第十二章机械波《第2节 波的图像》课课件

第十二章机械波第2节波的图像学习目标1.知道波的图象生成过程，理解横、纵坐标物理意义。

2.知道什么是简谐波，学会在波的图象中读出A、x、V等物理量，理解波速、振速概念。

3.学会画不同时刻波的图象，能熟练判定某一时刻各质点振动速度。4.理解波的图象与振动图像的区别和联系。5.能利用波的图象解决实际问题。复习回顾：从简谐运动图象可以求哪些物理量?t/sx/m5-502461.直接描述量：（1）振幅A；(2)周期T（频率f）；（3）任意时刻的位移x2.间接描述量

（2）速度系列：动能（1）位移系列：回复力、加速度、势能（4）任意时刻的振速V知识回顾物理意义：反映某一质点在各个时刻的位移。简谐运动的x--t图象及其物理意义知识回顾机械波：是机械振动在介质里的传播过程。形成：从波源开始，介质中的各个质点开始由近及远振动起来。这些质点只在平衡位置附近做重复波源的振动，但它们振动步调不一致。所以，在某一时刻介质中各个质点对平衡位置的位移各不相同。知识回顾机械波的形成及传播Y位移1.横坐标：表示各质点的平衡位置到振源的距离2.纵坐标：表示某一时刻各个质点离开平衡位置的位移X平衡位置正方向负方向一、波的图象新课内容3.在xoy坐标平面上画出某一时刻各个质点偏离平衡位置的位移yxo4.波的图象的画法：

将某一时刻各个质点偏离平衡位置的位移矢量的末端用光滑的曲线连接起来。一、波的图象新课内容1.波的图象：纵坐标和横坐标都是同一时刻的空间位置坐标，连接各位移矢量的末端所得到的平滑曲线就形成了波的图象。一、波的图象新课内容2.简谐波：波形图象是正弦曲线或余弦曲线的波叫正弦波，也叫简谐波。简谐波的波源做的是简谐振动。

（出现正、余弦两种曲线是由于所选计时起点不同）横波的图象表示的是某个时刻波的形态。就像用照相机给各个质点拍摄的某一瞬间的位置集体照。乙绳上的横波甲横波的图象一、波的图象新课内容

横波的图象就反映了介质中各个质点在某一时刻空间的实际分布情况。物理意义：反映介质中的各个质点在某一时刻偏离平衡位置的位移。注意图像与物理过程的对应二、波的图象的物理意义新课内容1.直接描述量：(某列波t时刻的波形图如右图所示)（1）振幅A:图像中的峰值。（2）波长λ:相邻两个波峰（波谷）之间的距离。x/my/cm5-50246（3）各个质点的位移y:

（x，y）的含义：图象中平衡位置到振源距离为x的质点在t时刻的位移为y。

新课内容三、波的图象中包含的信息x/my/cm5-50246（1）已知波速方向，结合某时刻波的图象可推断各质点的振速方向。（4）推断出经过一段时间后的波形图。（3）计算某质点在一段时间内通过的路程和位移。（2）可判断质点的位移、振速、加速度的大小和方向。2.间接描述量：三、波的图象中包含的信息新课内容1.波速方向、波的图象和质点的振速方向之间的关系。（1）带动法：步骤1：明确波的传播方向，确定波源方位；

步骤2：在某质点P靠近波源一方（紧挨着P点）图像上找另外一点P′

步骤3：若P′在P上方，则P′带动P向上运动；若P′在P下方，则P'带动P向下运动x/my/cm5-50246v．P．P′．Q′．Q思考：如果已知P点的振动方向向下，能否判断波的传播方向？离振源近质点带动离振源远的质点依次振动四、波的图象的应用新课内容（2）微平移法.做出经Δt微小时间后的波形,就知道了各质点经过Δt时间达到的位置,运动方向就可确定。YXOv思考：如果已知P点的振动方向向下，判断波的传播方向。P四、波的图象的应用新课内容（3）上下坡法。YXOv下坡上上坡下上坡下P

沿着波的传播方向：上坡下，下坡上。四、波的图象的应用新课内容YXOv传v振v传v振（4）同侧法。

振速方向与波速方向必须处于波形同侧四、波的图象的应用新课内容例1.图所示为一列向右传播的简谐波在某时刻的波形图试求出波形图上A、B、C、D四个质点的振动方向.YXOABCDVVVV思考：如果这列波向左传播的，则这四个质点的振动方向又如何？v题型1.已知波速方向和波形图判断质点的振动方向典例分析典例2.如图所示为一列简谐波在某时刻的波形图，已知图形上某点的振动方向如图所示。试推断这列波的传播方向。YXOV思考1.如果这个质点的振动方向向上，则波的传播方向又如何？2.如果已知这个质点做减速运动，则波的传播方向又如何？v题型2.已知波形和质点振动方向判断波的传播方向典例分析先找出两个特殊点并确定其运动方向；然后确定经△t时间内这两点所达到的位置；最后画出新的波形。⑴特殊点法x/my/m01234v画出再经t=T/4时的波形图．P．P′．Q．Q′2.求波在任意时刻的波形图四、波的图象的应用新课内容例3.某一简谐横波在t＝0时刻的波形图如图的实线所示．若波向右传播，画出T/4后和5T/4前两个时刻的波的图象。OYXT/4后的波形图5T/4前的波形图典例分析题型3.

求波在任意时刻的波形图经过时间，波在传播方向移动的距离,因此，把图象沿传播方向平移即得到相对应的图象。x/my/m01234v机械波在同种均匀介质中以波速匀速传播。四、波的图象的应用新课内容（2）波形平移法2.求波在任意时刻的波形图1.各个质点振动的最大位移都相同2.波的图像的重复性，相隔时间为周期整数倍的两个时刻的波形相同3.波的传播方向的双向性五、波的图象的特点新课内容XtOYXO振动图象波的图象想一想：你认为有哪些区别？六、波的图像与振动图像的区别新课内容确定质点运动方向形象记忆图线变化物理意义y/m

x/mx/m

图线研究内容研究对象波动图象振动图象

单一振动质点沿波传播方向的所有质点一质点的位移随时间的变化规律某时刻所有质点的空间分布规律表示各质点在某时刻的位移表示一个质点在各时刻的位移随时间推移图象延伸，但已有的图象形状不变随时间推移图象沿传播方向平移①比喻为一质点的“传记记录卡”②比喻为一个质点的“录象带”①比喻为无数质点某一时刻的“特写镜头”②比喻为无数质点某一时刻拍摄的“照片”根据下一时刻的位移来判断根据“质点带动原理”来判断t/s

振动图象波动图象项目图象研究对象单一振动质点所有振动质点研究内容某时刻所有质点的空间分布规律物理意义一个质点在各时刻的位移各个质点在某时刻的位移周期性随时间推移图象延伸，但已有图象形状不变运动特点简谐振动单个质点：简谐运动波的传播：匀速直线图像变化振幅A，波长λ振幅A，周期T一质点的位移随时间的变化规律t/sx/m随时间推移图象沿传播方向平移x/my/m形象化理解两种图象振动图像①比喻为一质点的“传记记录卡”②比喻为一个质点的“录像带”波动图象①比喻为无数质点某一时刻的“特写镜头”②比喻为无数质点某一时刻拍摄的“照片”连接各位移矢量的末端所得到的平滑曲线就形成了波的图象波形图象是正弦曲线或余弦曲线的波叫正弦波，也叫简谐波。课堂小结1波的图象如何画出2简谐波3图象的物理意义波的图象表示介质中的各个质点在同一时刻偏离各自平衡位置的位移。4从图象上获取的物理信息及图象的应用振幅波长任一点的位移已知波的传播方向判断任一点的振动方向已知质点的振动方向判断波的传播方向5振动图象与波动图象的区别例.一列波振幅是2cm，频率是4Hz的简谐横波，以32cm/s的速度沿图中x轴正方向传播，在某时刻x坐标为－7cm处的介质质点正好经过平衡位置向y轴正方向运动，画出此时刻的波形图。x(cm)y(cm)0v24681012-2-4-6-8-102-2解析：定量确定某一时刻的波形除已知波的传播方向和某质点的振动方向外，还需要知道波的振幅和波长．（四要素定量确定波形）1、某列波沿x轴正方向传播，t=0时的波形图如图所示，已知在t=0.6秒时A点正好第三次出现波峰，则波的周期为多少？波传到P点所需的时间为多少？P点第一次出现波峰的时间是多少？课堂练习周期T=0.3s波传到P点的时间为t1=0.45sP点第一次出现波峰的时间为t2=0.675s2、一列简谐横波沿x轴传播，t=0时刻的波形如图实线所示，经过△t=0.05s后的波形如图虚线所示。已知△t小