高中物理第十二章機(jī)械波2波的圖象名師導(dǎo)航學(xué)案新人教版選修3-

1、2 波的圖象名師導(dǎo)航知識(shí)梳理機(jī)械波的圖象1. 圖象:在平面直角坐標(biāo)系中,用橫坐標(biāo)表示 _;用縱坐標(biāo)表示某一時(shí)刻,各質(zhì) 點(diǎn) _, 連接各位移矢量的末端, 得出的曲線即為波的圖象, 簡諧波的圖象是曲線 .2. 物理意義 _.3. 應(yīng)用如圖 12-2-1中,設(shè)波沿 x 軸的正方向傳播,由波的圖象可獲取的信息: 圖 12-2-1(1該時(shí)刻各質(zhì)點(diǎn)的 _以及該波的 _.(2若知道波速的方向,可知各質(zhì)點(diǎn)的 _.(3已知該時(shí)刻各質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)方向,可判斷 _.(4已知波速 v 的大小可求 _.(5已知波速 v 的大小和方向,可畫前、后一時(shí)刻的 _.知識(shí)導(dǎo)學(xué)學(xué)習(xí)本節(jié)知識(shí), 要回顧上一章學(xué)習(xí)過的振動(dòng)圖象, 比較振動(dòng)圖

2、象與波動(dòng)圖象, 結(jié)合常見 的方法如特殊點(diǎn)法、走坡法、同側(cè)法、微平移法 . 學(xué)會(huì)判斷質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)方向和波的傳播方向, 以及根據(jù)有關(guān)信息畫出波的圖象 .通過這一節(jié)的學(xué)習(xí),我們要學(xué)會(huì)總結(jié)、推理,不斷積累知識(shí),要培養(yǎng)用圖形分析問題、 解決問題的能力 .疑難突破1. 怎樣由波的傳播方向確定質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向?剖析:由波的傳播方向確定介質(zhì)中質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向可采用 (反過來可由質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向確定 波的傳播方向 :(1帶動(dòng)法:根據(jù)波的形成原理,利用靠近波源的點(diǎn)帶動(dòng)鄰近的離波源稍 遠(yuǎn)的點(diǎn)的道理,在需要判定振動(dòng)方向的點(diǎn) P 附近(不超過 /4圖象上靠近波源一方找另 一點(diǎn) P;若 P在 P 上方,則 P帶動(dòng) P 向上運(yùn)動(dòng);若

3、 P在 P 下方,則 P帶動(dòng) P 向下運(yùn) 動(dòng) . (2微平移法:設(shè)經(jīng)過一小段時(shí)間 t, 波形沿波的傳播方向做微小移動(dòng),就知道各質(zhì) 點(diǎn)在 t 后到達(dá)的位置,運(yùn)動(dòng)方向也就知道了 .2. 波的圖象的意義剖析:描述在波的傳播方向上介質(zhì)中各個(gè)質(zhì)點(diǎn)在某一時(shí)刻偏離平衡位置的位移 .結(jié)合圖 12-2-2說明,實(shí)線表示在圖示時(shí)刻, x=2 cm 的質(zhì)點(diǎn)沿正方向到達(dá)最大位移 10 cm 處, x=4 cm的質(zhì)點(diǎn)處在平衡位置; x=6 cm的質(zhì)點(diǎn)沿負(fù)方向到達(dá)最大位移 10 cm處,等等 .典題精講【例 1】波源 O 的振動(dòng)頻率為 25 Hz,從開始振動(dòng),經(jīng)過一個(gè)周期,形成的橫波傳到 D 點(diǎn), 如圖 12-2-3中實(shí)

4、線所示 . 每隔 1/4周期,波峰向前推進(jìn) 1 m.試求: 圖 12-2-3(1波長和波速;(2在圖中用箭頭標(biāo)出 M 、 N 、 B 、 D 四個(gè)質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)方向;(3畫出經(jīng)過時(shí)間 t=0.01 s后的圖象 .思路解析:依題意,41=1 m,所以 =4 m. v=T t s 411=4f=100 m/s. 由波形平移法可判斷(從題設(shè)知波是向右傳播的 M 、 D 向下運(yùn)動(dòng), N 、 B 向上運(yùn)動(dòng) . 又由 t=0.01 s,知 x=v·t=1 m,波形向右移 1 m,即得到 0.01 s后的波形,如圖中虛線所 示 .答案:(1 4 m, 100 m/s(2 M 、 D 向下運(yùn)動(dòng), N 、

5、 B 向上運(yùn)動(dòng)(3如圖中虛線部分綠色通道:解此題的技巧是平移波形法, 此法既可用來判斷質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)方向, 又可用來描出 下一時(shí)刻的波形 .變式訓(xùn)練:一列平面簡諧波在某一時(shí)刻的波形如圖 12-2-4所示,經(jīng)過一段時(shí)間,波形變成 如圖中虛線所示,已知波速大小為 1 m/s.則這段時(shí)間可能是( 圖 12-2-4A.1 s B.2 s C.3 s D.4 s答案:AC【例 2】一列簡諧橫波沿 x 軸負(fù)方向傳播,圖 12-2-5甲是 t=1 s時(shí)的波形圖,圖乙是波中 某振動(dòng)質(zhì)點(diǎn)位移隨時(shí)間變化的振動(dòng)圖線(兩圖用同一時(shí)間起點(diǎn) . 則圖乙可能是圖甲中哪個(gè) 質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)圖線( A.x=0處的質(zhì)點(diǎn) B.x=1 m處的

6、質(zhì)點(diǎn)C.x=2 m處的質(zhì)點(diǎn) D.x=3 m處的質(zhì)點(diǎn)思路解析:由振動(dòng)圖線知該質(zhì)點(diǎn)在 t=1 s時(shí)處于平衡位置向 y 軸負(fù)方向運(yùn)動(dòng),在波形圖中, 在 t=1 s時(shí)處于平衡位置且沿 y 軸負(fù)方向運(yùn)動(dòng)的是 x=0和 x=4 m處的質(zhì)點(diǎn) .答案:A綠色通道:波形曲線表示介質(zhì)中的“各個(gè)質(zhì)點(diǎn)”在“某一時(shí)刻”的位移, 振動(dòng)圖象則表示介 質(zhì)中“某個(gè)質(zhì)點(diǎn)”在“各個(gè)時(shí)刻”的位移 .變式訓(xùn)練:已知平面簡諧波在x軸上傳播,原點(diǎn)O的振動(dòng)圖線如圖 12-2-6所示, t 時(shí)刻的 波形圖線如圖 12-2-7所示,則 t=t+0.5 s時(shí)刻的波形圖線可能是圖 12-2-8中的( 圖12-2-6 圖12-2-7 圖 12-2-8答案:CD問題探究問題:波的圖象與振動(dòng)圖象的聯(lián)系與區(qū)別是什么?導(dǎo)思:學(xué)習(xí)振動(dòng)圖象和波動(dòng)圖象時(shí), 很容易忽略二者的橫坐標(biāo), 把振動(dòng)圖象看成波動(dòng)圖 象 . 因此我們做題時(shí)就應(yīng)看清橫坐標(biāo)代表時(shí)間還是距離,由于波的圖象是隨時(shí)間推移的,因 此波動(dòng)圖象具有重復(fù)性,因而顯示出了波動(dòng)過程的對(duì)稱性和周期性,從而出現(xiàn)了多解問題 . 振動(dòng)圖象和波的圖象是這節(jié)學(xué)習(xí)的難點(diǎn)與重點(diǎn), 我們要用比較的方法學(xué)習(xí), 并且振動(dòng)圖 象和波的圖象是高考?？碱}型之一,我們要