波的圖像解析課件

1、第二節(jié) 波的圖像復(fù)習(xí)提問(wèn)：1、什么是機(jī)械波？2、產(chǎn)生機(jī)械波的條件是什么？3、振動(dòng)在介質(zhì)中的傳播有哪些特點(diǎn)？4、機(jī)械波分哪二種？各有什么特點(diǎn)？一、波的圖象1、建立坐標(biāo)系：橫坐標(biāo)X表示在波的傳播方向上各質(zhì)點(diǎn)的平衡位置與振源的距離?？v坐標(biāo)Y表示某一時(shí)刻各質(zhì)點(diǎn)偏離平衡位置的位移。 （位移向上時(shí)取正值，位移向下時(shí)取負(fù)值）y位移x平衡位置O2、波的圖象意義：1）波的圖象表示介質(zhì)中各質(zhì)點(diǎn)在某一時(shí)刻偏離平衡位置的位移的情況。2）在不同時(shí)刻質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)的位移不同，波的圖像也隨之改變。注意：在波的圖像中，每一個(gè)質(zhì)點(diǎn)都只在自己的平衡位置附近振動(dòng)，而不會(huì)隨波的傳播向遠(yuǎn)處遷移。3、簡(jiǎn)諧波：簡(jiǎn)諧振動(dòng)產(chǎn)生的波是簡(jiǎn)諧波，其波的圖

2、像是一條正弦曲線。4、橫波的圖象特點(diǎn)：橫波的圖象與形成橫波的質(zhì)點(diǎn)的分布形狀相似，故波的圖象又叫波形圖?？v波的圖象較為復(fù)雜,不再深入討論。二、波的圖象的應(yīng)用1、由波形和波的傳播方向判斷質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向爬坡法：將波的圖像視為蜿蜒起伏的“山坡”，沿波的傳播方向看， “上坡路段”上的各質(zhì)點(diǎn)都向下振動(dòng)，“下坡路段”上的各質(zhì)點(diǎn)都向上振動(dòng)簡(jiǎn)稱“上坡下，下坡上”YXOv下坡上上坡下上坡下P思考：如果這列波是向左傳播的，則這四個(gè)質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向又如何？YXOV思考 ：1.如果這個(gè)質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向向上，則波的傳播方向又如何？2.如果已知這個(gè)質(zhì)點(diǎn)做減速運(yùn)動(dòng)，則波的傳播方向又如何？2. 由波形和質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向判斷波的傳播方

3、向。（爬坡法）v1、如圖為一列簡(jiǎn)諧橫波在某一時(shí)刻的波形圖，此時(shí)刻質(zhì)點(diǎn)F的運(yùn)動(dòng)方向如圖所示，則A.該波向左傳播B.質(zhì)點(diǎn)B和D的運(yùn)動(dòng)方向相同C.質(zhì)點(diǎn)C比質(zhì)點(diǎn)B先回到平衡位置D.此時(shí)質(zhì)點(diǎn)F和H的加速度相同ACD2、如圖為一列橫波某時(shí)刻的波的圖像，已知波向右傳播，則下列敘述正確的是A、經(jīng)過(guò)半個(gè)周期，C點(diǎn)將運(yùn)動(dòng)到E點(diǎn)處B、M點(diǎn)和P點(diǎn)的振動(dòng)情況完全相同C、A點(diǎn)比F點(diǎn)先達(dá)到最低位置D、B、D兩點(diǎn)的振動(dòng)步調(diào)相反 BCD3、如圖所示，為一列簡(jiǎn)諧橫波的波形圖，此刻質(zhì)點(diǎn)D的運(yùn)動(dòng)方向如圖所示，則A、此刻質(zhì)點(diǎn)C的加速度為零B、此刻質(zhì)點(diǎn)B和D的運(yùn)動(dòng)方向都相反C、此刻起質(zhì)點(diǎn)C比質(zhì)點(diǎn)B先回到平衡位置D、此刻質(zhì)點(diǎn)F和H的加速度

4、相同BCD 先找出兩點(diǎn)（平衡位置和波峰及波谷特殊點(diǎn)）并確定其運(yùn)動(dòng)方向；然后確定經(jīng)t時(shí)間內(nèi)這兩點(diǎn)所達(dá)到的位置；最后按正弦規(guī)律畫出新的波形。1、特殊點(diǎn)法x/my/m01234v畫出再經(jīng)t=T/4 、3/4T、5/4T時(shí)的波形圖PPQQ3.求波在任意時(shí)刻的波形圖2、圖象平移法經(jīng)過(guò)時(shí)間 ，波在傳播方向移動(dòng)的距離 ,因此，把圖象沿傳播方向平移 即得到相對(duì)應(yīng)的圖象.x/my/m01234v平移規(guī)律：波右傳，求前左移，求后右移；波左傳，求前右移，求后左移。例、 如圖所示，有一列沿x正向傳播的橫波在某一時(shí)刻的波形圖象，已知波的傳播速度是16m/s，請(qǐng)畫出再經(jīng)過(guò)1/8s時(shí)的波形圖4、如圖所示為一列向右傳播的簡(jiǎn)諧

5、波在某時(shí)刻的波形圖，試畫出再經(jīng)過(guò)T/4、3T/4和5T/4時(shí)的波形圖YXO波的傳播方向試畫出該時(shí)刻前T/4、3T/4和5T/4時(shí)刻的波形圖總結(jié)：1、分析波圖像問(wèn)題的二種思路和方法1）從整體看：波形在向波傳播的方向勻速移動(dòng)。平移法：波移動(dòng)的距離s=vt。2）從局部看：無(wú)數(shù)個(gè)質(zhì)點(diǎn)在不同步的振動(dòng)。帶動(dòng)法：先振動(dòng)的質(zhì)點(diǎn)帶動(dòng)后振動(dòng)的質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)。2、波的圖像能反映的物理量：1）直接反映：振幅和波長(zhǎng).2）間接反映：該時(shí)刻介質(zhì)中各質(zhì)點(diǎn)的位移、速度、加速度的方向。Ay /mx /m1 2 3 4 5 6 7 80B0.10AVavx /mt /s1 2 3 4 5 6 7 800.100.14y /mx /m1

6、2 3 4 5 6 7 800.100.14問(wèn)題：振動(dòng)圖像與波的圖像有什么區(qū)別？三、波的圖像與振動(dòng)圖像的異同1.相同點(diǎn) 兩者都是按正弦或余弦規(guī)律變化的曲線,振動(dòng)圖像和波的圖像中的縱坐標(biāo)均表示質(zhì)點(diǎn)離開平衡位置的位移,縱坐標(biāo)的最大值均表示質(zhì)點(diǎn)的振幅.(3)物理意義不同：波動(dòng)圖像表示某一時(shí)刻各個(gè)質(zhì)點(diǎn)離開平衡位置的位移；振動(dòng)圖像描述的是某一質(zhì)點(diǎn)在不同時(shí)刻離開平衡位置的位移(4)最大值間距的含義不同：波的圖像中相鄰的最大值之間的間隔等于波在一個(gè)周期內(nèi)的傳播距離；振動(dòng)圖像中相鄰的最大值之間的間隔等于周期。2.不同點(diǎn)（1）橫坐標(biāo)的含義不同：振動(dòng)圖像代表時(shí)間。波的圖像代表平衡位置離開振源的距離。（2）研究對(duì)象

7、不同：振動(dòng)圖像研究一個(gè)質(zhì)點(diǎn)。波的圖像研究無(wú)數(shù)個(gè)質(zhì)點(diǎn)。3、 判斷質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)方向的方法不同AAx1yx0 xtt10 x1y1振動(dòng)圖象波的圖象t1時(shí)刻質(zhì)點(diǎn)向x方向運(yùn)動(dòng)質(zhì)點(diǎn)A在向y方向運(yùn)動(dòng)確定質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)方向形象記憶圖線變化物理意義y/m x/m x/m T t/s圖線研究?jī)?nèi)容研究對(duì)象波動(dòng)圖像振動(dòng)圖像 單一振動(dòng)質(zhì)點(diǎn)沿波傳播方向的所有質(zhì)點(diǎn)一質(zhì)點(diǎn)的位移隨時(shí)間的變化規(guī)律某時(shí)刻所有質(zhì)點(diǎn)的空間分布規(guī)律表示各質(zhì)點(diǎn)在某時(shí)刻的位移表示一個(gè)質(zhì)點(diǎn)在各時(shí)刻的位移隨時(shí)間推移圖像延伸，但已有的圖象形狀不變隨時(shí)間推移圖像沿傳播方向平移比喻為一個(gè)質(zhì)點(diǎn)的“錄象帶”比喻為無(wú)數(shù)質(zhì)點(diǎn)某一時(shí)刻拍攝的“照片”根據(jù)下一時(shí)刻的位移來(lái)判斷根據(jù)“質(zhì)點(diǎn)帶動(dòng)

8、原理”來(lái)判斷5、關(guān)于振動(dòng)圖像和波的圖像以下正確的是A、波的圖像反映出各個(gè)質(zhì)點(diǎn)在同一時(shí)刻的位移B、通過(guò)波的圖像可以找出任一質(zhì)點(diǎn)、任一時(shí)刻的位移C、振動(dòng)圖像的橫軸是時(shí)間軸D、y軸都表示質(zhì)點(diǎn)離開平衡位置的位移ACD 6. 根據(jù)圖所列的兩圖形，分別判斷它們屬于何種圖形( ) A.甲是振動(dòng)圖形，乙是波動(dòng)圖形 B.甲是波動(dòng)圖形，乙是振動(dòng)圖形C.都是波動(dòng)圖形D.都是振動(dòng)圖形A x/mt/sy/mx/m甲乙7、如圖，為一簡(jiǎn)諧波t=0時(shí)刻的波形圖，試畫出介質(zhì)中的A質(zhì)點(diǎn)在此后一段時(shí)間內(nèi)的振動(dòng)圖象。X/mY/mAt/sX/m8.一列簡(jiǎn)諧波在x軸上傳播，某時(shí)刻波形如圖，已知此時(shí)質(zhì)點(diǎn)F運(yùn)動(dòng)方向向Y軸負(fù)方向，則（ ）A、

9、波沿X軸負(fù)方向傳播B、質(zhì)點(diǎn)D此時(shí)刻向下運(yùn)動(dòng)C、質(zhì)點(diǎn)B比質(zhì)點(diǎn)C先回到平衡位置D、質(zhì)點(diǎn)E振幅為0OYXBCDEFGAB9.一列橫波沿繩子向右傳播，某時(shí)刻繩子形成如圖所示的凹、凸形狀，對(duì)此時(shí)繩上A、B、C、D、E五個(gè)質(zhì)點(diǎn) （ ）A它們的振幅相同B其中D和E的速度方向相同C其中A和C的速度方向相同D從此時(shí)算起，B比C先回到平衡位置AEBCDA B C B10有一列向左傳播的橫波，某一時(shí)刻的波形如圖4所示，可知這一時(shí)刻P點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)方向是 Ay的正向 By的負(fù)向 Cx的負(fù)向 D沿曲線向左上方11.如圖所示為簡(jiǎn)諧波在某一時(shí)刻的波形圖，已知此時(shí)質(zhì)點(diǎn)A正向上運(yùn)動(dòng)，由此可斷定（ ）A.向右傳播，且此時(shí)質(zhì)點(diǎn)B正向上運(yùn)

10、動(dòng)B.向右傳播，且此時(shí)質(zhì)點(diǎn)C正向下運(yùn)動(dòng)C.向左傳播，且此時(shí)質(zhì)點(diǎn)D正向上運(yùn)動(dòng)D.向左傳播，且此時(shí)質(zhì)點(diǎn)E正向下運(yùn)動(dòng)C121.一列波沿水平方向傳播，某時(shí)刻的波形如圖所示，則圖中a、b、c、d四點(diǎn)在此時(shí)刻具有相同運(yùn)動(dòng)方向的是（ ）Aa和c Bb和c Ca和d Db和dabcdB C波的多解原因(1)空間的不確定性引起多解問(wèn)題(波長(zhǎng)不確定)(2)時(shí)間的不確定性引起多解問(wèn)題(周期不確定)(3) 方向的不確定性引起多解問(wèn)題(4) 條件的不確定性引起多解問(wèn)題例題2：下圖中的實(shí)線是一列正弦波在某一時(shí)刻的波形曲線。經(jīng)0.5s后，其波形如圖中的虛線所示。設(shè)該波的周期T大于0.5s。 （1）如果波是向左傳播的，波的速

11、度是多大？波的周期是多大？ （2）如果波是向右傳播的，波的速度是多大？波的周期是多大？題型1.波的多解問(wèn)題由于波在時(shí)間及空間上的重復(fù)性，波在傳播方向上有不確定性，故波的問(wèn)題往往解答結(jié)果不是惟一的. 這類問(wèn)題又往往與波形圖聯(lián)系在一起。此類問(wèn)題關(guān)鍵是要根據(jù)題意畫出正確的波形圖，而且必須考慮各種可能性。例1、如圖所示為一列橫波在某時(shí)刻的波形圖。此時(shí)x=2m處的質(zhì)點(diǎn)M恰好位于平衡位置，再經(jīng)過(guò)0.1s，質(zhì)點(diǎn)M到達(dá)y=2cm。已知波的周期大于0.1s。求波速。分析：由于波的周期大于0.1s，故波在0.1s內(nèi)傳播的距離必小于一個(gè)波長(zhǎng)。由M到達(dá)的新位置可以畫出再過(guò)0.1s時(shí)的波形圖如圖。 由于不知道波的傳播方

12、向，也無(wú)法確定波的傳播方向，故新的波形可能是原波形向右傳播/4而形成的，也可能是原波形向左傳播3/4而形成的。這兩種情況都是可能的。故在解題時(shí)要分兩種情況討論。1、若波向右傳播，則依題意，在0.1s時(shí)間波傳播了/4。2、若波向左傳播，則依題意，則0.1s的時(shí)波傳播了3/4。 多解原因：波源起振后產(chǎn)生的波可以在介質(zhì)中向四周傳播。若題中沒(méi)有特別注明傳播方向，則求解時(shí)必須討論其傳播方向，從而導(dǎo)致了波的多解問(wèn)題 例2、一列橫波沿x正向傳播，在t=0時(shí)刻的波形圖如圖中實(shí)線所示，在t=1s時(shí)刻的波形如圖中的虛線所示，該波的波速是多少？解析：由圖可出： 如波向x正方向傳播，則 多解原因：波具有周期性。波形變化（傳播）的時(shí)間與周期的關(guān)系不確定。例3、繩上有一列簡(jiǎn)諧波向右傳播。當(dāng)繩上某點(diǎn)A向上運(yùn)動(dòng)到最大位移時(shí)，在其右方相距0.3m的質(zhì)點(diǎn)B剛好向下運(yùn)動(dòng)到最大位移。已知波長(zhǎng)大于0.1m，求這列波的波長(zhǎng)。 分析：依題意，A點(diǎn)必在波峰，B點(diǎn)在波谷。但A、B間到底相距幾個(gè)波長(zhǎng)卻未知。 我們必須將所有的情況都考慮進(jìn)去。我們不妨畫出一列波，如圖所示。選定一個(gè)波峰作為A點(diǎn)，則所有在波谷的點(diǎn)都可能是B