高中物理第二章机械波3波的图像省公开课一等奖新名师优质课获奖PPT课件.pptx

3波图像第二章机械波1/43学习目标1.知道图像中横、纵坐标各表示物理量，了解波图像物理意义.2.了解波图像和振动图像区分.3.会处理由波双向性和周期性引发多解问题.2/43内容索引重点探究启迪思维 探究重点达标检测检测评价 达标过关自主预习预习新知 扎实基础3/43自主预习4/43一、横波图像一、横波图像1.波形图若以横坐标x表示在波传输方向上各质点 ，纵坐标y表示_各个质点偏离平衡位置位移，要求位移方向向上为正值，向下为负值，则在xOy坐标平面上，描出该时刻各质点位置(x，y)，用平滑曲线将各点连接起来，就得到这一时刻横波图像.波图像有时也称为波形图，简称波形.平衡位置该时刻5/432.正弦波：波形图是 波，又称为正弦波.3.图像物理意义直观地表明了离波源不一样距离各振动质点在某一时刻 .正弦曲线位置6/43二、波图像与振动图像比较二、波图像与振动图像比较比较内容波图像(简谐波)振动图像(简谐运动)研究内容表示波传输时 (填“某一”或“各”)时刻在介质中 (填“某一”或“各”)质点位置相对于平衡位置位移 (填“某一”或“各”)质点振动过程中，(填“某一”或“各”)时刻相对于平衡位置位移图像形状正弦(或余弦)曲线正弦(或余弦)曲线横坐标表示在波传输方向上 (填“某一”或“各”)质点_表示_某一某一各各各平衡位置时间t7/43纵坐标 (填“某一”或“各”)时刻 (填“某一”或“各”)质点偏离平衡位置位移 (填“某一”或“各”)质点 (填“某一”或“各”)时刻偏离平衡位置位移横轴上相邻两个状态总一致点之间距离含义某一各某一各8/431.判断以下说法正误.(1)波图像反应是某一时刻介质中各质点位移情况.()(2)从波图像能够知道各质点振动振幅.()(3)在不一样时刻波图像有可能完全相同.()(4)振动图像图线实质是振动质点所经过路径形状，波图像图线实质是某一时刻各个质点连线形状.()即学即用即学即用答案9/432.如图1所表示，一列沿x轴正方向传输横波在某一时刻波形图如图_所表示，其上某一质点振动图像如图_所表示.由图可知波长_ m，振幅A_ cm，周期T_ s，波速v_ m/s.此时质点P运动方向向_，加速度方向向_.答案图1甲乙41041上下10/43重点探究11/43一、波图像了解和应用导学探究导学探究如图2所表示是一列简谐波在某一时刻图像.(1)波图像是什么形状曲线？答案答案余弦曲线.答案图2(2)由图像可获取哪些信息？答答案案能够取得以下信息：该时刻各个质点相对平衡位置位移.各质点振动振幅.波长12/43知识深化知识深化对波图像了解对波图像了解(1)对波图像了解波图像是某一时刻介质中各个质点运动情况“定格”.能够将波图像比喻为某一时刻对全部质点拍摄下“集体照”.简谐波图像是正(余)弦曲线，介质中质点做简谐运动.(2)由波图像可获取信息直接读出波长.若已知波速，可计算出周期、频率.或已知周期、频率可计算出波速.直接读出该时刻各质点位移，间接判断回复力、加速度情况.13/43介质中各质点振幅.已知波传输方向，可知质点振动方向；已知质点振动方向，可知波传输方向.判断方法以下：(以已知波传输方向判断质点振动方向为例)a.质点带动法由波形成原理可知，后振动质点总是重复先振动质点运动，若已知波传输方向来判断质点振动方向时，可在波源一侧找与该质点距离较近前一质点，假如前一质点在该质点下方，则该质点将向下运动，不然该质点将向上运动.14/43b.上下坡法如图3所表示，沿波传输方向，“上坡”质点向下振动，如D、E、F；“下坡”质点向上振动，如A、B、C.图315/43c.微平移法原理：波向前传输，波形也向前平移.方法：作出经微小时间t后波形，就知道了各质点经过t时间抵达位置，此刻质点振动方向也就知道了.如图4所表示.图416/43例例1一列沿x轴正方向传输简谐横波，波速为4 m/s.某时刻波形如图5所表示，以下说法正确是A.这列波振幅为4 cmB.这列波周期为1 sC.此时x4 m处质点沿y轴负方向运动D.此时x4 m处质点加速度为0答案解析图517/43二、波图像画法导学探究导学探究请画出例1中波经0.5 s后波形.答案答案答案19/43知识深化知识深化波图像画法波图像画法(1)特殊点法先找出两点(平衡位置、波峰或波谷等特殊点)并确定其运动方向然后确定经t时间后这两点所抵达位置，最终按正弦规律画出新波形.(2)波形平移法在已知波传输速度情况下，由xvt可得经t时间后波向前移动距离x，把图像沿传输方向平移x即得到相对应图像.20/43例例2某一简谐横波在t0时刻波形图如图6所表示.若波向右传输，画出 前两个时刻波图像.图6答案答案看法析图答案解析21/43总结总结提升提升在已知波速情况下，由公式xvt可得经t时间后波向前移动距离x，把波形平移x即可得t时间后波形图.注意，当xkx0时，只需将波形沿波传输方向平移x0即可得t时间后波形图，这就是所谓“去整留零平移法”.当然也能够采取“特殊点法”.24/43三、波图像与振动图像比较1.波图像描述是介质中“各质点”在“某一时刻”离开平衡位置位移；而振动图像描述是“一个质点”在“各个时刻”离开平衡位置位移.2.横、纵坐标所表示物理量：波图像中横坐标x表示介质中各个振动质点平衡位置，纵坐标y表示各个振动质点在某时刻位移；振动图像横坐标t表示一个振动质点振动时间，纵坐标y表示这个质点振动时各个不一样时刻位移.25/43A.甲是振动图像，乙是波图像B.甲是波图像，乙是振动图像C.甲中A质点向下振动，乙中B时刻质点向下振动D.甲中A质点向上振动，乙中B时刻质点向下振动例例3(多项选择)依据图7甲、乙两图判断以下说法正确是答案解析图726/43总结总结提升提升两种图像比较两种图像比较1.波图像与振动图像外形上很相同，区分它们时要看图像横坐标是时间t还是位移x.2.简谐波中全部质点都做简谐运动，它们振幅、周期均相同.3.判断波图像中质点运动方向可依据带动法、上下坡法、微平移法；判断振动图像中质点振动方向依据质点下一时刻位置.28/43四、波多解性导学探究导学探究一列周期为T机械波某时刻波形图如图8所表示.答答案案若波沿x轴正方向传输，该时刻a质点向y轴正方向运动，经 第一次运动到波峰.若波沿x轴负方向传输，该时刻a质点向y轴负方向运动，经 第一次运动到波峰.图8(1)a质点需多长时间第一次运动到波峰？答案29/43(2)与a质点运动速度一直相等质点有几个？答答案案与a质点距离为nn1,2,3，)全部质点与a质点运动速度一直相等，在该图中只有一个.答案30/43知识深化知识深化波多解性波多解性(1)波周期性造成多解时间周期性：时间间隔t与周期T关系不明确.空间周期性：波传输距离x与波长关系不明确.(2)传输方向双向性造成多解(3)质点振动方向不确定造成多解.31/43A.若周期为4 s，波一定向右传输B.若周期大于4 s，波可能向右传输C.若波速为8.5 m/s，波一定向左传输D.该波波速可能最小值为0.5 m/s例例4(多项选择)一列横波沿直线传输，在波传输方向上有A、B两点.在t时刻A、B两点间形成如图9甲所表示波形，在t3 s时刻A、B两点间形成如图乙所表示波形已知A、B两点平衡位置间距离a9 m，则以下说法中正确是答案解析图932/43总结总结提升提升处理波动问题应注意问题：(1)质点抵达最大位移处，则有正向和负向最大位移两种可能.(2)质点由平衡位置开始振动，则有起振方向相反两种可能.(3)只告诉波速，不指明波传输方向，应考虑沿两个方向传输可能.(4)只给出两时刻波形，则有屡次重复出现可能.34/43达标检测35/4312341.(波波图图像像)如图10所表示为一列简谐横波在某时刻波形图.已知图中质点b起振时刻比质点a超前了0.4 s，则以下说法正确是A.波波速为10 m/sB.波频率为1.25 HzC.波沿x轴正方向传输D.该时刻质点P正沿y轴正方向运动答案解析图1036/431234解解析析由图像能够看出，质点振动最大位移大小是10 cm，所以振幅是10 cm.2.(波波图图像像画画法法)一列沿x轴正方向传输横波在某一时刻波形图如图11所表示，已知波传输速率是16 m/s.(1)指出这列波中质点振动振幅是多少；答案解析图11答案答案10 cm38/431234解解析析再经0.125 s波形沿x轴正方向移动距离为xvt160.125 m2 m，所以再经过0.125 s后波图像如图中虚线所表示.(2)画出再经过0.125 s时波图像.答案解析答案答案看法析图39/431234A.若波沿x轴正方向传输，(b)图应为a点振动图像B.若波沿x轴正方向传输，(b)图应为b点振动图像C.若波沿x轴负方向传输，(b)图应为c点振动图像D.若波沿x轴负方向传输，(b)图应为d点振动图像3.(振振动动图图像像与与波波图图像像比比较较)(多多项项选选择择)一列简横谐横波在t0时刻波形图如图12(a)所表示，图(b)表示该波传输介质中某质点今后一段时间内振动图像，则答案解析图1240/4312344.(波波多多解解性性)(多项选择)一列简谐横波沿x轴传输，a、b为x轴上两质点，平衡位置分别为x0，xxb(xb0).a点振动规律如图13所表示.已知波速为v10 m/s，在t0.1 s时b位移为0.05 m，则以下判断可能正确是A.波沿x轴正向传输，xb0.5 mB.波沿x轴正向传输，xb1.5 mC.波沿x轴负向传输，xb2.5 mD.波沿x轴负向传输，xb3.5 m答案解析图1342/43