课获奖市赛课一等奖课件.ppt

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,*,本幻灯片资料仅供参考，不能作为科学依据，如有不当之处，请参考专业资料。,高一物理,波图像和应用,第1页,二、波长、频率和波速,1,、波长：在波动中振动相位总是相同两个相邻质点间距离。,对于横波，相邻两个波峰或相邻两个波谷之间距离等于一个波长。,对于纵波，相邻两个密部或相邻两个疏部之间距离等于一个波长。,第2页,2,、频率：波频率就是波源振动频率，也是全部质点振动频率。,3,、波速：波在均匀介质中,匀速传输速率,只,与介质相关,，而与频率无关。注意波速与质点振动速度不是同一概念。,4,、三者关系：,质点振动一个周期，波形向前移动一个波长。,即：,v=S/t=,/T=f,，,f,和,v,决定,.,第3页,三、波图象应用,1,、分析波图像问题二种思绪和方法,1,）,从整体看：波形在向波传输方向匀速移动。,平移法：波移动距离,s=vt,。,2,）从局部看：无数个质点在不一样时振动。,带动法：先振动质点带动后振动质点运动。,第4页,2,、波图像能反应物理量：,1,）直接反应：振幅和波长,.,2,）间接反应：该时刻介质各质点位移、速度、加速度方向。,A,y,/,m,x,/,m,1 2 3 4 5 6 7 8,0,B,0.10,A,V,a,v,第5页,3,、由波传输方向判断质点振动方向,1,）带动法：先带后，后跟先。,2,）微平移法：前面上升，后面下降。,第6页,例、如图为一列简谐横波在某一时刻波形图，此时刻质点,F,运动方向如图所表示，则,A.,该波向左传输,B.,质点,B,和,D,运动方向相同,C.,质点,C,比质点,B,先回到平衡位置,D.,此时质点,F,和,H,加速度相同,ACD,第7页,例、如图为一列横波某时刻波图像，已知波向右传输，则以下叙述正确是,A,、经过半个周期，,C,点将运动到,E,点处,B,、,M,点和,P,点振动情况完全相同,C,、,A,点比,F,点先到达最低位置,D,、,B,、,D,两点振动步调相反,BCD,第8页,例、图中所表示为波在某一时刻波形，此时振动还只发生在,MN,之间，并知此波周期,T,，,Q,质点速度方向是竖直向下，则以下说法中正确是,A,波源是,M,，,P,点已经振动时间为,T,B,波源是,N,，,P,点已经振动时间为,3T/4,C,波源是,N,，,P,点已经振动时间为,T/4,D,波源是,M,，,P,点已经振动时间为,3T/4,C,第9页,例、如图为一简谐横波波形图，已知,B,质点先于,A,质点,0.08s,抵达波峰，由此可知波传输方向是,，波传输速度为,.,向左,25m/s,第10页,4,、由波传输方向画出,t,秒后（前）波形图；,1,）平移法：沿波传输方向将整个波形图平移,x=vt,距离；,2,）带动法：依据某质点振动方向，知道,t秒后该质点位置，就能够画出波形图。,第11页,例、图为一列沿,x,轴正方向传输简谐横波在,t=0,时波形。当,R,点在,t=0,时振动状态传到,S,点时，,PR,范围内,(,含,P,、,R),有一些质点正在向,y,轴负方面运动，这些质点,x,坐标取值范围是,A.2cmx4cm,B.2 cmx4 cm,C.2cmx3 cm D.2cmx3 cm,C,第12页,例、,一列简谐机械横波某时刻波形如图，波源平衡位置坐标为,x,0,。当波源质点处于其平衡位置上方且向下运动时，介质中平衡位置坐标,x,2m,质点所处位置及运动情况是,A,、在其平衡位置下方且向上运动,B,、在其平衡位置上方且向下运动,C,在其平衡位置上方且向上运动,D,、在其平衡位置上方且向下运动,A,第13页,例、图中实线和虚线分别是,x,轴上传输一列简谐横波在,t=0,和,t=0.03s,时刻波形图，,x=1.2m,处质点在,t=O.03s,时刻向,y,轴正方向运动，则,A,该波频率可能是,125Hz,B,该波波速可能是,lOm,s,C,t=0,时,x=1.4m,处质点加速度方向沿,y,轴正方向,D,各质点在,0.03s,内随波迁移,O.9m,A,第14页,例、一列沿,x,轴正方向传输简谐横波。,t=O,时刻波形如图,l,中实线所表示，,t=O.2s,时刻波形如图,l,中虚线所表示，则,(),(A),质点,P,运动方向向右,(B),波周期可能为,0.27s,(C),波频率可能为,1.25Hz,(D),波传输速度可能为,20m,s,C,第15页,x,/,m,t,/,s,1 2 3 4 5 6 7 8,0,0.10,0.14,y,/,m,x,/,m,1 2 3 4 5 6 7 8,0,0.10,0.14,问题：振动图像与波图像有什么区分？,第16页,四、振动图象和波图象区分,1,、横坐标,含义不一样,：,振动图像代表时间。,波图像代表平衡位置离开振源距离。,2,、研究对象不一样：,振动图像研究一个质点。,波图像研究无数个质点。,第17页,3,、,图象,随时间演变情况不一样,0,t,/,s,x,/,m,1 2 3 4 5 6 7 8,9,10,11,12,振动图像随时间演变,振动图像是图线延伸。原图象形状不变；,波图像随时间演变,原图象形状将沿横坐标方向整个地平移，而不是原图象延伸。,第18页,4,、,判断质点运动方向方法,不一样,A,A,x,1,y,x,0,x,t,t,1,0,x,1,y,1,振动图象,波图象,t,1,时刻,质点,向,x,方向运动,质点,A,在向,y,方向运动,第19页,例、关于振动图像和波图像以下正确是,A,、波图像反应出各个质点在同一时刻位移,B,、经过波图像能够找出任一质点、任一时刻位移,C,、振动图像横轴是时间轴,D,、,y,轴都表示质点离开平衡位置位移,ACD,第20页,例、如图，为一简谐波,t=0,时刻波形图，试画出介质中,A,质点在今后一段时间内振动图象。,X/m,Y/m,A,t/s,X/m,第21页,1.,从图象上能够得到哪些物理量？,直接读取：,振幅,A,波长,某一时刻各质点位移,间接求取：,波速,v,或频率,f,一段时间内各质点旅程,第22页,x(cm),y(cm),0,v,2,4,6,8,10,12,-2,-4,-6,-8,-10,2,例,.,如图，一列波某时刻波形图，频率是,4Hz,简谐横波，沿图中,x,轴正方向传输,求：,1.,振幅,A=?,波长,=?,波速,v=?,2.3,秒内,a,b,c,质点旅程,a,b,c,d,e,f,4.,判断,a,b,cd,e,f,各点振动方向,3.,这一时刻,c,f,含有相同,_,c,d,含有相同,_,第23页,2,、波传输方向 质点振动方向,判断,方法一,:,波成因法,(,带动法,),沿着波传输方向,先带后，后跟前,x/m,y/cm,5,-5,0,2,4,6,v,Q,Q,P,P,若,P,在,P,下方，则,P,带动,P,向下运动；若,P,在,P,上方，则,P,带动,P,向上运动,第24页,将波图像视为蜿蜒起伏“山坡”，,沿波传输方向看,，“上坡路段”上各质点都向下振动，“下坡路段”上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,思索：假如已知,P,点振动方向向下，判断波传输方向,P,方法二,:,上下坡法,第25页,做出经微小时间后波形,就知道了各质点经过,t,时间到达位置,运动方向就可确定,.,Y,X,O,v,思索：假如已知,P,点振动方向向下，判断波传输方向,P,方法三,:,微平移法,第26页,方法四,:,同侧法,波传输方向与质点振动方向在波形图同侧,Y,X,O,v,a,b,第27页,例,1.,图所表示为一列向右传输简谐波在某时刻波形图试求出波形图上,A,、,B,、,C,、,D,四个质点振动方向,.,Y,X,O,A,B,C,D,V,V,V,V,思索：假如这列波是向左传输，则这四个质点振动方向又怎样？,v,题型,1.,已知波传输方向和波形图判断质点振动方向第28页,例,2.,如图所表示为一列简谐波在某时刻波形图，已知图形上某点振动方向如图所表示。试求这列波传输方向,.,Y,X,O,V,思索,1.,假如这个质点振动方向向上，则波传输方向又怎样？,2.,假如已知这个质点做减速运动，则波传输方向又怎样？,题型,2.,已知波形和质点振动方向判断波传输方向。,v,第29页,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,时间内这两点所到达位置；最终按正弦规律画出新波形。,特殊点法,x/m,y/m,0,1,2,3,4,v,画出再经,t=T/4,时波形图,P,P,Q,Q,3.,求波在任意时刻波形图,第30页,图象平移法,经过时间 ，波在传输方向移动距离,所以，把图象沿传输方向平移 即得到相对应图象,.,x/m,y/m,0,1,2,3,4,v,机械波振动状态和波形以波速匀速传输。,第31页,某一简谐横波在,t,0,时刻波形图如图实线所表示若波向右传输，画出,T/4,后和,5T/4,前两个时刻波图象,O,Y,X,T,/4,后波形图,5T,/4,前波形图,课堂练习,第32页,4.,波图像 振动图像,O,Y,X,a,b,c,d,e,如图是一列简谐横波某时刻波形图，试画出,a,b,c,d,e,各点振动图像（从这时刻开始计时）,v,O,X,t,方法：,从 波形图上找出各点,此时位移,及,振动方向,为该点振动图像,零时刻坐标,，然后顺着时间作图,a,c,b,第33页,例,.,一列沿着,x,轴正方向传输横波，在,t=0,时刻波形如图甲所表示。图甲中,某,质点振动图象如图乙所表示。质点,N,振幅是,m,，振动周期为,s,，图乙表示质点,(,从质点,K,、,L,、,M,、,N,中选填,),振动图象，该波波速为,m/s,。,第34页,同类训练,：,一列简谐横波沿,x,轴,负,方向传输，图甲是,t=1s,时波形图，图乙是波中某振动质点位移随时间改变振动图象（两图同一时间起点），则乙图可能是甲图中哪个质点振动图象,（）,A,.,x,=0,处质点,B,.,x,=1,m,处质点,C,.,x,=2,m,处质点,D,.,x,=3,m,处质点,A,第35页,确定质点运动方向,形象记忆,图线改变,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,沿波传输方向全部质点,一质点位移随时间改变规律,某时刻全部质点空间分布规律,表示,各质点,在,某时刻,位移,表示,一个质点,在,各时刻,位移,随时间推移,图象延伸,，但已经有图象形状不变,随时间推移图象沿传输方向,平移,比喻为一质点“,传记统计卡,”,比喻为一个质点“,录象带,”,比喻为无数质点某一时刻“,特写镜头,”,比喻为无数质点某一时刻拍摄“,照片,”,依据下一时刻位移来判断,依据“质点带动原理”来判断,或沿波传输方向平移,x=vt,第36页,例,.,一列简谐横波在,x,轴上传输,t=0,时刻波形图如甲图所表示,x=2cm,质点,P,振动图像如图乙所表示,由此能够判断,(),A.,该波传输方向是沿,x,轴负方向,.,B.,该波在,2s,时间内传输距离是,2cm.,C.,在,t=1.5s,时,P,点速度最大,D.,在,0,到,1.5s,时间内质点,P,经过旅程是,12cm,AB,t/s,甲,乙,第37页,多解原因,:,(1),空间不确定性引发多解问题,(,波长不确定,),(2),时间不确定性引发多解问题,(,周期不确定,),(3),方向不确定性引发多解问题,(4),条件不确定性引发多解问题,5.,波动多解问题,第38页1),空间不确定性引发多解问题,x/cm,y/cm,0.15,v,a,已知：,a,坐标为（,0.0,），在,t=0,时向下振动，同时在,0.15,位置有一质点处于波峰，问：这列波波长可能是多少？波长存在最大值还是最小值？,a,4,+n=0.15,(n=0,1,2),第39页,蓝色为某时刻波形图，红色为再经,t=,秒波形图，假如波向右传输,问：,v=?,f=?,x/cm,y/cm,0.5,(2),时间不确定性引发多解问题,v,t=,T,4,+nT,=S,第40页,(3),方向不确定性引发多解问题,已知：,绿色为某时刻波形图，黑色为再经,t=0.2s,时波形图,若,=2m,t=0.2s,求：,v=?,T=?,x/cm,y/cm,2cm,向左传,:,向右传,:,x=/4+n=1/2+2n,x=3/4+n=3/2+2n,(n=0,1,2),V=x/t=?,第41页,1,2,3,例：,下列图实线是一列简谐波在某一时刻波形曲线，经,0.5,秒后，波形如图中虚线所表示。该波周期,T,大于,0.5,秒,1,、假如波是向左传输，波速是多大？周期是多大？,2,、假如波是向右传输，波速是多大？周期是多大？,秒时波形,0.5,秒时波形,0,0,1,2,3,4,5,6,第42页,如图所表示，实线是一列简谐波在某时刻波形图象，虚线是,0.2s,后它波形图象。求这列波可能传输速度。,y,x/m,0,1,4,3,2,5,课堂练习,第43页,(4),条件不确定性引发多解问题,某时刻 相距,a,两点,p,、,Q,在平衡位置，且,p,、,Q,之间只有一个波峰，经过时间,t,，,Q,第一次抵达波谷，求：波可能传输速度？,p,Q,V,P,1,Q,1,P,2,Q,2,P,3,Q,3,P,4,Q,4,第44页,【,例,】,一列横波在,x,轴上传输，,t,1,=0,和,t,2,=0.005s,时波形如图所表示实线和虚线,.,(1),设周期大于,(t,2,-t,1,),，求波速,.,(2),设周期小于,(t,2,-t,1,),，而且波速为,6000m/s,，求波传输方向,.,第45页,一列在,x,轴上传输简谐波，在,x,l,=10cm,和,x,2,=110cm,处两个质点振动图象如图所表示，求这列简谐波波长和波速,y,课堂练习,t=1s,时刻,x,2,x,2,x,1,x,1,向右传：,X=/4+n,向左传：,x=3/4+n,X=x,2,-x,1,=1m,第46页,