【高中物理】+波的描述+課件+高二上學(xué)期物理人教版（2019）選擇性必修第一冊 - 副本

第一章動量守恒定律3.2波的描述人教版（2019）高中物理選擇性必修第一冊新課導(dǎo)入1新課講解3學(xué)習(xí)目標2經(jīng)典例題4課堂練習(xí)5本課小結(jié)6目錄觀察水波，可以看出波在空間、時間上具有周期性，我們能否用圖像的方法來描述一列波呢？如果能，坐標軸表示的是什么物理量？學(xué)習(xí)目標1.能用描點法作橫波的圖像，理解波的圖像的物理意義。2.理解波長、頻率和波速的意義及其聯(lián)系。3.能判斷波的傳播方向和質(zhì)點的振動方向。4.能區(qū)分振動圖像和波的圖像。一、波的圖像Y位移X平衡位置正方向負方向（1）橫縱坐標分別表示什么？規(guī)定：橫波中偏離平衡位置的位移方向向上為正值，則位移向下為負值。橫坐標x：在波的傳播方向上介質(zhì)中各質(zhì)點的平衡位置縱坐標y：某一時刻各個質(zhì)點偏離平衡位置的位移1.波的圖象表示法在直角坐標系上畫出某時刻各質(zhì)點偏離平衡位置的位移。將某時刻各質(zhì)點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刻介質(zhì)中各個質(zhì)點偏離平衡位置的位移情況。波的圖像是在波的傳播方向上介質(zhì)中各振動質(zhì)點的連線在某一時刻的波形一、波的圖像（3）波是隨時間不斷變化的是一個質(zhì)點帶動另一個質(zhì)點在運動，如果振源在作簡諧振動，振源帶動介質(zhì)中其他質(zhì)點運動，得到的波形圖是什么圖形呢？特點：每個質(zhì)點都在做簡諧振動，質(zhì)點振動的最大位移都相同。如果波的圖像是正弦曲線，這種波叫做正弦波，也叫簡諧波。一、波的圖像2.波的圖像的應(yīng)用若已知波的傳播方向，如何判斷質(zhì)點的振動方向？或已知質(zhì)點的振動方向，如何判斷波的傳播方向呢？常用方法：（1）質(zhì)點帶動法（2）圖象平移法

（3）上下坡法

（4）三角形法（5）同側(cè)法YXO傳播方向一、波的圖像（1）質(zhì)點帶動法

先振動的質(zhì)點帶動鄰近的后振動質(zhì)點，在質(zhì)點P靠近波源一方附近的圖像上另找一點P′，若P′在P點下方，則P向下振動，若P′在上方，則P向上振動．YXOPQPˊQˊ傳播方向一、波的圖像一、波的圖像（2）圖象微平移法Ox/my/cm傳播方向abcdefg從波源沿傳播方向看：上坡下，下坡上將波形圖沿傳播方向進行微小平移，再由x軸上某一位置的兩波形曲線上的點來判定.Ox/my/cm傳播方向abcdefg（3）上下坡法YXO上坡下坡上坡判斷方法：上坡上的質(zhì)點向下振動，下坡上的質(zhì)點向上振動傳播方向簡稱：“上坡下、下坡上”一、波的圖像YXO波的傳播方向質(zhì)點的振動方質(zhì)點的振動方向向上或向下三角形頂部表示波峰或波谷（4）三角形法傳播方向一、波的圖像（5）同側(cè)法

在波的圖像上的某一點，沿豎直方向畫出一個箭頭表示質(zhì)點振動方向，并設(shè)想在同一點沿水平方向畫一個箭頭表示波的傳播方向，那么這兩個箭頭總是在曲線的同側(cè)。YXO傳播方向vv一、波的圖像二、波長、頻率、波速從t=0到t=T這段時間里，由質(zhì)點P0發(fā)出的的振動傳到P8，使質(zhì)點P8開始振動。這時質(zhì)點P0恰好結(jié)束了一次全振動而開始下一次振動，此后質(zhì)點P0和質(zhì)點P8的振動步調(diào)完全一致。質(zhì)點P8發(fā)出的振動繼續(xù)向下傳動，觀察波紋，我們發(fā)現(xiàn)波紋具有重復(fù)性，也就是，兩個質(zhì)點振動的相位相同，它們在任何時刻相對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。（1）定義:在波動中，對平衡位置的位移總是相等的兩個相鄰質(zhì)點間的距離，叫做波的波長。（2）幾點說明①“位移總相等”的含義是“每時每刻都相等”②位移總相等的兩個質(zhì)點,其速度也總是相等的，相位也相同。

③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。④相距λ整數(shù)倍的質(zhì)點振動步調(diào)總是相同的；相距λ/2奇數(shù)倍的質(zhì)點振動步調(diào)總是相反的。1.波長二、波長、頻率、波速2.周期（T）、頻率（f）（1)波源質(zhì)點振動的周期（或頻率）就是波的周期（或頻率）(2)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)。②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。③每經(jīng)歷一個周期的時間，當前的波形圖與原有的波形圖相同。二、波長、頻率、波速3.波速（v）（1）單位時間內(nèi)振動所傳播的距離叫做波速。（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（2）物理意義：反映振動在介質(zhì)中傳播的快慢程度.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。二、波長、頻率、波速4、波長、周期（或頻率）和波速的關(guān)系(1)波速等于波長和頻率的乘積.(2)經(jīng)過一個周期，振動在介質(zhì)中傳播的距離等于一個波長(3)波速等于波長和頻率的乘積這一關(guān)系雖從機械波得到，但對其他形式的彼（電磁波、光波）也成立波速由介質(zhì)決定，與波的頻率、質(zhì)點的振幅無關(guān)

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。

波長則決定于v和T。波從一種介質(zhì)進入另一種介質(zhì)波速發(fā)生變化，周期不變，波長發(fā)生變化；波在同一介質(zhì)中傳播，當周期發(fā)生變化，波長也發(fā)生變化。1．波速由什么決定？2．頻率由什么決定？3．波長由什么決定？典例分析典例分析典例分析【變式1】

(多選)如圖所示，下列說法中正確的是(

)A．此列波的振幅是0.1mB．x＝15cm處質(zhì)點的位移是0.1mC．若A的速度沿y軸正方向，則B的速度亦沿y軸正方向D．A的加速度沿y軸的負方向，而B、C的加速度沿y軸的正方向【答案】ACD

【解析】從波動圖像上可以直接讀出振幅是0.1m，x＝15cm處質(zhì)點的位移是－0.1m，故A正確，B錯誤；若波沿x軸正方向傳播，此時A、B兩質(zhì)點的速度都沿y軸正方向，故C正確；根據(jù)加速度與位移的關(guān)系可判斷D正確．典例分析典例分析典例分析【變式2】

振源A帶動細繩振動，某時刻形成的橫波波形如圖所示，在波傳播到細繩上一點P時開始計時，則下列圖像中能表示P點振動圖像的是(

)【解析】由波的傳播特點，前邊的質(zhì)點帶動后面的質(zhì)點，后面的質(zhì)點重復(fù)前面的質(zhì)點振動，由題圖可知振源A初始是從平衡位置向下振動的，所以t＝0時刻，質(zhì)點P應(yīng)由平衡位置開始向下運動，故C正確。課堂練習(xí)1.［多選］關(guān)于機械波的頻率、波速、波長，下列說法正確的是（）A.兩個相鄰的均處于平衡位置的質(zhì)點間的距離為一個波長B.波的頻率等于波源的振動頻率C.波速等于波源的振動速度D.波由一種介質(zhì)進入另一種介質(zhì)，波速和波長都要改變BD解析：A錯：由波長的定義可知，兩個相鄰的均處于平衡位置的質(zhì)點間的距離為半個波長。B對：由波的頻率定義可判斷。C錯：波速是波的傳播速度，與波源的振動速度不同。D對：波在同一種均勻介質(zhì)中勻速傳播，進入不同介質(zhì)時，頻率不變，但波速改變，由v=λf可知波長改變。課堂練習(xí)2.［多選］如圖

所示，波源在O點沿y軸振動所形成的一列簡諧橫波向x軸正方向傳播，波速為10m/s。此時x=18m處的質(zhì)點剛好起振，且質(zhì)點P和Q的位移分別為1cm和-1cm。則 （）

A.波源的起振方向為y軸正方向B.P和Q兩質(zhì)點的速度相同C.P質(zhì)點再經(jīng)過0.5s回到平衡位置D.再經(jīng)過10s，x=115m處的質(zhì)點恰好在波谷處AC課堂練習(xí)3.如圖所示，實線是某時刻的波形圖，虛線是0.2s后的波形圖。（1）若波向左傳播，求它的可能周期和最大周期。（2）若波向右傳播，求它的可能傳播速度。（3）若波速是45m/s，求波的傳播方向?！窘狻浚?）若波向左傳播，傳播的時間為Δt=

T+nT（n=0，1，2，…），所以T=

=

s=

s（n=0，1，2，3，…），最大周期為Tm=

s≈0.27s。（2）若波向右傳播，傳播的時間為Δt=

+nT（n=0，1，2，…），T=

=