【物理】波的描述 课件-2023-2024学年高二上学期物理人教版（2019）选择性必修第一册

3.2波的描述（一）

前面一章里，我们研究的是单个质点的运动情况，用x-t图像可以很方便地描述质点在任意时刻的位移。而波却是很多质点的运动，在同一时刻各个质点的位移都不尽相同，不方便用x-t图像来描述。能否用其他的图像来描述波呢？今天要解决的问题是：1、波用什么图像来描述？2、波的图像如何绘制又有什么特点？3、波长、波速和频率的概念是什么？4、波长、波速和频率的关系及计算？一、波的图像1．波的图象的作法(1)建立直角坐标系：用横坐标x表示在波的传播方向上各质点的

，纵坐标y表示某一时刻各质点偏离

．(2)正方向的选取：选取质点振动的某一个方向为y轴正方向，x轴一般取向右为正方向．(3)描点：把

所有质点的位移画在直角坐标系里．(4)连线：用一条平滑的曲线将各点连接起来就是这个时刻的波的

．2.正弦波(简谐波)(1)如果波的图像是正弦曲线，这样的波叫作

，也叫

。(2)简谐波中各质点的振动都是

运动3、物理意义：波的图象表示介质中

在

时刻偏离平衡位置的位移的空间分布情况。例1、关于波的图象的物理意义，下列说法正确的是（

）

A．表示某一时刻某一质点的位移

B．表示各个时刻某一质点的位移

C．表示某一时刻各个质点的位移

D．表示各个时刻各个质点的位移C

AC二、波长、波速和频率的关系波在空间的周期性怎样描述呢？1.波长(1)定义：在波动中，振动

的两个

质点间的距离叫做波长，用

表示，如图所示：【注意】根据波长的定义可知，在波的传播方向上，相距为波长整数倍的质点，振动情况完全

，即振动位移及速度总是相同的这些点叫做同相点，相距半波长奇数倍的质点振动情况完全

，这些点称为反相点.如图所示，O、B、D等质点的振动情况完全

，而O与A、O与C、A与B等振动情况完全。

(2)意义：波长是描述波的“空间重复性”的物理量.观察波的图象会发现，在某一时刻的波的图象中.每隔一定距离，波就重复出现，这就是波的“空间周期性”。波在空间的周期性用波长描述，波对时间的周期性怎样描述?2.周期和频率

(1)定义：在波动中，各个质点的振动周期或频率是相同的，它们都等于

的振动周期或频率，这个周期或频率也叫作波的周期或频率。（2）决定因素：波的周期（或频率）由

决定，与介质无关。（3）周期和频率的关系T=

。（4）物理意义：波的频率（或周期）是描述波的“时间周期性”的物理量。

（5）时空关系：在一个周期的时间内振动在介质中传播的距离等于

。3、波速（1）定义：波在介质中

跟

的比值叫作波速，即V=

。

（2）对波速的理解：①波速描述的是振动这种运动形式向外传播的

程度，而不是质点向外迁移的速度，质点

(填“不”或“是”）随波迁移的.②波速也

（填“不是”或“是”）质点振动的速度.质点的振动是一种变加速运动，符合正弦规律，而波在同一种介质中的传播速度是

.③波速的大小只与

有关，与频率无关.（3）由波的形成过程可知，在一个周期的时间内，振动在介质中传播的距离等于

，因而可以得到波长λ、频率f(或周期T)和波速v,三者的关系为：v=

或v=

。例题3．一列沿着x轴负方向传播的简谐横波，在t=0时刻的波形如图甲所示，图甲中某质点的振动图像如图乙所示，下列说法正确的是（）A．图乙表示质点L的振动图像

B．该波的波速为0.5m/sC．t=8s时质点M的位移为0

D．在4s内K质点所经过的路程为3.2mBD波的描述波的图像对象：大量质点波长、频率和波速意义：同一时刻不同质点的位移波长λ：振动相位相同的两个相邻质点间

的距离，用符号λ表示。波速v：由介质性质决定，和波源无关.频率f：和质点振动频率相同，由波源决定。图形：xyO简谐波：波形图是正弦曲线的波叫简谐波，

每个质点做简谐振动公式：v=λf课堂小结学以致用1、（多选）关于波的周期，下列说法正确的是（

）

A．质点的振动周期就是波源的周期

B．波的周期是由波源驱动力的周期决定的

C．波的周期与形成波的介质的密度有关

D．经历整数个周期波形图重复出现，波峰向前移动了一段距离ABD2、平静湖面有一列水面波(横波)，在波的传播方向上有相距3m的甲、乙两小木块随波上下运动，测得两小木块每分钟都上下振动30次，甲在波谷时，乙在波峰，且两木块之间有一个波峰。则这列水面波()

A.频率是30Hz

B.波长是3m

C.波速是1m/s

D.周期是0.1sC3、如图所示为一列沿－x方向传播的简谐横波在t＝0时刻的波形图.M的坐标分别为(－2,0)，已知t＝0.5s时，M点第二次出现波峰.这列波的传播速度多大？20m/s4、一列简谐横波沿x轴正方向传播，传到M点时波形如图所示，再经0.6s，N点开始振动，则该波的振幅A和频率f为()A．A＝1m，f＝5Hz B．A＝0.5m，f＝5HzC．A＝0.5m，f＝