高一物理课件：波的图像和描述

第二课时波的图像和描述三、波的图像1、用横坐标表示在波传播方向上各质点的平衡位置2、用纵坐标表示某一时刻各质点偏离平衡位置的位移正方向负方向y位移x平衡位置Oy位移x平衡位置O4、物理意义：各质点在同一时刻偏离平衡位置的位移。3、简谐波的图像是一条正弦或余弦曲线。波的图像：以波传播过程中各个质点的平衡位置为x轴，以各个质点离开平衡位置的位移为y轴，将某一时刻各个质点对应的x、y值用光滑曲线连接起来，就是波的图像。在图像上用箭头标出波的传播方向y

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/m123456780Vy

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/s123456780波动图像与振动图象的异同讨论并总结：为瞬时图象，时刻选择不同，图象会变化，但变化中有规律研究质点振动的时间起点零时刻〕不同，图线的起始点不同描述的是某一时刻各个质点偏离平衡位置的位移描述的是某一质点在各个时刻偏离平衡位置的位移(x、y)表示x处质点某时刻的偏离平衡位置的位移〔t、x〕表示t时刻的位移是x某一时刻连续介质中各质点相对于平衡位置的位移质点在振动过程中，位移随时间而变化的规律波的传播方向上所有的振动质点一个振动质点图线的变化物理意义坐标含义图

象研究内容研究对象波的图象振动的图像4.波与振动图象的区别用什么物理量描述波的特性？当我们知道了简谐运动的振幅、周期、频率，我们根本上就可以了解它的整个振动了，那么描述波又需要哪些特征物理量呢？四、描述波的物理量1、频率〔f〕、周期〔T〕：波的频率〔周期〕就是波源振动的频率〔周期〕。2、波速〔v〕：波在介质中的传播速度。3、波长〔〕：在传播过程中相对平衡位置的位移始终相等的两个相邻的质点间的距离叫做一个波长。〔两个相邻的波峰或波谷之间的距离〕4、波长、频率和波速之间的关系分析：每经过一个周期，振动在介质中就向前传播一个波长。说明：频率、波速、波长的决定因素周期和频率只取决于波源；与介质无关波速取决于介质的物理性质；波速不等于质点的振动速度波长那么取决于波源和介质。例：甲、乙两人分别乘两船在湖中钓鱼，两船相距24m。一列水波在湖面上传播开来，使船每分钟上下振动20次。当甲船位于波峰时，乙船位于波谷，这时两船之间还有另一个波峰，求这列水波的波长与波速。〔课本32例题〕●●甲乙从波图像中可以得到以下信息：〔1〕该时刻各个质点的位移与振幅；〔2〕波的波长；〔3〕假设波的传播方向，还可确定该时刻各质点的振动方向，进而确定各质点的位移、加速度、速度等的变化趋势xy波的传播方向和介质中质点的振动方向的关系.a.由波的传播方向判断质点的振动方向BACb.由质点的振动方向判断v的方向〔1〕带动法：V●●PQ在质点P旁边靠近波源的地方选择一个质点Q，P的运动形式由Q传播而来，故Q在P上方，P向上振动；Q在P下方，P向下振动〔2〕同侧法：V●传播方向振动方向波的传播方向与质点的振动方向一定处于图像的同一侧〔3〕“上下坡法〞即沿波的传播速度方向看，“上坡〞的点向下振动，“下坡〞的点向上振动，简称为“上坡下，下坡上〞〔见图1〕。例：〔1〕判断质点A、B的振动方向●V●AB〔2〕假设波的传播方向向左，A、B的振动方向又是如何？应用：波的图象的认识

1、波长和振幅A。2、波的传播方向可判断各质点的振动方向。(假设某一质点的振动方向也可确定波的传播方向。)3、在这一时刻各个质点的位移4、质点在某一段时间内通过的路程和位移。5、可画出经过一段时间后的波形图。例、一列简谐横波在x轴上传播，某时刻的波形如图5所示．此时质点F的运动方向向下，那么〔

〕A、此波朝x轴负方向传播B、质点D此时向下运动C、质点B将比质点C先回到平衡位置D、质点E的振幅为零1.根据质点的振动方向确定波的传播方向AB如下图为一列简谐波在t=0时的波动图象，波速为V=2m/s,从t1=0到t2=2.5s的时间内,质点M通过的路程是多少?位移是多少?My/cmV5-52468x/m02.求质点的路程和位移3.根据某时刻的波形图画另一时刻波形图的方法：特殊点法：y/cmx/m2410

100ABvy/cmx/m2410

100ABv平移法：沿传播方向平移相应距离t=1s=T/4，平移距离为λ/4=1m确定动态波形的两种方法：〔2〕波形平移法．就是根据公式△x=v△t，将整个波形在波的传播方向上进行平行移动从而得到新的波形，因为当△x=kλ时，波形不变，所以实际处理时通常将△x去整取尾即可，这种方法是普遍适用的．〔1〕特殊质点振动法．就是根据某些特殊质点〔位于波峰、波谷或平衡位置的质点〕的位置变更情况来确定动态波形。这种方法需波的传播方向〔或波源的方位〕或某个特殊质点的振动方向．这种方法通常用于△t=kT／4〔k=l、2、3……〕的情况．

例：如图5－24所示为一简谐横波在t1=0时的波的图像，波的传播速度v=2m/s，请画出t2=2.45s时可能的波形图.vv由图知:λ=0.4m求得T=0.2s4.知道波的图象及传播方向，可画波上各点的振动图象。请画出a、c两点的振动图象。如图5－22中实线是一列简谐波在某一时刻的波形图线，虚线是0.2s后它的波形图线。求这列波可能的传播速度．

5.由t时刻图象和t+△t时刻的图象求波速。

解:△t=0.2sλ=4m若v向右,△S=(n+1/4)λ由V=△S△t代入得:v=5(4n+1)m.假设v向左,同理可得:V=5(4n+3)m.(n=0、1、2…〕(注意波速的双向性及周期性。)

6.波动图像与振动图像综合应用如下图是某质点的振动图