波的形成和描述第2课时课件高二上学期物理选择性

第三章

机械波第1节波的形成和描述第2课时波在介质中传播时，各质点都在平衡位置附近振动，而整个波形不断地向前传播，在时间上、空间上都具有周期性，如何描述一列波的运动情况呢？知识点一：波的图像y位移（1）用横坐标x表示在波传播方向上各个质点的平衡位置（2）用纵坐标y表示某一时刻各个质点偏离平衡位置的位移x平衡位置正方向负方向ο1.波的图像表示法（3）在xOy坐标平面上标出某一时刻各个质点偏离平衡位置的位移y位移x平衡位置O（4）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平滑的曲线连接起来。（5）波的图象的物理意义：波的图象表示介质中各个质点在某一时刻(同一时刻)偏离平衡位置的位移的空间分布情况。在不同时刻质点振动的位移不同，波形也随之改变，不同时刻的波形曲线是不同的。2.简谐波：如果波的图像是正弦曲线，这样的波叫作正弦波，也叫简谐波。简谐运动在介质中传播形成简谐波；简谐波是一种最基本、最简单的波。

思考：波是随时间不断变化的是一个质点带动另一个质点在运动，如果振源在作简谐振动，振源带动介质中其他质点运动，得到的波形图是什么图形呢？特点：每个质点都在做简谐振动，质点振动的最大位移都相同。（1）定义：介质中各质点振动的频率（周期）都等于波源的振动频率（周期），我们把这个频率（周期）叫做波的频率（周期）。频率通常用字母f表示，单位是Hz．周期通常用字母T表示，单位是s。（2）几点说明①波的周期（或频率）应由波源决定，与传播波的介质无关。②每经过一个周期的时间波就沿传播方向传播一个波长的距离。③每经历一个周期，原有的波形图不改变。1.周期、频率知识点二：波长、频率和波速2.波长λ(1)定义：两个

的、相对平衡位置的位移和振动方向总是

的质点间的距离。(2)特征①在横波中，两个相邻

或两个相邻

之间的距离等于波长。②在纵波中，两个相邻

或两个相邻

中央的距离等于波长。相邻相同波峰波谷密部疏部④相隔λ/2的两个质点的步调总是相反③相隔λ的两个质点的步调总是相同相隔λ整数倍的两个质点的步调总是相同相隔λ/2的奇数倍两个质点的步调总是相反（3）拓展:①“位移总相等”的含义是“每时每刻位移大小方向都相同”②位移总相等的两个质点,其速度也总是相等的，相位也相同（1）定义：单位时间内振动所传播的距离叫做波速。（3）几点说明②一列波在同一均匀介质中是匀速传播的③要区分波速与质点振动速度的含义①波速的大小由介质的性质决定，同一列波在不同介质中传播速度不同。（2）物理意义:反映振动在介质中传播的快慢程度。3.波速4.波长、周期（或频率）和波速的关系

（1）波速等于波长和频率的乘积；（2）经过一个周期，振动在介质中传播的距离等于一个波长；（3）波速等于波长和频率的乘积这一关系虽从机械波得到，但对其他形式的彼（电磁波、光波）也成立。问题探究波速由介质决定，与波的频率、质点的振幅无关波的频率只取决于波源，与波速、波长无关。波在传播过程中、从一种介质进入另一种介质时频率不变。波长则决定于v和T。波从一种介质进入另一种介质波速发生变化，周期不变，波长发生变化；波在同一介质中传播，当周期发生变化，波长也发生变化。1．波速由什么决定？2．频率由什么决定？3．波长由什么决定？停在水面上的两艘船相距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，如图所示。若将水波视为横波，求这列水波的波长和波速。

直接描述量：①振幅A:图像的峰值②波长λ:相邻两个波峰或波谷之间的距离③各个质点的位移x:对应于图像上某一点的坐标（y，x）1.从波的图像上可获得的信息间接描述量①已知波的传播方向可求各个质点的振动方向，反之亦然④经过一段时间后的波形图③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、速度、加速度的大小和方向Ay

/mx

/m123456780B0.10AVav知识点三、波的图像的应用2.波的图像的应用（1）波的传播方向和质点的振动方向之间的关系。①波的成因法步骤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/cm0v．P．P′．P′．P前一质点依次带动后一质点延迟振动②上下坡法将波的图像视为蜿蜒起伏的“山坡”，沿波的传播方向看，“上坡路段”上的各质点都向下振动，“下坡路段”上的各质点都向上振动。简称“上坡下，下坡上”yxOv下坡上上坡下上坡下P③同侧法在波的图像上的某一点，沿竖直方向画出一个箭头表示质点振动方向，并设想在同一点沿水平方向画一个箭头表示波的传播方向，那么这两个箭头总是在曲线的同侧。

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

x/my/m01234v机械波的振动状态和波形以波速匀速传播。简谐运动的图象简谐波的图象相同点及联系图象形状纵坐标纵坐标最大值联系3.波的图像与振动图像的异同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确定质点运动方向形象记忆图线变化物理意义y/m

λx/mx/mTt/s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”来判断振动图像与波动图像的对比例题：如图是一列简谐横波在t=2s时的图像，图是这列波中质点P的振动图像，求该波的传播速度和传播方向。

1．一列沿x轴正向传播，周期为2.0s的简谐横波，某时刻的波形如图所示，比较介质中的三个质点a、b、c，则（

）A．此刻质点a的振幅最大B．经过2s质点b沿x轴正向移动8mC．此刻质点c的振动方向为y轴正方向D．经过0.50s，机械波沿x轴传播距离为2mD2．一简谐机械波沿x轴正方向传播，周期为T，波长为λ

。若在x=0处质点的振动图象如图所示，则该波在t=T/4时刻的波形曲线为（

）D3.一列声波从空气传入水中，已知水中声速较大，则（）A.声波频率不变，波长变小B.声波频率变大，波长不变C.声波频率变小，波长变大D.声波频率不变，波长变大D4．(多选）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