波动图象应用

1、机械波机械波新课标高中物理选修343 3波形图象的应用学习目标学习目标1. 1. 能从波动图像上分析振幅、位移、波长、振动速度及变化，能从波动图像上分析振幅、位移、波长、振动速度及变化，分析振动方向与传播方向之间的关系。分析振动方向与传播方向之间的关系。2.2.会从某一时刻图像画另一时刻波动图像。会从某一时刻图像画另一时刻波动图像。3.3.比较振动图像和波动图像，找出区别和联系。比较振动图像和波动图像，找出区别和联系。1.在波的传播方向上任意两个振动情况完全一致的在波的传播方向上任意两个振动情况完全一致的质点间的距离是质点间的距离是A.波长的整数倍。波长的整数倍。 B.半波长的整数倍。半波长的

2、整数倍。C.只可能是一个波长。只可能是一个波长。D.可能是半个波长，也可能是一个波长可能是半个波长，也可能是一个波长A A3.关于波速，下列说法不正确的是关于波速，下列说法不正确的是A.波速反映了振动在介质中传播的快慢。波速反映了振动在介质中传播的快慢。B.波速反映了介质中质点振动的快慢。波速反映了介质中质点振动的快慢。C.波速由波源决定，与介质无关。波速由波源决定，与介质无关。D.波速反映了介质中质点迁移的快慢。波速反映了介质中质点迁移的快慢。BCD3.3.关于波长的下列说法正确的是关于波长的下列说法正确的是A.A.在一个周期内振动在介质中传播的距离等于波长。在一个周期内振动在介质中传播的距

3、离等于波长。B.B.在一个周期内介质的质点所走过的距离等于波长。在一个周期内介质的质点所走过的距离等于波长。C.C.波长等于在波的传播方向上两相邻的对平衡位置的位移始终相波长等于在波的传播方向上两相邻的对平衡位置的位移始终相同的质点间的距离。同的质点间的距离。D.D.波长等于横波中波峰与波峰（或波谷与波谷）之间的距离波长等于横波中波峰与波峰（或波谷与波谷）之间的距离4.4.关于波的频率，下列说法正确的是关于波的频率，下列说法正确的是A.A.波的频率由波源决定，与介质无关波的频率由波源决定，与介质无关B.B.波的频率与波速无关波的频率与波速无关C.C.波由一种介质传到另一种介质时，频率变大波由一

4、种介质传到另一种介质时，频率变大D.D.以上说法均不正确以上说法均不正确ACAB5.对于公式对于公式v=f，理解正确的是，理解正确的是A. v=f 使用与一切波。使用与一切波。B. 由由v=f知，知，f增大，则波速增大，则波速v也增大。也增大。C. v、f三个量中，对同一列波来说，在不同介质中传播三个量中，对同一列波来说，在不同介质中传播 时保持不变的只有时保持不变的只有f。D.由由v=f知，波长是知，波长是2m的声音比波长是的声音比波长是4m的声音传播速度小的声音传播速度小2倍。倍。AC6.关于机械波的概念，下列说法中正确的是关于机械波的概念，下列说法中正确的是 A.质点振动的方向总是垂直于

5、波的传播方向质点振动的方向总是垂直于波的传播方向 B.简谐波沿长绳传播，绳上简谐波沿长绳传播，绳上相距半个波长相距半个波长的两个质点振动位的两个质点振动位移的大小相等移的大小相等 C.任一振动质点每经过一个周期沿波的传播方向移动一个波任一振动质点每经过一个周期沿波的传播方向移动一个波长长D.相隔一个周期的两时刻，简谐波的图象相同相隔一个周期的两时刻，简谐波的图象相同BD波前法：波前法：带动、滞后、重复带动、滞后、重复同侧法同侧法传播方向和振动方传播方向和振动方向在波形曲线同侧向在波形曲线同侧三角形法三角形法简谐波的图象与简谐运动的图象都是简谐波的图象与简谐运动的图象都是_曲线，但它们又有曲线，

6、但它们又有着诸多本质的区别，具体如下：着诸多本质的区别，具体如下：1 1描述对象描述对象(1)(1)振动图象：振动图象：_；(2)(2)波的图象：波传播方向上的波的图象：波传播方向上的_正弦正弦某个质点某个质点各个质点各个质点单人舞单人舞集体照集体照波的图象与振动图象的比较波的图象与振动图象的比较2坐标轴意义坐标轴意义(1)振动图象振动图象横轴：横轴：_；纵轴：纵轴：_(2)波的图象波的图象横轴：波线上各质点的横轴：波线上各质点的_；纵轴：各质点对平衡位置的纵轴：各质点对平衡位置的_振动到该点所用的时振动到该点所用的时间间不同时刻质点的位移不同时刻质点的位移平衡位平衡位置置位移位移一个振动质一

7、个振动质点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3物理意义物理意义(1)振动图象：表示介质中振动图象：表示介质中_在在_的位移变化的位移变化(可联想可联想“录像机录像机”)(2)波的图象：表示介质中波的图象：表示介质中_在在_的位移（可联想的位移（可联想“照相机照相机”）4.变化：振动图像随时间延伸，形状不变。波动图像变化：振动图像随时间延伸，形状不变。波动图像随时间平移，不同时刻不断变化，有重复。随时间平移，不同时刻不断变化，有重复。应用一、从波动图像获得的信息应用一、从波动图像获得的信息1.1.读出读出振幅、波长、该时刻振幅、波长、该时刻某一质点某一质点的位移的位移2.由传

8、播方向判断各质点的振动方向，分析各质点由传播方向判断各质点的振动方向，分析各质点的振动情况的振动情况问题问题1：如图为某时刻一列沿：如图为某时刻一列沿x轴负方向传播的简轴负方向传播的简谐横波图像，能够从图像中获得哪些信息？谐横波图像，能够从图像中获得哪些信息？应用二、根据某一时刻图像画另一时刻图像应用二、根据某一时刻图像画另一时刻图像问题问题2：如图所示为一列向右传播的简谐波在某时刻的波形，：如图所示为一列向右传播的简谐波在某时刻的波形，试画出再经过试画出再经过T/4、3T/4和和5T/4时的波形图时的波形图y/cmx/moV振动法振动法平移法平移法思考与讨论：思考与讨论：试画出该时刻前试画出

9、该时刻前T/4T/4时刻的波形图？如果时间间隔时刻的波形图？如果时间间隔t t是任意时间，那么将如何画出该时刻的图象呢？是任意时间，那么将如何画出该时刻的图象呢？1.特殊点振动法：突出体现的是单个质点的振动，根特殊点振动法：突出体现的是单个质点的振动，根据特殊质点的振动情况，确定所研究时刻的位移，画据特殊质点的振动情况，确定所研究时刻的位移，画出图像。这种方法便于理解，但是间隔的时间出图像。这种方法便于理解，但是间隔的时间t必必须是一些特殊时刻，如须是一些特殊时刻，如T/4、T/2、3T/4、5T/4等等2.平移法：将原来的波形平移法：将原来的波形沿着波的传播方向（或反沿着波的传播方向（或反方

10、向）平移方向）平移x=vt，得，得到下一时刻图像。到下一时刻图像。/x m/y cm3.3.波形图重复性：波形图重复性：波空间传播有周期性（振源振动一个周期波波空间传播有周期性（振源振动一个周期波传播一个波长），如果传播一个波长），如果t tT T，那么，那么 x x。波形推进波长的。波形推进波长的整数倍时，波形和原来重合，所以在实际处理时通常采用整数倍时，波形和原来重合，所以在实际处理时通常采用“去整去整存零存零”的方法。的方法。 0 xnx 0 x例例1.1.如图是一列向右传播的简谐横波在如图是一列向右传播的简谐横波在t t=0=0时刻（开始计时）的时刻（开始计时）的波形图，波刚好传播到波

11、形图，波刚好传播到C C点。已知在点。已知在t t=1s=1s时，时，B B点第点第三三次达到波峰次达到波峰（在（在1s1s内内B B点有三次达到波峰）。则：点有三次达到波峰）。则： 周期为周期为_。若。若t=0.6st=0.6s，A A点通过的路程点通过的路程_，位移，位移_. _. 波速为波速为_；D D点起振的方向为点起振的方向为_；在在t t=_s=_s时刻，此波传到时刻，此波传到D D点；在点；在t t=_s=_s和和t t=_s=_s时时D D点分别点分别首次达到波峰和波谷。首次达到波峰和波谷。0.4s10m/s向下向下4.14.44.230cm-5cm5-5/cm例例2.(09年

12、福建卷年福建卷)如图所示，甲为一列简谐横波在如图所示，甲为一列简谐横波在t0.10 s时刻的波形图，时刻的波形图，P是平衡位置为是平衡位置为x1 m处的质点，处的质点，Q是平衡位置为是平衡位置为x4 m处的质点，图乙为质点处的质点，图乙为质点Q的振动的振动图象，则图象，则() A.t0.15 s时时,质点质点Q的加速度达到正向最大的加速度达到正向最大B.t0.15 s时时,质点质点P的运动方向沿的运动方向沿y轴负方向轴负方向C.从从t0.10 s到到t0.25 s,该波沿该波沿x轴正方向传播了轴正方向传播了6 mD.从从t0.10 s到到t0.25 s，质点，质点P通过的路程为通过的路程为30

13、 cm例例3.(09年四川理年四川理)如图所示为一列如图所示为一列沿沿x轴负方向传播的轴负方向传播的简谐横波，简谐横波，实线为实线为t0时刻的波形图，虚线为时刻的波形图，虚线为t0.6 s时的波形图，波的周期时的波形图，波的周期T0.6 s，则，则()A波的周期为波的周期为2.4 sB在在t0.9 s时，时，P点沿点沿y轴正方向运动轴正方向运动C经过经过0.4 s，P点经过的路程为点经过的路程为4 mD在在t0.5 s时，时，Q点到达波峰位置点到达波峰位置探究：探究：如图，一列简谐横波沿直线传播，如图，一列简谐横波沿直线传播，a a、b b是直线上的两个是直线上的两个质点，质点，ab=2mab

14、=2m，a a、b b两点的振动情况如图所示。两点的振动情况如图所示。1 2 3 4t/sxabab/y cm01010探究探究1：根据振动图像画出：根据振动图像画出t=0时刻波动图像。时刻波动图像。探究探究2：求该机械波的波速：求该机械波的波速自我检测：在均匀介质中选取平衡位置在同一直线上自我检测：在均匀介质中选取平衡位置在同一直线上的的9个质点，相邻两质点的距离均为个质点，相邻两质点的距离均为L，如图甲所，如图甲所示一列横波沿该直线向右传播，示一列横波沿该直线向右传播，t0时到达质点时到达质点1，质点质点1开始向下运动，经过时间开始向下运动，经过时间t第一次出现如图乙第一次出现如图乙所示的波形则该波：所示的波形则该波： (1)波长为多少？波长为多少？(2)质点振