2022-2023年人教版(2019)新教材高中物理選擇性必修1 第3章機(jī)械波第2節(jié)波的描述(2)課件

第3.2節(jié)波的描述波紋觀察觀察水波拍照定格水波在時(shí)間和空間上在做周期性變化，我們?nèi)绾稳ッ枋鏊?？波是不斷變化的，如果知道了某一時(shí)刻的水波，又如何判斷上一時(shí)刻或下一時(shí)刻的水波呢？一、波的圖像圖3.2-1是拍照定格某一時(shí)刻繩上橫波的照片，記錄了繩上各質(zhì)點(diǎn)在該時(shí)刻的具體位置。Y位移X平衡位置正方向負(fù)方向（1）橫縱坐標(biāo)分別表示什么？規(guī)定：橫波中偏離平衡位置的位移方向向上為正值，則位移向下為負(fù)值。橫坐標(biāo)x：在波的傳播方向上介質(zhì)中各質(zhì)點(diǎn)的平衡位置縱坐標(biāo)y：某一時(shí)刻各個(gè)質(zhì)點(diǎn)偏離平衡位置的位移一、波的圖像在直角坐標(biāo)系上畫出某時(shí)刻各質(zhì)點(diǎn)偏離平衡位置的位移。將某時(shí)刻各質(zhì)點(diǎn)偏離平衡位置的位移矢量的末端用光滑的曲線連接起來。Y位移X平衡位置O如何畫出波形圖？一、波的圖像（2）圖象的物理意義是什么？波的圖象描述的是某一時(shí)刻介質(zhì)中各個(gè)質(zhì)點(diǎn)偏離平衡位置的位移情況。（3）波是隨時(shí)間不斷變化的是一個(gè)質(zhì)點(diǎn)帶動(dòng)另一個(gè)質(zhì)點(diǎn)在運(yùn)動(dòng)，如果振源在作簡諧

振動(dòng)，振源帶動(dòng)介質(zhì)中其他質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)，得到的波形圖是什么圖形呢？特點(diǎn)：每個(gè)質(zhì)點(diǎn)都在做簡諧振動(dòng)，質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)的最大位移都相同。如果波的圖像是正弦曲線，這種波叫做正弦波，也叫簡諧波。在物理中，需要用物理量來描述一些物理現(xiàn)象、過程、規(guī)律等。同樣，機(jī)械波及其傳播過程，也需要一些物理量進(jìn)行描述。下面我們來學(xué)習(xí)描述波的幾個(gè)物理量，即波長、頻率和波速。二、波長、頻率、波速從t=0到t=T這段時(shí)間里，由質(zhì)點(diǎn)P0發(fā)出的的振動(dòng)傳到P8，使質(zhì)點(diǎn)P8開始振動(dòng)。這時(shí)質(zhì)點(diǎn)P0恰好結(jié)束了一次全振動(dòng)而開始下一次振動(dòng)，此后質(zhì)點(diǎn)P0和質(zhì)點(diǎn)P8的振動(dòng)步調(diào)完全一致。質(zhì)點(diǎn)P8發(fā)出的振動(dòng)繼續(xù)向下傳動(dòng)，觀察波紋，我們發(fā)現(xiàn)波紋具有重復(fù)性，也就是，兩個(gè)質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)的相位相同，它們?cè)谌魏螘r(shí)刻相對(duì)平衡位置的位移的大小和方向總是相同的。為了描述波在空間上的重復(fù)性，我們提出了波長的概念。二、波長、頻率、波速1、波長：振動(dòng)相位總是相同的兩個(gè)相鄰質(zhì)點(diǎn)間的距離在橫波中，兩個(gè)相鄰波峰或兩個(gè)相鄰波谷之間的距離等于波長。在縱波中，兩個(gè)相鄰密部或兩個(gè)相鄰疏部之間的距離也等于波長。二、波長、頻率、波速思考：質(zhì)點(diǎn)P0發(fā)出的的振動(dòng)經(jīng)過多長時(shí)間傳到P8？2、頻率：在波動(dòng)中，各個(gè)質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)周期或頻率是相同的，它們都等于波源的振動(dòng)周期或頻率，這個(gè)周期或頻率也叫作波的周期或頻率。一個(gè)周期每經(jīng)過一個(gè)周期的時(shí)間波就沿傳播方向傳播一個(gè)波長的距離。

思考：機(jī)械波在介質(zhì)中的傳播速度是多大？二、波長、頻率、波速波速由什么決定？機(jī)械波的波速由介質(zhì)的性質(zhì)決定，在不同的介質(zhì)中，波速是不同的。聲波在橡膠中傳播速度最小，在玻璃中傳播速度最大。某時(shí)刻的波形我們已經(jīng)描述清楚，波是不斷變化的，如果知道了某一時(shí)刻的波形，又如何判斷上一時(shí)刻或下一時(shí)刻的波形呢？三、波的傳播方向和質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)方向的判斷x/my/cm5-50246帶動(dòng)法：先振動(dòng)的質(zhì)點(diǎn)帶動(dòng)鄰近的質(zhì)點(diǎn)后振動(dòng)。思考：如果已知P點(diǎn)的振動(dòng)方向向下，判斷波的傳播方向。．Pv（1）已知傳播方向判斷質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)方向在質(zhì)點(diǎn)P靠近波源一方附近的圖象上另找一點(diǎn)P′，若P′在P上方，則P向上運(yùn)動(dòng)，若P′在P下方，則P向下運(yùn)動(dòng)。P向上運(yùn)動(dòng)P向下運(yùn)動(dòng)（2）已知質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)方向判斷傳播方向思考：要畫出某一時(shí)刻很鄰近的下一時(shí)刻的波形圖，還須知道什么？波的傳播方向或此時(shí)各質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向四、波的圖象與振動(dòng)圖象的比較xt0都表示質(zhì)點(diǎn)離開平衡位置的位移yx0表示振幅或波幅圖線形狀相同點(diǎn)不同點(diǎn)振動(dòng)圖象簡諧波圖象縱坐標(biāo)縱坐標(biāo)最大值研究對(duì)象物理意義橫坐標(biāo)圖線變化運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)不同時(shí)刻的一個(gè)質(zhì)點(diǎn)某一時(shí)刻介質(zhì)中的各個(gè)質(zhì)點(diǎn)一個(gè)質(zhì)點(diǎn)在不同時(shí)刻偏離平衡位置的位移各個(gè)質(zhì)點(diǎn)在某一時(shí)刻偏離平衡位置的位移時(shí)間的延續(xù),可求周期T各質(zhì)點(diǎn)平衡位置離波源的距離,可求波長λ變加速運(yùn)動(dòng),速度周期性變化同種均勻介質(zhì)中勻速運(yùn)動(dòng)xt0yx0延伸平移課堂小結(jié)波的圖象波長、頻率、波速波的傳播方向和質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)方向的判斷波的圖象與振動(dòng)圖象的比較一二三四五、課堂練習(xí)圖中的實(shí)線是一列正弦波在某一時(shí)刻的波形圖。經(jīng)過0.5s后，其波