3.2.1波的描述課件-高二上學(xué)期物理人教版選擇性

3.2波的描述第1課時第三章

機械波觀察水波問題：我們能否用圖像來描述波呢？問題：我們用什么樣的圖像來描述波呢？簡諧運動是單個質(zhì)點的運動情況，用x-t圖像可以很方便的描述質(zhì)點在任意時刻的位移。

機械波卻是很多質(zhì)點的運動，在同一時刻各個質(zhì)點的位移都不盡相同，不方便使用x-t圖像來描述。一、波的圖像觀察繩波照片它記錄了繩上各質(zhì)點在該時刻的具體位置

如果用橫坐標(biāo)x表示在波的傳播方向上繩中各質(zhì)點的平衡位置，縱坐標(biāo)y表示某一時刻繩中各質(zhì)點偏離平衡位置的位移。

把平衡時位于x1，x2，x3，…的質(zhì)點的位移y1，y2，y3，…畫在Oxy坐標(biāo)平面內(nèi)，得到一系列坐標(biāo)為（x1，y1），（x2，y2），（x3，y3），…的點，這些點的集合就是這一時刻波的圖像。yxO一、波的圖像波的圖像又稱為波形圖3.簡諧波定義：如果波的圖像是正弦曲線，這樣的波叫作正弦波，也叫簡諧波。簡諧波是一種最基本、最簡單的波。1.物理意義：反映某一時刻各個質(zhì)點偏離平衡位置的位移.2.注意：在波的圖像中，每一個質(zhì)點都只在自己的平衡位置附近振動，而不會隨波的傳播向遠處遷移。yxO二、波長、頻率和波速觀察：質(zhì)點1和質(zhì)點13的振動情況。1.波長定義：在波的傳播方向上，振動相位總是相同的兩個相鄰質(zhì)點間的距離，叫作波長。用λ表示。yxOλλλ相鄰兩個波峰（波谷）或相鄰兩個密部（疏部）之間的距離等于波長二、波長、頻率和波速（1）這兩點對平衡位置的位移的大小和方向總保持相同。（2）這兩點速度大小和方向總保持相同。所以：這兩點振動步調(diào)總保持相同。在波動中，相隔等于波長的兩個點的振動特點：觀察：(1)相隔λ整數(shù)倍的兩個質(zhì)點的步調(diào)總是相同(2)相隔λ/2的兩個質(zhì)點的步調(diào)總是相反(3)相隔λ/2的奇數(shù)倍兩個質(zhì)點的步調(diào)總是相反引申：二、波長、頻率和波速2.周期（頻率）定義：介質(zhì)中各質(zhì)點振動的周期（頻率）都等于波源的振動周期（頻率），我們把這個周期（頻率）叫做波的周期（頻率）。頻率通常用字母f表示，單位是Hz．周期通常用字母T表示，單位是s．幾點說明：(1)波的周期（或頻率）應(yīng)由波源決定，與傳播波的介質(zhì)無關(guān)。(3)每經(jīng)過一個周期的時間波就沿傳播方向傳播一個波長的距離。(2)每經(jīng)歷一個周期，原有的波形圖不改變。二、波長、頻率和波速3、幾點說明(2)一列波在同一均勻介質(zhì)中是勻速傳播的。(3)要區(qū)分波速與質(zhì)點振動速度的含義。(1)波速的大小由介質(zhì)的性質(zhì)決定，同一列波在不同介質(zhì)中傳播速度不同。物理意義:反映振動在介質(zhì)中傳播的快慢程度.3.波速定義：單位時間內(nèi)振動所傳播的距離叫做波速。公式:v===λf

二、波長、頻率和波速(1)波速的大小由介質(zhì)的性質(zhì)決定，與波的頻率、質(zhì)點的振幅無關(guān)。v==λf

波長、頻率和波速之間的關(guān)系（2）波的頻率只取決于波源，與波速、波長無關(guān)。波在傳播過程中、從一種介質(zhì)進入另一種介質(zhì)時頻率不變。（3）波長則決定于波速和頻率。波從一種介質(zhì)進入另一種介質(zhì)波速發(fā)生變化，頻率不變，波長發(fā)生變化；波在同一均勻介質(zhì)中傳播，v不變，當(dāng)頻率發(fā)生變化，波長也發(fā)生變化。【典例1】(多選)關(guān)于波長,下列說法正確的是()A.在一個周期內(nèi)振動在介質(zhì)中傳播的距離等于波長B.在一個周期內(nèi)某個質(zhì)點所走過的路程等于波長C.在波的傳播方向上位移始終相同的相鄰兩質(zhì)點間的距離等于波長D.在波的傳播方向上振動速度始終相同的相鄰兩質(zhì)點間的距離等于波長解析:在波動中,對平衡位置的位移總是相同的兩個相鄰質(zhì)點間的距離等于波長,在一個周期內(nèi),振動在介質(zhì)中的傳播距離等于一個波長,故選項A、C正確;在波傳播過程中,質(zhì)點只是上下振動,一個周期內(nèi)某個質(zhì)點所走過的路程等于4A,故選項B錯誤;在波的傳播方向上振動速度始終相同的相鄰兩質(zhì)點間的距離等于波長,故選項D正確。ACD【典例2】(多選)下圖所示的是一列簡諧波在某一時刻的波形圖象，下列說法中正確的是()A．質(zhì)點A、C、E、G、I在振動過程中位移總是相同B．質(zhì)點B、F在振動過程中位移總是相等C．質(zhì)點D、H的平衡位置間的距離是一個波長D．質(zhì)點A、I在振動過程中位移總是相同，它們的平衡位置間的距離是一個波長BC【典例3】(多選)對機械波，關(guān)于公式v＝λf，下列說法正確的是()

A．v＝λf適用于一切波

B．由v＝λf知，f增大，則波速v也增大

C．v、λ、f三個量中，對同一列波來說，在不同介質(zhì)中傳播時保持不變的只有f

D．由v＝λf知，波長是4m的聲音為波長是2m的聲音傳播速度的2倍解析:公式v＝λf適用于一切波，A正確；公式中v、f都有其特定的決定因素，即介質(zhì)決定機械波的波速，波源決定頻率，由v＝λf可知，波速、頻率確定的同時，也確定了波長．故B錯D錯；C正確。AC【典例4】圖甲為一列簡諧橫波在某一時刻的波形圖，圖乙為質(zhì)點P以此時刻為計時起點的振動圖象．則下列說法正確的是()A．該波的速度為1.6m/s，沿x軸負方向傳播B．該波的速度為20m/s，沿x軸正方向傳播C．經(jīng)過0.2s，質(zhì)點P沿x軸的正方向遷移了4mD．經(jīng)過0.1s，質(zhì)點Q的運動方向沿y軸正方向B波的描述波的圖像縱坐標(biāo)y表示某一時刻繩中各質(zhì)點偏離平衡位置的位移橫坐標(biāo)x表示在波的傳播方向上繩中各質(zhì)點的平衡位置波長頻率波速波長λ：振動相位總是相同的兩個相鄰質(zhì)點間的距離周期T:波源的振動周期（頻率）叫做波的周期（頻率）波速v：單位時間內(nèi)振動所傳播的距離叫做波速三者之間的關(guān)系：v==λf

【練習(xí)1】【練習(xí)1】質(zhì)點O振動形成的簡諧橫波沿x軸方向傳播，t=0時刻的波形圖如圖甲所示，在x=4m處的質(zhì)點P的振動圖象如圖乙所示，則（）A．該波的頻率為0.25HzB．該波的傳播速度為200m/sC．該波沿x軸負向傳播D．經(jīng)過0.1s質(zhì)點P沿x軸負向傳播20mBC【練習(xí)2】如圖甲所示是一列沿x軸正方向傳播的簡諧橫波在t=0時刻的波形圖，P是參與波動的、離原點x1=2m處的質(zhì)點，Q是參與波動的、離原點x2=4m處的質(zhì)點.圖乙是