高中物理第12章第2节波的图象课件新人教版选修34

1、高中物理选修高中物理选修3-43-4课件课件第二节波的图象第二节波的图象高中物理选修高中物理选修3-43-4课件课件课前自主学案课前自主学案核心要点突破核心要点突破课堂互动讲练课堂互动讲练课标定位课标定位知能优化训练知能优化训练第二节波的图象第二节波的图象高中物理选修高中物理选修3-43-4课件课件课标定位学习目标：1.理解波的图象的物理意义2能根据波的图象进行有关判断，以及根据有关信息画出波的图象重点难点：1.利用波的图象和波的传播方向，确定各质点的振动方向，从而判定质点的振动速度、回复力、动能及势能情况2理解和区别波的图象与振动图象高中物理选修高中物理选修3-43-4课件课件课前自主学案课

2、前自主学案一、波的图象一、波的图象1波的图象的作法波的图象的作法(1)建立坐标系：用横坐标建立坐标系：用横坐标x表示在波的传播方向上表示在波的传播方向上各质点的各质点的_，纵坐标，纵坐标y表示某时刻各质表示某时刻各质点偏离平衡位置的点偏离平衡位置的_(2)正方向的选取：一般规定，在横波中，位移正方向的选取：一般规定，在横波中，位移_时时y取正值，取正值，_时时y取负值取负值平衡位置平衡位置位移位移向上向上向下向下高中物理选修高中物理选修3-43-4课件课件(3)描点：把平衡时位于x1、x2、x3的质点的位移y1、y2、y3画在xOy坐标平面内，得到一系列坐标为(x1，y1)，(x2，y2)，(

3、x3，y3)的点(4)连线：用一条平滑的线把(3)中的诸点连接起来(或说(3)中无穷多点的集合)就是这时的_波的图象波的图象高中物理选修高中物理选修3-43-4课件课件2波的图象也称_，简称_3简谐波：如果波的图象是正弦曲线，这样的波叫_，也叫_这一称呼是我们今后更常见的一种说法，当介质中有这样的波传播时，波所到之处的介质质点在做_波形图波形图波形波形正弦波正弦波简谐波简谐波简谐运动简谐运动高中物理选修高中物理选修3-43-4课件课件二、波的图象与振动图象的比较简谐波的图象与简谐运动的图象都是_曲线，但它们又有着诸多本质的区别，具体如下：1描述对象(1)振动图象：_；(2)波的图象：波传播方向

4、上的_正弦正弦某个质点某个质点各个质点各个质点高中物理选修高中物理选修3-43-4课件课件2坐标轴意义(1)振动图象横轴：_；纵轴：质点位移(2)波的图象横轴：波线上各质点的_；纵轴：各质点对平衡位置的_振动到该点所用的时间振动到该点所用的时间平衡位置平衡位置位移位移高中物理选修高中物理选修3-43-4课件课件3物理意义(1)振动图象：表示介质中_在_的位移变化(可联想“录像机”)(2)波的图象：表示介质中_在_的位移一个振动质点一个振动质点一段时间内一段时间内各个质点各个质点某一时刻某一时刻高中物理选修高中物理选修3-43-4课件课件核心要点突破核心要点突破一、振动图象和波的图象的异同一、振

5、动图象和波的图象的异同简谐运动的图象简谐波的图象不同点研究的内容一个质点的位移随时间的变化规律某时刻参与波动的所有质点的空间分布规律图象图象变化随时间延伸随时间推移一个完整图象所占横坐标的距离表示一个周期T表示一个波长(见下节)比喻单人舞的录像拍摄的集体舞照片高中物理选修高中物理选修3-43-4课件课件简谐运动的图象简谐波的图象相同点及联系图象形状正弦曲线纵坐标质点位移纵坐标最大值振幅联系质点的振动是组成波动的基本要素高中物理选修高中物理选修3-43-4课件课件特别提醒：(1)注意研究对象的区别；(2)理解波动中质点的振动；(3)形象记忆：振动图象是“个人录像”，而波的图象则是“集体照”高中物

6、理选修高中物理选修3-43-4课件课件即时应用(即时突破，小试牛刀)1关于振动图象和波的图象，以下说法正确的是()A波的图象反映出很多质点在同一时刻的位移B通过波的图象可以找出任一质点在任一时刻的位移C振动图象的横轴是时间轴D两种图象y轴都表示质点离开平衡位置的位移高中物理选修高中物理选修3-43-4课件课件解析：选ACD.波的图象记录的是大量质点在某一时刻离开平衡位置的位移，不能读出任一质点在任一时刻的位移，B错；依据振动图象和波的图象的画法可知A、C、D正确高中物理选修高中物理选修3-43-4课件课件二、振动方向与波传播方向的关系质点振动方向与波的传播方向间存在着必然的联系，若已知波的传播

7、方向，便知波源的方位，任给一质点，我们均可判定它跟随哪些质点振动，便知道它的振动方向，反之亦然1若已知波的传播方向，可确定各质点在该时刻的振动方向，并判断位移、加速度、速度、动能的变化高中物理选修高中物理选修3-43-4课件课件常用方法：(1)上下坡法沿波的传播方向看，“上坡”的点向下运动，“下坡”的点向上运动，简称“上坡下，下坡上”，如图1221.图图1221高中物理选修高中物理选修3-43-4课件课件(2)带动法原理：先振动的质点带动邻近的后振动的质点方法：在质点P靠近波源一方附近的图象上另找一点P，若P在P上方，则P向上运动，若P在P下方，则P向下运动如图1222.图图1222高中物理选

8、修高中物理选修3-43-4课件课件(3)微平移法原理：波向前传播，波形也向前平移方法：作出经微小时间t后的波形，就知道了各质点经过t时间到达的位置，此刻质点振动方向也就知道了，如图1223. 图图1223高中物理选修高中物理选修3-43-4课件课件(4)同侧法质点的振动方向与波的传播方向在波的图象的同一侧，如图1224所示，若波向右传播，则P向下运动图图1224高中物理选修高中物理选修3-43-4课件课件2由质点振动方向确定波的传播方向仍是上述几种方法，只需将判定的程序倒过来，“反其道行之”即可高中物理选修高中物理选修3-43-4课件课件即时应用(即时突破，小试牛刀)2如图1225中正确的波形

9、图是()解析：选BC.根据“坡形”法，凡是在“上坡”区的必向下运动，“下坡”区的必向上运动，故B、C正确图图1225高中物理选修高中物理选修3-43-4课件课件高中物理选修高中物理选修3-43-4课件课件2平移法先求出在t时间内波传播距离xvt(v为波速)，再将原波形沿波传播方向平移x(若要画tt时刻的波形图，则需逆波传播方向平移x)，然后将新波形“修补”，使原有波形的区间充满波形高中物理选修高中物理选修3-43-4课件课件即时应用(即时突破，小试牛刀)3.如图1226所示，一列简谐横波沿x轴正方向传播，实线和虚线分别表示t10和t20.5 s(T0.5 s)时的波形能正确反映t37.5 s时

10、波形的是图()图图1226高中物理选修高中物理选修3-43-4课件课件图图1227高中物理选修高中物理选修3-43-4课件课件课堂互动讲练课堂互动讲练波的传播方向与质点振动方向的互判波的传播方向与质点振动方向的互判简谐横波某时刻的波形图线如图简谐横波某时刻的波形图线如图1228所示，由此图可知所示，由此图可知()图图1228高中物理选修高中物理选修3-43-4课件课件A若质点a向下运动，则波是从左向右传播的B若质点b向上运动，则波是从左向右传播的C若波从右向左传播，则质点c向下运动D若波从右向左传播，则质点d向上运动【精讲精析】由“带动法”可知，若a向下运动，则a是由其右侧邻近质点带动的，波源

11、位于右侧，波向左传播，故A错；同理，B正确；若波从右向左传播，则c、d质点均应由其右侧邻近质点带动，其右侧质点位于c、d上方，所以c、d均向上运动，故C项错误，D正确高中物理选修高中物理选修3-43-4课件课件【答案】BD【方法总结】本题考查波的传播方向与质点振动方向之间的相互关系，判定的方法有多种，常用的有“上下坡法”、“带动法”等高中物理选修高中物理选修3-43-4课件课件变式训练1如图1229所示是一列简谐波某一时刻波的图象，下列说法正确的是()A波一定沿x轴正方向传播Ba、b两个质点的振动速度方向相反C若a点此时的速度方向沿y轴正方向，那么波的传播方向是沿x轴的正方向D若波沿x轴的负方

12、向传播，则b质点的振动速度方向是沿y轴的负方向图图1229高中物理选修高中物理选修3-43-4课件课件解析：选BC.x轴是表示在波传播方向上的一系列质点的平衡位置，但x轴指向不表示波的传播方向，故A错根据“上下坡”法：无论波向左传播还是向右传播，a、b都处于不同“坡区”，即当a处于下坡路时，b处于上坡路，所以两者振动速度方向相反，故B正确同理可判断C正确，D错误高中物理选修高中物理选修3-43-4课件课件波的图象的求解波的图象的求解图图12210高中物理选修高中物理选修3-43-4课件课件【思路点拨】正确解答本题的关键有以下三点：(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

13、质点运动方向的方法(3)理解波的传播可看成是波形的传播，不能误认为是质点的平移高中物理选修高中物理选修3-43-4课件课件高中物理选修高中物理选修3-43-4课件课件【答案】AC【方法总结】在简谐波的图象中，每一个质点的振动规律同单个质点的简谐运动规律是完全相同的，因此波的图象中，牵涉到单个质点的振动问题可利用已有的振动规律作出判断高中物理选修高中物理选修3-43-4课件课件 如图12211所示，甲为一列简谐横波在t0.10 s时刻的波形图，P是平衡位置为x1 m处的质点，Q是平衡位置为x4 m处的质点，图乙为质点O的振动图象，则()波的图象与振动图象的综合波的图象与振动图象的综合图图12211高中物理选修高中物理选修3-43-4课件课件At0.15 s时，质点Q的加速度达到正向最大Bt0.15 s时，质点P的运动方向沿y轴负方向C从t0.10 s到t0.25 s，该波沿x轴正方向传播了6 mD从t0.10 s到t0.25 s，质点P通过的路程为30 cm【精讲精析】由质点Q的振动图象可知，t0.15 s时，Q正处于最低点，加速度达到正向最大，选项A对；t0.10 s时，Q正处于平衡位置向下运动高中物理选修高中物理选修3-43-4课件课件【答案答案】AB高中物理选修高中物理选修3-43-4课件课件变式