波的描述（高中物理教學課件）

02.波的描述圖片區(qū)簡諧運動的x-t圖像可以很方便地描述質(zhì)點在任意時刻的位移。機械波是構(gòu)成介質(zhì)的無數(shù)質(zhì)點的一種共同運動形式，在同一時刻各個質(zhì)點的位移都不同，不方便用x-t圖像來描述。但各個質(zhì)點在某時刻的空間分布可以用圖像表示出來。觀察各個質(zhì)點在某時刻的空間分布以橫波為例：橫坐標x：各質(zhì)點的平衡位置到參考點的距離縱坐標y：各質(zhì)點偏離平衡位置的位移方向：位移向上時y取正值，向下時y取負值把平衡時位于x1，x2，x3…的質(zhì)點的位移y1，y2，y3…畫在Oxy坐標平面內(nèi)，得到一系列坐標為(x1，y1)，(x2，y2)，(x3，y3)…的點，這些點的集合就是這一時刻波的圖像。一.波的圖像（波形圖，波動圖像，波形曲線）1.物理意義：波的圖像反映了某時刻所有質(zhì)點的空間分布規(guī)律（相當于某時刻波形的照片）2.簡諧波：如果波的圖像是正弦曲線，這樣的波叫作正弦波，也叫簡諧波注意：①不同時刻，各個質(zhì)點的位移不同，波形也不同②波形圖在空間與時間上存在周期性③隨著時間的推移，波形圖沿著傳播方向平移④波形圖最前端質(zhì)點的起振方向與波源起振方向相同⑤波形圖表示介質(zhì)中“各個質(zhì)點”在“某一時刻”的位移，振動圖像表示介質(zhì)中“某一質(zhì)點”在“各個時刻”的位移一.波的圖像（波形圖，波動圖像，波形曲線）振動圖像和波動圖像的比較圖像振動圖像波形圖像相同圖像都是正（余）弦曲線縱坐標都是質(zhì)點離開平衡位置的位移不同某一質(zhì)點不同時刻位移所有質(zhì)點某一時刻位移橫軸表示時間橫軸表示質(zhì)點平衡位置隨時間推移圖像延續(xù)，但已經(jīng)畫出的圖像不變隨時間推移圖像沿傳播方向平移，不同時刻圖像不同1.波長：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表示在橫波中，兩個相鄰波峰或兩個相鄰波谷之間的距離等于波長。在縱波中，兩個相鄰密部或兩個相鄰疏部之間的距離等于波長。λλλλ二.波長、頻率和波速2.周期與頻率：各個質(zhì)點的振動周期（T）或頻率（f）是相同的，它們都等于波源的振動周期或頻率，這個周期或頻率也叫作波的周期或頻率。3.波速：經(jīng)過一個周期T，振動在介質(zhì)中傳播的距離等于一個波長λ：問題：波長與什么有關？二.波長、頻率和波速注意：①波速由介質(zhì)決定，聲速還與溫度有關②周期和頻率由振源決定③波長由介質(zhì)和振源共同決定二.波長、頻率和波速1.振幅A2.波長λ3.所有質(zhì)點的位移以及平衡位置到參考點的距離4.若已知波的傳播方向還能畫出下一時刻的波形，判斷各質(zhì)點的速度方向以及速度變化情況（反之已知質(zhì)點速度方向也能判斷波的傳播方向）5.加速度、回復力、動能、勢能變化情況Aλxyv三.由波形圖可以得到的信息判斷質(zhì)點振動方向：平移法0vy/cmx/cmAFEDCB看下一時刻質(zhì)點向上還是向下運動判斷質(zhì)點振動方向：上下坡法0vy/cmx/cmAFEDCB上坡朝下，下坡朝上判斷質(zhì)點振動方向：同側(cè)原理法0vy/cmx/cmAFEDCB傳播方向和振動方向在波形圖的同一側(cè)例1.關于公式v=λf，下列說法中正確的是()A.公式說明提高波源的頻率f，它激發(fā)的波的波速也增大.B.公式中v、f、λ三個量，對同一機械波在通過不同介質(zhì)時，只有f不變，而λ與v成正比。C.公式中v、f、λ三個量，對不同機械波在通過同一介質(zhì)時，v不變，λ與f成反比。D.公式v=λf適用于一切波。例2.關于簡諧波說法中正確的是（）A.兩個振動情況完全相同的質(zhì)點之間的距離是一個波長B.任意兩個波峰或波谷之間的距離叫波長C.波動在一周期內(nèi)向前傳播的距離等于波長D.在一個周期內(nèi)質(zhì)點所走過的路程等于一個波長BCDC典型例題例3.一列簡諧波在t＝0時刻的波形圖如圖(a)所示，圖(b)表示該波傳播的介質(zhì)中某質(zhì)點此后一段時間內(nèi)的振動圖象，則(

)A．若波沿x軸正方向傳播，(b)圖可能是a點振動圖象B．若波沿x軸正方向傳播，(b)圖可能是b點振動圖象C．若波沿x軸正方向傳播，(b)圖可能是c點振動圖象D．若波沿x軸正方向傳播，(b)圖可能是d點振動圖象B典型例題例4.如圖實線表示t1時刻波形曲線，虛線為t2=t1+0.5s時刻的波形曲線，則波傳播的速度可能為（）A.2m/sB.4m/sC.8m/sD.12m/s例5.如圖所示為簡諧波在某一時刻的波形圖，已知此時質(zhì)點A正向上運動，由此可斷定（）A.向右傳播，質(zhì)點B向上運動B.向右傳播，質(zhì)點C向下運動C.向左傳播，質(zhì)點D向上運動D.向左傳播，質(zhì)點E向下運動BDC典型例題6.典型例題例7.繩上有一簡諧橫波向右傳播，當繩上某一質(zhì)點A向上運動到最大位移時，在其右方相距0.30m的質(zhì)點B剛好向下運動到最大位移.已知波長大于0.15m，則該波的波長等于多少？0.6m或0.2m例8.如圖所示，沿波的傳播方向上有兩個相距為1m的質(zhì)點P和Q，當P達到負最大位移處時,Q正好處于平衡位置且向上運動。那么這列波的波長可能為多少PQ典型例題例9.某列波沿x軸正方向傳播，t=0時的波形圖如圖所示，已知在t=0.6秒時A點正好第三次出現(xiàn)波峰，則：波的周期為多少？波傳到P點所需的時間為多少？P點第一次出現(xiàn)波峰的時間是多少？答案：周期T=0.3s波傳到P點的時間為t1=0.45sP點第一次出現(xiàn)波峰的時間為t2=0.675s典型例題1.一列簡諧橫波沿x軸正方向傳播，周期為T，t＝0時的波形如圖所示。t＝T/4時(

)A．質(zhì)點a速度方向沿y軸負方向B．質(zhì)點b沿x軸正方向遷移了1mC．質(zhì)點c的加速度為零D．質(zhì)點d的位移為－5cmC課堂訓練：2.下列選項為一列橫波在某介質(zhì)中傳播時某一時刻的波形圖，已知波的傳播方向向右，能正確描述各質(zhì)點繼續(xù)振動時運動方向的是(

)3.一根粗細均勻的繩子，右端固定，一人拿著左端的S點上下振動，產(chǎn)生一列向右傳播的機械波，某時刻波形如圖所示，則該波的(

)A．波速增大B．波速減小C．頻率增大

D．頻率減小CC課堂訓練：4.如圖所示，一列簡諧橫波沿x軸正方向傳播，在x軸上有P、M、Q三點，從波傳到x＝5m的M點時開始計時，已知t1＝0.7s時M點第二次出現(xiàn)波峰，求：(1)這列波傳播的速度；(2)從t＝0時刻起到t2＝1s止，質(zhì)點Q(x＝9m)通過的路程。答案：10m/s，60cm課堂訓練：5.如圖是一列簡諧橫波在某時刻的波形圖，已知圖中b位置的質(zhì)點起振時間比a位置的質(zhì)點晚0.5s，b和c之間的距離是5m，則此列波的波長和頻率分別為(

)A．5m,1Hz B．10m,2HzC．5m,2Hz D．10m,1Hz6．一列簡諧橫波沿x軸正向傳播，傳到M點時波形如圖所示，再經(jīng)0.6s